1、選煤廠技術(shù)方案無錫軍工電力電器有限公司2019 年 6 月 4 日目錄設(shè)計單位簡介 31 總述 31.1 指導(dǎo)思想 41.2 設(shè)計原則 51.3 設(shè)計依據(jù) 51.4 設(shè)計內(nèi)容 61.5 建設(shè)目標 62 項目簡況及功能 73 計算機集成控制及綜合自動化 83.1 控制層設(shè)計方案 93.1.1 計算機集中 <PLC ）控制系統(tǒng) 93.1.2 計算機集中 <PLC ）控制系統(tǒng)的組成、結(jié)構(gòu)及通訊93.1.3PLC< 可編程序控制器）及其模塊、機柜 103.1.4 全廠設(shè)備的二次接線原理的設(shè)計原則113.1.5 計算機集中 <PLC ）控制系統(tǒng)的單機自動化單元 123.1.6 計

2、算機集中 <PLC ）控制系統(tǒng)的其它功能 153.2 操作層設(shè)計方案 163.2.1 上位機 163.2.2 項目師站 173.2.3 服務(wù)器及其它設(shè)備 173.3 計算機集成控制及綜合自動化系統(tǒng)軟件183.3.1 監(jiān)控軟件 183.3.2 系統(tǒng)平臺軟件 193.3.3 數(shù)據(jù)采集軟件 203.3.4 工業(yè)數(shù)據(jù)庫軟件 203.3.5 監(jiān)控組態(tài)軟件 20設(shè)計單位簡介1 總述二礦選煤廠重介車間于 1978 年正式投產(chǎn)，投產(chǎn)初期主洗設(shè)備為斜 輪分選機，后來主洗設(shè)備改造為美國進口的淺槽分選機。淺槽重介分選工藝具有分選效率高 ,分選密度調(diào)節(jié)范圍寬 ,且易于調(diào) 節(jié) ,加之分選粒度范圍寬、處理量大 ,生

3、產(chǎn)過程可實現(xiàn)自動化的特點。但是，局限于改造時的條件，重介車間并未實現(xiàn)生產(chǎn)過程的自動 化，隨著礦井生產(chǎn)能力不斷提升，車間落后的控制系統(tǒng)與生產(chǎn)現(xiàn)狀極不適應(yīng)，主要表現(xiàn)在以下幾個方面：1） 主控設(shè)備技術(shù)落后。主控設(shè)備是日本光洋的小型PLC,目前該PLC 的擴充已達極限，仍不能滿足生產(chǎn)線的需要，這就給生產(chǎn)系統(tǒng)的工 藝調(diào)整和技術(shù)升級和帶來難以克服的困難。2）自動控制水平低。因為沒有安裝密度計、液位計、執(zhí)行器、調(diào) 節(jié)閥等自動化儀表，多年來，重介車間懸浮液比重測定和控制一直采用 人工方式，不僅測量測精度低，實時效果差。而且，不能實現(xiàn)自動控 制，不易保證精煤質(zhì)量和和降低介耗。3）原系統(tǒng)不支持網(wǎng)絡(luò)。因為光洋 PL

4、C 不具備網(wǎng)絡(luò)功能，就無法與 選煤廠其它車間以及全廠實現(xiàn)信息資源共享，這就成了一個信息孤島， 也成為實現(xiàn)全廠管理手段提升的瓶頸。4）本系統(tǒng)應(yīng)充分考慮與國陽二礦安全生產(chǎn)綜合調(diào)度分析系統(tǒng)的對 接問題。為了提高重介車間生產(chǎn)工藝對煤質(zhì)及生產(chǎn)要求的適應(yīng)能力，就必須 提高重介系統(tǒng)自動控制水平。選用穩(wěn)定可靠的工業(yè)自動化儀表及先進的 自動化控制系統(tǒng)，不僅可以提高生產(chǎn)率，減輕工人勞動強度、改善作業(yè) 環(huán)境，而且也對實現(xiàn)及全廠的信息共享與管理，也有著重要的意義。1.1 指導(dǎo)思想重介自動化建設(shè)是一項基礎(chǔ)設(shè)施項目建設(shè)，是一項科技含量極高的 系統(tǒng)項目，是企業(yè)再造，提升綜合生產(chǎn)力水平，增強市場競爭力必須涵 蓋的改革內(nèi)容，是

5、企業(yè)法人牽頭的，決策團隊，經(jīng)營團隊的群體“首長 項目”。綜合信息化建設(shè)的過程是建立信息化體系的過程。它包含：組 織領(lǐng)導(dǎo)體系、信息化人才培訓(xùn)體系、信息化基礎(chǔ)設(shè)施體系、安全生產(chǎn)應(yīng) 用體系和技術(shù)支撐保障體系。統(tǒng)籌規(guī)劃，統(tǒng)一組織，分步實施，急用先建，突出重點，慎重投 入。充分利用和依靠現(xiàn)有設(shè)備、人員和工作基礎(chǔ)，滿足實際需求，兼顧 長遠發(fā)展，充分合理利用各種資源是綜合自動化建設(shè)的指導(dǎo)思想。力求使礦井各類信息集成為實現(xiàn)異構(gòu)條件下的信息聯(lián)通與共享，功 能集成為不同應(yīng)用系統(tǒng)聯(lián)動、協(xié)調(diào)有序運行，避免各自孤立的監(jiān)控系統(tǒng) 不能使信息資源和設(shè)備資源得以充分發(fā)揮的弊端。使礦井生產(chǎn)安全可 靠，有效地預(yù)防和及時處理各種突發(fā)

