關(guān)鍵詞 選煤廠 集中控制 效果 發(fā)展

　　選煤是中國(guó)潔凈煤技術(shù)的源頭技術(shù)，特別是近幾年隨著環(huán)保意識(shí)的加強(qiáng)和市場(chǎng)需求的變化，中國(guó)選煤業(yè)和選煤技術(shù)發(fā)展較快。煤炭的洗選加工是從源頭上提高商品煤質(zhì)量，提高煤炭利用率，節(jié)約運(yùn)力，增加煤炭企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的有效方法。充分利用先進(jìn)的選煤技術(shù)，提高原煤入洗比例，已經(jīng)成為中國(guó)煤炭工業(yè)進(jìn)行業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和優(yōu)化升級(jí)、提高煤炭企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，保持煤炭工業(yè)可持續(xù)發(fā)展的必然選擇。為了進(jìn)一步改善和提高選煤效果，各主要產(chǎn)煤國(guó)家都把注意力放在改進(jìn)工藝、研制和采用新型、高效和高產(chǎn)洗選設(shè)備以及提高自動(dòng)化、信息化和專業(yè)化水平方面。下面就范各莊礦選煤廠集控系統(tǒng)改造介紹如下。

　　一、集控系統(tǒng)改造背景

　　范各莊礦選煤廠是80年代從西德引進(jìn)成套設(shè)備的大型選煤廠，1984年投產(chǎn)。工藝流程靈活、完善，設(shè)備處理能力大，自動(dòng)化程度高，當(dāng)時(shí)是國(guó)內(nèi)比較先進(jìn)的大型化現(xiàn)代化選煤廠。

　　生產(chǎn)過(guò)程控制采用10臺(tái)S5計(jì)算機(jī)（既可編程序控制器）對(duì)全廠600多臺(tái)設(shè)備實(shí)行程序聯(lián)瑣（閉瑣）開車控制，并根據(jù)工藝要求設(shè)置了16個(gè)閉環(huán)系統(tǒng)，對(duì)全廠的密度、深度、流量、料位液位等工藝參數(shù)實(shí)行控制。為了便于指揮生產(chǎn)還設(shè)計(jì)了模擬盤及報(bào)警裝置，主要崗位還安裝了工業(yè)電視監(jiān)視系統(tǒng)。

　　但是，隨著計(jì)算機(jī)的迅速發(fā)展，范各莊礦業(yè)分公司選煤廠集控系統(tǒng)已經(jīng)落后，不能直接處理模擬量，作為選煤廠控制核心的S5計(jì)算機(jī)機(jī)在國(guó)外已淘汰，部分插件嚴(yán)重老化，一些控制系統(tǒng)和測(cè)量?jī)x器已無(wú)法使用，造成事故率高，不能滿足洗煤生產(chǎn)的需要。因此，為了實(shí)現(xiàn)洗煤生產(chǎn)的高度自動(dòng)化，確保洗煤生產(chǎn)順利進(jìn)行，必須采用先進(jìn)、大容量、高速度的計(jì)算機(jī)替代原來(lái)落后、已經(jīng)淘汰的計(jì)算機(jī)。并且，將原來(lái)的閉環(huán)系統(tǒng)全部由計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制、測(cè)量、調(diào)節(jié)。

　　二、集中控制系統(tǒng)技術(shù)改造內(nèi)容

　　1.洗煤過(guò)程PLC控制系統(tǒng)

　　使用2臺(tái)日本OMRON—CVM ID PLC替代原西門子10臺(tái)S5-150APLC。改造后的CVM ID PLC除滿足原S5-150A PLC的時(shí)序聯(lián)鎖控制、閉環(huán)控制和事故反警功能外，還具有內(nèi)存量大、運(yùn)算速度快、網(wǎng)絡(luò)功能強(qiáng)等特點(diǎn)，它不僅能處理數(shù)字量，還能處理模擬量，取消原來(lái)在處理 A/D和D/A過(guò)程中使用的大量外部?jī)x表，由計(jì)算機(jī)對(duì)工藝參數(shù)進(jìn)行控制、監(jiān)視及調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制功能，減化生產(chǎn)控制系統(tǒng)。