6、事故和自然災(zāi)害；實現(xiàn)全礦井數(shù)據(jù) 采集、生產(chǎn)調(diào)度、經(jīng)營管理、決策指揮的網(wǎng)絡(luò)化、信息化、科學(xué)化。統(tǒng)一標準和規(guī)范。確保指標體系、信息標準、業(yè)務(wù)流程、系統(tǒng)設(shè)備 配置、系統(tǒng)軟件、通信技術(shù)等基本采用統(tǒng)一的標準和規(guī)范。365采用先進而成熟的實用技術(shù)，保證系統(tǒng)的安全性和可靠性。 天，每天 24 小時正常運行，保證各系統(tǒng)的保密性和安全性。遵循人員培訓(xùn)先行、軟件開發(fā)先行、設(shè)備適時到位，重在應(yīng)用的原 則。1.2 設(shè)計原則設(shè)計總方針是立足信息化大前提，保證系統(tǒng)的先進性、安全性、可 靠性，安裝、使用和維護方便簡單，結(jié)合兗礦集團規(guī)劃的要求，將國陽 新能二礦選煤廠綜合自動化項目建設(shè)成為國內(nèi)領(lǐng)先、國際先進的一流煤 礦選煤自動

7、化、信息化系統(tǒng)。（ 1） 遵循“高起點、高技術(shù)、高質(zhì)量、高效率、高效益”五高原 則，力爭達到國際先進、國內(nèi)領(lǐng)先水平，建成煤炭行業(yè)企業(yè)信 息化示范項目；（2）與時俱進、注重實效、全面規(guī)劃、分步實施、填平補齊、重點 突出。適應(yīng)國陽新能二礦的信息化工作發(fā)展需要，既具有先進 性，又可靠實用；（3）按照跨越式發(fā)展的技術(shù)方法，使技術(shù)經(jīng)濟指標最優(yōu)，投入產(chǎn)出 比最大。充分利用現(xiàn)有的資源，少花錢、多辦事；（4）采用的技術(shù)和設(shè)備安全可靠、先進實用、系統(tǒng)開放、易于升 級，易于擴展；（5）采用現(xiàn)行的國家標準，符合煤炭行業(yè)信息化建設(shè)總體規(guī)劃綱 要；（6）本著保護用戶投資，最大限度地利用用戶已成功使用的系統(tǒng)結(jié) 構(gòu)，確保不

8、影響這些系統(tǒng)的正常運行；（7）系統(tǒng)建設(shè)基于國陽新能二礦計算機網(wǎng)絡(luò)和通信網(wǎng)絡(luò)，基于 Web、B/S 結(jié)構(gòu)，能夠與現(xiàn)有綜合信息查詢軟件集成，能夠非 常方便實現(xiàn)信息聯(lián)網(wǎng)。（8）操作簡單、易于使用、動靜結(jié)合、圖文并茂。1.3 設(shè)計依據(jù)MT50094煤炭工業(yè)選煤廠設(shè)計規(guī)范CECS8：1 96 工業(yè)計算機監(jiān)控系統(tǒng)抗干擾技術(shù)規(guī)范TEC 144低壓開關(guān)和控制設(shè)備的外殼防護等級ANSI 488可編程儀器的數(shù)字接口ISA -55.2過程運算的二進制邏輯圖ISA -55.3過程操作的二進制邏輯圖ISA -55.4儀表回路圖NEMA -ICS4工業(yè)控制設(shè)備及系統(tǒng)的端子板NEMA -ICS6工業(yè)控制設(shè)備及系統(tǒng)的外殼TC

9、P/IP網(wǎng)絡(luò)通訊協(xié)議IEEE802局域網(wǎng)標準選煤廠集控裝置選擇的技術(shù)規(guī)定 試行）煤炭工業(yè)礦井設(shè)計規(guī)范煤礦安全規(guī)程國家標準化組織標準 <ISO) 國際電工技術(shù)委員會標準 <IEC)1.4 設(shè)計內(nèi)容綜合自動化的內(nèi)容概括起來就是生產(chǎn)過程的自動化、安全監(jiān)控的數(shù) 字化、管理過程的信息化、信息管理的集約化；因此，國陽新能二礦選 煤廠綜合自動化建設(shè)方案可以分為兩大部分：1) 計算機集成控制及綜合自動化2) 計算機管理信息網(wǎng)絡(luò)1.5 建設(shè)目標總體目標是：通過國陽新能二礦選煤廠生產(chǎn)過程自動化，促進企業(yè) 綜合信息化，即實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集自動化、業(yè)務(wù)信息集成化、信息管理網(wǎng)絡(luò) 化，最終實現(xiàn)國陽新能二礦選煤廠管理

10、決策科學(xué)化、現(xiàn)代化和智能化。遵照“立足高起點、采用新技術(shù)、符合國際技術(shù)發(fā)展主流、適應(yīng)未 來信息化發(fā)展、組網(wǎng)靈活方便、控制管理運營性能俱佳”的原則，加速 建設(shè)涵蓋話音、數(shù)據(jù)、圖像、圖文、調(diào)度等綜合信息的交換、傳輸與處 理業(yè)務(wù)的綜合數(shù)字網(wǎng)絡(luò)平臺，為實現(xiàn)企業(yè)信息化創(chuàng)建功能強大、技術(shù)先 進、整體覆蓋、基礎(chǔ)堅實的網(wǎng)絡(luò)平臺。通過基本建設(shè)、技術(shù)創(chuàng)新、科研攻關(guān)、技術(shù)引進、合作開發(fā)、系統(tǒng) 整合等手段和措施，重點強化建設(shè)國陽新能二礦選煤廠工業(yè)綜合自動化 體系，完成綜合監(jiān)測監(jiān)控建設(shè)項目，整體提高企業(yè)生產(chǎn)工業(yè)化水平，推 進實現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)的綜合自動化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化。以“建設(shè)三層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)體系”和“實現(xiàn)管控一體化”為目

11、標，通過 對生產(chǎn)系統(tǒng)進行綜合自動化建設(shè)，實現(xiàn)集中控制、集中調(diào)度、集中指 揮。以現(xiàn)代企業(yè)管理為基礎(chǔ)，采用現(xiàn)代信息技術(shù)、機算機技術(shù)、通信技 術(shù)、自動化技術(shù)，建立集辦公自動化、生產(chǎn)經(jīng)營管理、安全生產(chǎn)監(jiān)測監(jiān) 控為一體的高度集成信息系統(tǒng)，消除信息孤島；建設(shè)具有技術(shù)先進、信 息暢通、指揮靈活、綜合處理能力強的調(diào)度信息系統(tǒng)，使國陽新能二礦 選煤廠信息化工作走向智能化、網(wǎng)絡(luò)化，形成完整的、具有國陽新能二 礦特色的企業(yè)綜合自動化應(yīng)用模式。2 項目簡況及功能全廠計算機網(wǎng)絡(luò)組成大體上可以分為三層結(jié)構(gòu)形式：1. 由下至上第一層是控制層，工業(yè)以太網(wǎng)交換機、全廠計算機集中 PLC控制系統(tǒng)和快速裝車站自動化子系統(tǒng)、自動加藥

12、自動化子系統(tǒng)等 綜合自動化子系統(tǒng)共同組成了光纖工業(yè)以太網(wǎng)冗余雙網(wǎng)的底層網(wǎng)絡(luò)；全 廠計算機集中控制系統(tǒng)的 I/O 及各種智能儀表、電機智能綜合保護器、 微機綜合保護裝置、各綜合自動化子系統(tǒng)的 I/O 和其它智能監(jiān)控系統(tǒng)等 對現(xiàn)場設(shè)備實現(xiàn)運行工礦信息的采集和上傳，并負責(zé)傳達集中控制信號 至現(xiàn)場設(shè)備，可以完成對現(xiàn)場參控設(shè)備的操作、控制、狀態(tài)監(jiān)測、信息 傳輸功能和控制指令的傳達執(zhí)行。全廠計算機集中VPLQ控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)為現(xiàn)場總線冗余雙網(wǎng)，配置 1 個監(jiān)控主站和 1 個監(jiān)控分站；監(jiān)控主站為冗余熱備配置，通過現(xiàn)場總線 冗余雙網(wǎng)與監(jiān)控分站進行通訊；監(jiān)控主站均通過光纖工業(yè)以太冗余雙網(wǎng) 接入操作層工業(yè)以太網(wǎng)交換機

13、，監(jiān)控主站與監(jiān)控分站、監(jiān)控主站與各監(jiān) 控單元之間采用現(xiàn)場總線冗余雙網(wǎng)進行通訊和數(shù)據(jù)交換以實現(xiàn)設(shè)備運行 信息的上傳及控制指令的執(zhí)行。2. 第二層是操作層，主要由交換機、組態(tài)監(jiān)控操作工作站 下文簡稱 上位機）、集控平臺開發(fā)維護工作站 下文簡稱項目師站）、集控系統(tǒng) 平臺/ 數(shù)據(jù)采集 /實時工業(yè)數(shù)據(jù)庫冗余服務(wù)器 下文簡稱冗余服務(wù)器）等 組成；控制室設(shè)集控操作站 2 臺，密控操作站 1 臺，項目師站 1 臺，所 有站用工控機選用進口產(chǎn)品，22 寬屏液顯；所用組態(tài)軟件授權(quán)均選用 無限點網(wǎng)絡(luò)開發(fā)版、PLC系統(tǒng)及各生產(chǎn)自動化子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集和實時 工業(yè)數(shù)據(jù)庫服務(wù)，以保障系統(tǒng)的安全，各子系統(tǒng)將采集的各自所控設(shè)備

14、 的運行工況信息通過工業(yè)以太網(wǎng)進行上傳至冗余數(shù)據(jù)庫，由冗余數(shù)據(jù)庫 提供工業(yè)數(shù)據(jù)的歷史存儲、查詢、檢索及各類數(shù)據(jù)的調(diào)用；并由集中控 制中心實現(xiàn)對整個系統(tǒng)設(shè)備及各綜合自動化系統(tǒng)設(shè)備的集中控制。3. 第三層是信息管理層，主要由3COM交換機、全廠管理信息/WEB 數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、防火墻、路由器、選煤廠各信息終端、多功能網(wǎng)絡(luò)激光 一體機等組成；在信息管理層共設(shè) 14臺PC信息終端，各PC信息終端 可以根據(jù)權(quán)限限制在統(tǒng)一的界面下查看全廠的不同信息，并將本部門的 信息向信息管理層公布，實現(xiàn)全廠的辦公自動化；信息管理網(wǎng)絡(luò)采用 1000M的交換式以太網(wǎng)，具備完成生產(chǎn)技術(shù)管理、生產(chǎn)技術(shù)檢查、調(diào)度 生產(chǎn)管理、生產(chǎn)計