　　2.原煤運(yùn)輸PLC控制系統(tǒng)

　　新增原煤運(yùn)輸系統(tǒng)的集中控制，提高全廠的自動(dòng)化水平。采用1臺(tái)OMRON-C200HLC對(duì)原煤生產(chǎn)系統(tǒng)的27臺(tái)（套）設(shè)備實(shí)現(xiàn)時(shí)序聯(lián)鎖控制，同時(shí)，增設(shè)拉繩、跑偏、打滑、煤滿等保護(hù)。

　　3.配煤及指標(biāo)閉環(huán)控制系統(tǒng)

　　在恢復(fù)和完善原來(lái)16個(gè)閉環(huán)控制的基礎(chǔ)上，新增原煤配煤閉環(huán)和塊精煤、末精煤、總精煤、洗末煤灰分閉環(huán)控制，以實(shí)現(xiàn)合理配洗和保證產(chǎn)品質(zhì)量的目的。

　　4.電視監(jiān)視控制系統(tǒng)

　　用上位計(jì)算機(jī)取代原來(lái)操作臺(tái)實(shí)現(xiàn)對(duì)工藝參數(shù)及生產(chǎn)過(guò)程中的監(jiān)視及控制，采用大屏幕電視墻替代原

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8500*1400模塊式模擬盤，主要設(shè)備由閉路電視實(shí)時(shí)監(jiān)控，主要生產(chǎn)崗位配置LD（1800*800）矩陣數(shù)碼顯示器屏，顯示生產(chǎn)情況、工藝參數(shù)及洗煤指標(biāo)，以指導(dǎo)洗煤生產(chǎn)。

　　5.生產(chǎn)管理電腦網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)

　　新增生產(chǎn)管理網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，包括：生產(chǎn)管理、煤質(zhì)技術(shù)管理、設(shè)備管理、成本管理、材料管理、技術(shù)資料及檔案管理、安全技術(shù)培訓(xùn)管理等。

　　PLC硬件系統(tǒng)的可靠性顯著提高，原S5控制系統(tǒng)是單電源、單CPU工作，一旦出現(xiàn)故障，將造成整個(gè)控制系統(tǒng)癱瘓。而新系統(tǒng)采用了雙CPU、雙電源熱備方式，當(dāng)其中一套出現(xiàn)問(wèn)題，另一套半自動(dòng)投入運(yùn)行，這樣大大降低了事故率，提高了系統(tǒng)的可靠性。

　　PLC硬件系統(tǒng)的擴(kuò)容性顯著提高，設(shè)備存貯容量大，所帶外設(shè)輸入、輸出點(diǎn)多，有利于被控設(shè)備的擴(kuò)容，為以后工藝系統(tǒng)改造留有充裕的空間。

　　改造前，平均每月因S5出現(xiàn)故障2次，影響洗煤生產(chǎn)4小時(shí)，而新系統(tǒng)運(yùn)行兩年多來(lái)，沒有發(fā)生故障。選煤廠小時(shí)處理量為1000噸，噸原煤利潤(rùn)為25元，則的可減少損失120萬(wàn)元。同時(shí)，原S5控制系統(tǒng)采用10臺(tái)S5-150APLC裝置，而新系統(tǒng)僅用了2臺(tái)PLC系統(tǒng)，控制系統(tǒng)簡(jiǎn)單，便于檢修，減少備品備件的庫(kù)存量，每年可減少備件投入120萬(wàn)元，降低了洗煤成本。改造后，精煤批合樓率由93.46%提高到99.85%，精煤回收率提高了0.84%，年創(chuàng)效益300余萬(wàn)元。

　　四、集中控制系統(tǒng)技術(shù)實(shí)路評(píng)價(jià)