15、劃統(tǒng)計、機電設(shè)備管理、物資供應(yīng)管理、在線監(jiān)控數(shù) 據(jù)管理、人事管理、工業(yè)電視畫面顯示等管理功能。3 計算機集成控制及綜合自動化 計算機集成控制及綜合自動化系統(tǒng)位于全廠網(wǎng)絡(luò)拓撲的控制層和操 作層：3.1 控制層設(shè)計方案控制層主要由兩部分構(gòu)成：計算機集中PLC控制系統(tǒng)、綜合自動 化子系統(tǒng)。3.1.1 計算機集中vPLQ控制系統(tǒng)1) 計算機集中PLC控制系統(tǒng)具備的功能a. 計算機集中PLC控制系統(tǒng)對生產(chǎn)設(shè)備的控制滿足選煤廠安全規(guī) 程的要求和國家及地方有關(guān)安全法規(guī)和規(guī)程的要求，滿足選煤廠的工藝 特點和生產(chǎn)要求。b. 計算機集中PLC控制系統(tǒng)具有集中程序啟停車、遠距離人工啟 停車及就地等多種靈活的控制方式

16、，且各種控制方式均可實現(xiàn)無擾動轉(zhuǎn) 換；計算機集中PLC控制系統(tǒng)的各種控制方式在確保安全的前提下， 滿足生產(chǎn)、檢修、試車、處理故障。c. 生產(chǎn)系統(tǒng)的控制按系統(tǒng)、工藝、區(qū)域劃分。設(shè)備之間的閉鎖關(guān)系 通過軟件實現(xiàn)。d. 具備啟車預(yù)告、禁止啟車、現(xiàn)場和集中控制中心緊急停車等一切 保證人身設(shè)備安全的功能。e. 控制回路中的停車按鈕采用自鎖式按鈕；且現(xiàn)場操作控制按鈕箱 上的停車按鈕無論在何控制方式下都始終有效。f. 所有設(shè)備就地控制和集中控制的當前控制模式選擇由集中控制中 心決定；設(shè)備控制方式只有在當前控制模式為就地模式時，才能就地開 車。3.1.2 計算機集中PLC控制系統(tǒng)的組成、結(jié)構(gòu)及通訊計算機集中P

17、LC控制系統(tǒng)是全廠集成控制的基礎(chǔ)，是由計算機集 中vPLQ控制系統(tǒng)監(jiān)控主站 冗余熱備）和監(jiān)控分站等 PLC系統(tǒng)組成的 現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)，通過現(xiàn)場總線的方式進行通訊并由集中控制中心實現(xiàn)集 中監(jiān)控。計算機集中PLC控制系統(tǒng)監(jiān)控主站與監(jiān)控分站、監(jiān)控主站與自動 化單元之間采用現(xiàn)場總線方式進行通訊，監(jiān)控主站與各綜合自動化子系 統(tǒng)、監(jiān)控主站與操作層設(shè)備通過千兆工業(yè)以太網(wǎng)冗余雙網(wǎng)進行通訊。3.1.3 PLC可編程序控制器）及其模塊、機柜a. PLC的選用選煤廠監(jiān)控主站選用SIEMENS公司的性能先進的PLC作為選煤廠控 制主機，并配置雙機熱備系統(tǒng)，配備交流凈化穩(wěn)壓電源或直流穩(wěn)壓電源 且電源冗余，每個模塊通道數(shù)量

18、應(yīng)留有 20%余量。選用SIEMENS司生產(chǎn)的性能先進的PLC作為控制主機；配備交流 凈化穩(wěn)壓電源或直流穩(wěn)壓電源且電源冗余，模塊通道數(shù)量留有20%的余 量。b. PLC的模塊各種數(shù)字量 I/O 模塊的輸入輸出電壓均為 24VDC。模擬量模塊輸入、輸出均為4-20mADC適合兩線制儀表信號的輸 入；各種輸入輸出均有備用模塊。各輸入、輸出點均有歐姆龍繼電器隔離，繼電器的輔助觸點數(shù)量應(yīng) 滿足系統(tǒng)要求，且每個繼電器都有不少于 1常開、 1 常閉的備用量。每個 I/O 模塊的備用通道數(shù)不少于 20%。 每個監(jiān)控主站及分站的機架上均不少于 3個備用插槽 含空槽蓋 板）。所有備用模塊均冷備用。c. PLC的

19、布置在每個配電室布置PLC分站機柜，數(shù)量視分站模塊的多少和外接電 纜的數(shù)量不同而定柜內(nèi)各種模塊、元器件及接線布置。d. PLC供電電源PLC電源裝置均選用SIEMEN薩品，自然通風(fēng)冷卻，所有 PLC均配 置直流穩(wěn)壓電源裝置。3.1.4 全廠設(shè)備的二次接線原理的設(shè)計原則設(shè)備啟、停車按鈕直接接入 PLC設(shè)備間的閉鎖等功能主要由軟件 完成。 所有設(shè)備均可在集中控制中心單獨遠距離控制。 有保護裝置的設(shè) 備，保護裝置動作時，影響安全生產(chǎn)的，通過硬接線立即停車，故障信 息送入PLC對安全生產(chǎn)不構(gòu)成威脅的，PLC發(fā)出報警信號，由操作人 員選擇故障處理方式。各配電室的集控系統(tǒng)設(shè)備電源取自本配電室的 380V/

20、220V低壓開關(guān) 柜，均配置交流凈化穩(wěn)壓裝置或直流穩(wěn)壓裝置。設(shè)備的現(xiàn)場操作控制按鈕箱a、所有設(shè)備均設(shè)現(xiàn)場操作控制按鈕箱，每個按鈕箱可根據(jù)現(xiàn)場設(shè)備 的安裝布置位置和容量的大小安裝一對或兩對啟停車按鈕和相應(yīng)的指針 式電流表； 現(xiàn)場操作控制按鈕箱安裝電流表后 IP 防護等級不發(fā)生變 化，電流表放置箱內(nèi)時現(xiàn)場操作控制按鈕箱設(shè)透明觀察窗。電流表選 用420mA DC模擬量輸入信號，此信號由電動機智能綜合保護器 GT500提供，電流表與GT500之間的連接線纜線徑1.5mm2。設(shè)備的停 車按鈕需同時具備系統(tǒng)“禁止啟車”的功能。b、現(xiàn)場控制按鈕箱內(nèi)的所有電氣元件均選用施耐德產(chǎn)品，按鈕、指 示燈選用上海二工品

21、牌產(chǎn)品，端子排選用菲尼克斯產(chǎn)品。c、電液動閘閥、電液動推桿 / 翻板及電動平板閘門的現(xiàn)場操作控制按 鈕箱熱過載繼電器通過現(xiàn)場硬接線的方式對驅(qū)動電動機進行保護； 接近開關(guān)通過控制中間繼電器對現(xiàn)場硬接線的方式對閘閥、推桿 /翻 板、閘門的極限位置進行保護，其狀態(tài)由中間繼電器無源接點送入PLC<2點）；遠程控制由集中控制中心通過 PLC經(jīng)隔離繼電器KA點動觸發(fā)控制電 液動閘閥、電液動推桿 / 翻板驅(qū)動電動機正反轉(zhuǎn)后由接觸器實現(xiàn)自 保。電液動閘閥、電液動推桿 / 翻板及電動平板閘門控制裝置輸入輸出接 口：開關(guān)量輸入接口 2 路：遠程控制正轉(zhuǎn)、遠程控制反轉(zhuǎn)。開關(guān)量輸出接口 3 路：斷路器位置狀態(tài)、

22、開到位、關(guān)到位。 所有電液動閘閥、電液動推桿 / 翻板及電動平板閘門要求均能實現(xiàn) 遠程控制和就地控制，集中控制中心和現(xiàn)場均能選擇控制模式的切換， 控制模式、斷路器開閉狀態(tài)、接觸器分斷狀態(tài)、開 / 關(guān)到位均要在控制 箱上顯示，且狀態(tài)信息都送入 PLC。d、所有設(shè)備就地控制和集中控制的當前控制模式選擇由集中控制中 心決定；設(shè)備控制方式只有在當前控制模式為就地模式時，才能就地開 車；設(shè)備的控制模式在現(xiàn)場的按鈕箱上用不同顏色的信號燈顯示。3.1.5 計算機集中PLC控制系統(tǒng)的單機自動化單元A. 無壓三產(chǎn)品重介旋流器介質(zhì)密度監(jiān)控單元：a、循環(huán)介質(zhì)密度自動控制系統(tǒng)：無壓三產(chǎn)品重介旋流器介質(zhì)密度高 于給定值

23、，會導(dǎo)致精煤產(chǎn)品灰分高而不合格；介質(zhì)密度低于給定值，會 導(dǎo)致精煤產(chǎn)率低，造成浪費。因此在無壓三產(chǎn)品重介旋流器選煤過程中 選擇當前先進的數(shù)學(xué)模型控制算法來控制介質(zhì)密度并使其穩(wěn)定在某一給 定值上，且調(diào)整時間的長短滿足招標方的工藝要求，以保證精煤產(chǎn)品的 質(zhì)量和產(chǎn)率。調(diào)節(jié)系統(tǒng)由丫射線密度計、磁性物含量計、無壓三產(chǎn)品重 介旋流器介質(zhì)密度監(jiān)控單元 下文簡稱旋流器PLC）、分流箱及執(zhí)行 器、清水比例調(diào)節(jié)閥等組成。丫射線密度計和磁性物含量計直接安裝在 無壓三產(chǎn)品重介旋流器的入料管路上 , 用以測量生產(chǎn)中的合格介質(zhì)的密 度值，輸出均采用420mA DC模擬量信號。由丫射線密度計測得密度 信號送到旋流器PLC與設(shè)

24、定密度值進行比較，形成偏差信號，旋流器 PLC采用模糊控制與其它先進控制方法相結(jié)合的策略消除系統(tǒng)調(diào)節(jié)響應(yīng) 時間過長和介質(zhì)濃度等大滯后環(huán)節(jié)的不利影響。當懸浮液密度測量值大 于設(shè)定值時，旋流器PLC向清水比例調(diào)節(jié)閥發(fā)出信號，在合格介質(zhì)泵的 入料管加水，使其密度趨于設(shè)定值；當測量密度值小于設(shè)定值，向合格 介質(zhì)桶中補加介質(zhì)，并關(guān)閉清水比例調(diào)節(jié)閥；當密度符合給定要求時， 關(guān)閉清水比例調(diào)節(jié)閥。b、介質(zhì)粘度自動控制系統(tǒng)：調(diào)節(jié)系統(tǒng)由密度計、磁性物含量計、旋流器PLC分流箱及執(zhí)行器等組成。當磁性物重介質(zhì)的特性穩(wěn)定時，隨 著煤泥含量的增大，其懸浮液粘度也隨之增大，懸浮液的流變粘度主要 取決于煤泥的含量。一般情況下

25、，主選重介質(zhì)懸浮液的煤泥含量控制在 4050%左右。密度信號、磁性物含量信號送旋流器 PLC通過計算得 出各密度級的煤泥含量。當煤泥含量高于設(shè)定值時，旋流器PLC向分流箱執(zhí)行器發(fā)出信號，加大合格懸浮液的分流量，直至懸浮液粘度達到設(shè) 定值；當煤泥含量低于設(shè)定值時，旋流器 PLC向分流箱執(zhí)行器發(fā)出信號，減少合格懸浮液的分流量，甚至不分流以提高煤泥含量，保證煤泥 含量在設(shè)定范圍內(nèi)快速趨近設(shè)定值直至等于設(shè)定值。c、旋流器入口壓力自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)：由壓力變送器、旋流器 PLG變頻調(diào)速器、介質(zhì)補加系統(tǒng)等組成。安裝在無壓三產(chǎn)品重介旋流器入料管 上的壓力變送器將測量的壓力信號傳送到旋流器 PLG旋流器PLC對所

26、測壓力與設(shè)定值進行比較，如果所測壓力小于設(shè)定壓力，首先PLC系統(tǒng)根據(jù)合格介質(zhì)桶液位信號，比較介質(zhì)桶液位與設(shè)定液位的高低，若液位 低于設(shè)定值，旋流器PLC向介質(zhì)補加系統(tǒng)發(fā)出信號，向合格介質(zhì)桶補加 合格介質(zhì)和清水，直到壓力達到設(shè)定值；其次若介質(zhì)桶液位不低于設(shè)定值，旋流器PLC輸出正偏差信號，增加變頻器的輸出頻率，入料泵的出 口壓力增加，即增加旋流器入口壓力；如果旋流器入口壓力大于設(shè)定 值，旋流器PLC輸出負偏差信號，減小變頻器的輸出頻率，旋流器入口 壓力降低，從而保證旋流器入口壓力的基本恒定。d、介質(zhì)桶液位控制系統(tǒng)：由壓力式液位計、旋流器 PLC介質(zhì)補加 系統(tǒng)等組成。壓力式液位計測得液位信號，將液

27、位信號送給旋流器PLC,經(jīng)旋流器PLC運算，當合格介質(zhì)桶的液位低于設(shè)定值時，旋流器 PLC向介質(zhì)補加系統(tǒng)發(fā)出信號，向合格介質(zhì)桶補加合格介質(zhì)和清水，直 到液位達到設(shè)定值；當液位過低時，系統(tǒng)發(fā)出報警信號。e、在主廠房內(nèi)不設(shè)介質(zhì)密度、粘度等集中控制中心，正常生產(chǎn)時采 用在集中控制中心操作的方式。B. 斜輪分選機介質(zhì)密度監(jiān)控單元a、循環(huán)介質(zhì)密度自動控制系統(tǒng)：斜輪分選機介質(zhì)密度高于給定值，會導(dǎo)致塊精煤產(chǎn)品灰分高而不合格；介質(zhì)密度低于給定值，會導(dǎo)致塊精 煤產(chǎn)率低，造成浪費；所以在斜輪分選機選煤過程中選擇當前先進的數(shù) 學(xué)模型來控制介質(zhì)密度并使其穩(wěn)定在某一給定值上，且調(diào)整時間的長短 必須滿足工藝要求，以保證精

28、煤產(chǎn)品的質(zhì)量和產(chǎn)率。調(diào)節(jié)系統(tǒng)由丫射線密度計、斜輪分選機介質(zhì)密度監(jiān)控單元 下文簡稱斜輪PLC、電液控 閘閥等組成。丫射線密度計直接安裝在斜輪分選機的入料管路上，用以 測量生產(chǎn)中的合格介質(zhì)密度，輸出均采用 420mAD模擬量信號。由丫 射線密度計測得密度信號送到斜輪 PLC與設(shè)定密度值進行比較，形成 偏差信號，斜輪PLC采用模糊控制原理，對測量值和設(shè)定值的偏差值進 行比例、積分、微分 即PID）運算。當懸浮液密度測量值大于設(shè)定值 時，斜輪PLC向清水電液控閘閥發(fā)出信號，在合格介質(zhì)泵的 入料管加 水，使其密度趨于設(shè)定值；當測量密度值小于設(shè)定值，向合格介質(zhì)桶中 補加介質(zhì)。b、介質(zhì)桶液位控制系統(tǒng)：由壓力

29、式液位計、斜輪 PLC介質(zhì)補加系統(tǒng)等組成。液位計測得液位信號，將液位信號送給斜輪PLC經(jīng)斜輪PLC運算，當合格介質(zhì)桶或稀介桶的液位低于設(shè)定值時，旋流器PLC向介質(zhì)補加系統(tǒng)發(fā)出信號，向合格介質(zhì)桶補加合格介質(zhì)和清水，直到液位 達到設(shè)定值；當液位過低時，系統(tǒng)發(fā)出報警信號。c、 在重介排矸車間內(nèi)不設(shè)介質(zhì)密度等集中控制中心，正常生產(chǎn)時采 用在集中控制中心操作的方式。C. 篩網(wǎng)沉降離心機2臺）單機自動化單元篩網(wǎng)沉降離心機共2臺，自帶控制設(shè)備 西門子S7-200系列PLC）,篩網(wǎng)沉降離心機與其它設(shè)備的閉鎖關(guān)系由計算機集中PLC系統(tǒng)實現(xiàn) ，其系統(tǒng)控制的設(shè)備運行的各種工況信息均能通過現(xiàn)場總線冗余 雙網(wǎng)進行上傳并

30、由集中控制中心進行實時監(jiān)控。D. 破碎機4臺）單機自動化控制柜重介排矸車間 4 臺破碎機均自帶控制柜，具備電機智能綜合保護 瑞安工泰GT500、失速監(jiān)測等功能，其運行參數(shù)、工作狀態(tài)、運轉(zhuǎn)模 式、保護信息、失速狀態(tài)等均須送入重介排矸監(jiān)控分站并對破碎機實 現(xiàn)集中控制。3.1.6 計算機集中PLC控制系統(tǒng)的其它功能底流泵、循環(huán)水泵、合格介質(zhì)泵、稀介質(zhì)泵、煤泥水泵、生產(chǎn)清 水泵、濾布沖洗泵、高壓沖洗泵等進出口都裝有電液動閘閥；有開閘門和關(guān)閘門兩種方式，均有開到位和關(guān)到位的接近開關(guān)進行保護 其狀態(tài)送入PLC。各類水泵除滿足與其相關(guān)工藝設(shè)備的閉鎖關(guān)系和受工藝要求的PLC控制外，還達到以下功能：a. 水泵集

31、控開停車時，電控液動閘閥按照水泵開停車的要求進行開 閉。b. 水泵集控由全廠生產(chǎn)控制系統(tǒng)的 PLC完成，也可進行單機單起 停。c. 每只閥門不僅能集控開閉，也能手動開閉；運轉(zhuǎn)模式由集中控制 中心決定。d. 全廠所有的電控液動閘閥附近都要安裝就地操作箱，閥門的運轉(zhuǎn) 模式集控或就地）、閘閥開到位、閘閥關(guān)到位都要在箱上顯示同時送 入集中控制系統(tǒng)的 PLC。e. 電液動閘閥的電氣主回路及控制回路均安裝在就地操作箱內(nèi)。f. 電液動閘閥在就地操作箱內(nèi)都有起到過流、短路保護作用的低壓 塑殼斷路器及電動機保護裝置；斷路器和電動機保護裝置的位置狀態(tài)都 送入 PLC。g. 通過安裝在各集水坑 / 水池的水位電極，

32、自動控制水窩水泵、濾液泵、離心液泵的啟停，高位開泵、低位停泵。每臺泵旁均安裝一臺水泵 自動開?？刂葡?，泵的啟停受該箱控制，不受PLC的控制。h. 集中水坑 / 水池的電極液位計都是 2 種狀態(tài)低、高）。每臺泵不 僅能自動運行，也能自動 / 手動開停車。運轉(zhuǎn)模式由水泵自動化控制箱 上的開關(guān)選擇。i. 各液位的高低由現(xiàn)場自動化控制箱上的指示燈進行顯示，其液位 信號送入PLC各臺泵的工作狀態(tài)、模式不僅在控制箱上顯示，同時送 入集中控制系統(tǒng)的 PLC。全廠工藝參數(shù)的檢測儀器儀表及各種顯示 / 監(jiān)測裝置類型包括：A:液體流量、密度、壓力、液位、非磁性物含量、灰份、倉位、水位電極等；B:各種皮帶保護、按鈕

33、/指示燈、接近開關(guān)、限位開關(guān)等。各種參數(shù)信息均送入集中控制系統(tǒng) PLC并上傳至集中控制中心進 行監(jiān)控，同時在現(xiàn)場也應(yīng)有液位、壓力、倉位等顯示箱通過LED顯示裝置進行同步顯示。3.2 操作層設(shè)計方案主要由工業(yè)以太網(wǎng)交換機、組態(tài)監(jiān)控操作工作站 / 工業(yè)電視監(jiān)視系 統(tǒng)操作工作站 / 調(diào)度信號系統(tǒng)操作工作站 上位機）、集控平臺開發(fā)維護 工作站項目師站）、 集控系統(tǒng)平臺 / 數(shù)據(jù)采集 / 實時工業(yè)數(shù)據(jù)庫冗余服 務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)打印機；操作層為千兆工業(yè)以太網(wǎng)雙網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，設(shè)置 2 臺冗余服務(wù)器用于提供集控系統(tǒng)平臺軟件運行和PLC系統(tǒng)及各生產(chǎn)自動化子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集和實時工業(yè)數(shù)據(jù)庫服務(wù)， 以保障系統(tǒng)的安全，各子系 統(tǒng)

34、將采集的設(shè)備信息通過工業(yè)以太網(wǎng)進行實時上傳至冗余數(shù)據(jù)庫，由冗 余數(shù)據(jù)庫提供工業(yè)數(shù)據(jù)的歷史存儲、查詢、檢索及各類數(shù)據(jù)的調(diào)用；并 由集中控制中心通過冗余服務(wù)器對整個系統(tǒng)設(shè)備及各綜合自動化系統(tǒng)設(shè) 備實現(xiàn)集中控制。3.2.1 上位機選煤廠的所有設(shè)備的操作和系統(tǒng)的控制主要在集中控制中心完成。 上位機通過控制系統(tǒng)的冗余服務(wù)器完成監(jiān)控功能。集中控制中心的控 制臺上必須配置計算機集中PLC控制系統(tǒng)的總急停按鈕 采用自鎖式 按鈕），當按下時可將計算機集中PLC控制系統(tǒng)所有設(shè)備立即停 車。1）集中控制中心共有 4 臺上位機做為操作終端， 每臺上位機都有完 全相同的功能 ，并能互為熱備， 每臺上位機均配置 2 臺

35、22”液晶顯示 器用于擴展顯示 。上位機選用工業(yè)控制計算機，選用:Intel 酷睿 2 雙核處理 器 2.66GHz<45nm , L2 緩存6MB , 2GDDRIII 內(nèi)存 <工作頻率 >800MHZ，雙頭 avi獨立顯卡 <獨立顯存128M 無風(fēng)扇）， USB2.0 接口， 160G 硬盤， DVD-ROM， 100M/1000M 自適應(yīng)雙網(wǎng) 卡，24英寸/16 : 9液晶顯示器v集成音箱）X2 , Win dows XP SP2 Professional 標準版或以上操作系統(tǒng)。2）采用原裝研華的工控機作為上位機； 4 臺上位機均通過以太網(wǎng)接 入工業(yè)以太網(wǎng)交換機。

36、3）全廠所有設(shè)備的運轉(zhuǎn)狀態(tài)、各工藝參數(shù)、各種保護裝置動作情 況、各儀器儀表傳感器的測量結(jié)果等均能在上位機上顯示、記錄、存 儲、檢索、打印。4）上位機可分頁顯示各生產(chǎn)流程、各種數(shù)據(jù)記錄曲線等畫面。畫面 美觀大方直觀，采用菜單方式，窗口的鼠標右鍵功能菜單全面且操作便 捷，符合Windows系統(tǒng)的操作習(xí)慣。3.2.2 項目師站項目師站安裝在機房內(nèi)，主要進行系統(tǒng)組態(tài)、系統(tǒng)維護及管理、網(wǎng)絡(luò)維 護及管理等。選用：Intel 雙核處理器2.66GHzCPU 1G內(nèi)存，USB2.0 接口，160G或以上硬盤，DVD-ROJM100M/1000M雙網(wǎng)卡，19英寸/16 : 9液晶顯示器 <集成音箱），Wi

37、ndows XP SP2 Professional標準版操作 系統(tǒng)。3.2.3 服務(wù)器及其它設(shè)備1）采用兩臺完全一樣的服務(wù)器組成冗余服務(wù)器。服務(wù)器選用以下配置：四核 Intel Xeon 5335 處理器（2.00 GHz,1333MHZ前端總線 >,8MB二級緩存，4GB PC2-5300 DDR2 內(nèi)存，4X 160G SCSI硬盤，可實現(xiàn)RAID 0/1/5 , 1000M雙網(wǎng)卡，配備交流凈化 穩(wěn)壓電源或直流穩(wěn)壓電源且電源冗余，2U機架式，Windows 2003Server 企業(yè)版操作系統(tǒng)。2）工業(yè)以太網(wǎng)交換機：選用工業(yè)交換機。交換機為冗余配置，組成雙網(wǎng)結(jié)構(gòu)，其各項指標 均滿足工

38、業(yè)級要求。1)一臺 A3 幅面的 HP LaserJet 5100 < 包括 HP Jetdirect 615n 快速以太網(wǎng)內(nèi)置打印服務(wù)器、 128 兆內(nèi)存)單色激光網(wǎng)絡(luò)打印機。2) 一臺便攜式系統(tǒng)調(diào)試終端 <HP Pavilion dv2805TX )。3.3 計算機集成控制及綜合自動化系統(tǒng)軟件3.3.1 監(jiān)控軟件a. 統(tǒng)一采用 Windows 2003 server 平臺操作系統(tǒng)，保證可靠、穩(wěn)定 和易用。b. 認證采用基于 RDBC的統(tǒng)一認證方式，并同礦井調(diào)度系統(tǒng)建立信 任。c. 提供良好的安全性，不受病毒、安全攻擊的威脅。d. 基于工業(yè)以太網(wǎng)絡(luò)，采用全球通用的 TCP/IP 協(xié)議作為網(wǎng)絡(luò)間的數(shù) 據(jù)交換協(xié)議，為在自動化領(lǐng)域采用信息技術(shù)通信提供一個開放的平臺。e. 軟件具有海量實時數(shù)據(jù)交換功能，支持主流PLC系統(tǒng)和OPC標準。f. 軟件支持控制邏輯的實現(xiàn)，具有靈活、可靠的控制功能，能夠?qū)?現(xiàn)場設(shè)備進行實時控制。g. 軟件能夠以組態(tài)圖形方式直觀顯示來自生產(chǎn)現(xiàn)場的實時數(shù)據(jù)，人 機界面良好。h. 軟件支持各種報警條件的定義，可以靈活劃分告警區(qū)域，能對現(xiàn) 場的異常情況及