　　1.操作方式

　　原系統(tǒng)操作臺(tái)上有100多個(gè)選擇開關(guān)及測(cè)量控制儀表，而新系統(tǒng)全部采用了計(jì)算機(jī)虛擬開關(guān)和儀表替代原系統(tǒng)的硬件開發(fā)和測(cè)量?jī)x表，操作員只需通過(guò)鼠標(biāo)操作就可實(shí)現(xiàn)對(duì)全廠設(shè)備的控制。

　　2.監(jiān)測(cè)方法

　　原系統(tǒng)采用硬件發(fā)光二極管顯示設(shè)備的運(yùn)行狀況，信息少。新系統(tǒng)采用2臺(tái)100英寸背投大屏幕顯示全廠工藝流程及設(shè)備的運(yùn)行狀況，直觀、明了，設(shè)備的各種故障報(bào)警均能故障定位，縮短了故障的查找和處理時(shí)間，且所有故障報(bào)警均有記錄。主要設(shè)備安裝了閉路電視，實(shí)時(shí)監(jiān)控設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)。

　　主要生產(chǎn)崗位配置了LD（1800*800）矩陣數(shù)碼顯示器屏，操作人員可以及時(shí)了解生產(chǎn)情況、工藝參數(shù)及洗煤指標(biāo)，以指導(dǎo)洗煤生產(chǎn)。

　　3.網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

　　采用了設(shè)備、控制、信息3層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，建立了選煤廠局域網(wǎng)絡(luò)，并配置了8種管理軟件，自動(dòng)采集生產(chǎn)、技術(shù)、成本等各項(xiàng)參數(shù)，實(shí)現(xiàn)了管—監(jiān)—控一體化目標(biāo)。并通過(guò)遠(yuǎn)程分站了解選煤廠的生產(chǎn)情況，為各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)及時(shí)掌握和指導(dǎo)洗煤生產(chǎn)創(chuàng)造了條件。

　　4.工藝參數(shù)的調(diào)節(jié)

　　新系統(tǒng)采用PLC直接處理各種模擬量輸入、輸出信號(hào)，這樣在實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)、控制、調(diào)節(jié)時(shí)，不需要安裝各種調(diào)節(jié)器和記錄儀，使工藝參數(shù)的調(diào)節(jié)更加簡(jiǎn)便、準(zhǔn)確、快捷，并可減少各種干擾，提高了測(cè)量系統(tǒng)的穩(wěn)定性和靈敏度。同時(shí)，在生產(chǎn)過(guò)程中，操作員只需通過(guò)鼠標(biāo)操作就可以對(duì)原煤給料量、密度、濃度、料位、速度等參數(shù)進(jìn)行設(shè)定，系統(tǒng)便可將上述參數(shù)調(diào)整到最佳狀態(tài)，從而有效地保證了產(chǎn)品質(zhì)量，提高洗煤效益。

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　　五、VM1D控制系統(tǒng)的特點(diǎn)

　　CVM1D1可編程控制器系統(tǒng)除了具有一般可編程序控制器系統(tǒng)所具有的可靠性高、柔性好、功能強(qiáng)大、使用方便、體積小功耗低等特點(diǎn)之間外，還具有以下特點(diǎn)：

　　1.PLC設(shè)有RS422/485通信接口與上位計(jì)算機(jī)鏈接主要進(jìn)行系統(tǒng)管理、狀態(tài)監(jiān)控、信息處理、編輯PLC程序和打印報(bào)表的工作。

　　2.操作系統(tǒng)簡(jiǎn)單：工業(yè)控制計(jì)算機(jī)與個(gè)人計(jì)算機(jī)兼容，操作方便，易學(xué)。

　　3.比較完善的網(wǎng)絡(luò)體系：兩臺(tái)上位機(jī)分別通過(guò)兩個(gè)不同的通訊單元同時(shí)對(duì)下位機(jī)進(jìn)行監(jiān)控，并互為備用。

　　4.編程語(yǔ)言采用梯形圖語(yǔ)言，比較直觀，它是在繼電器接觸控制線路的基礎(chǔ)上演變而來(lái)的，與原有的繼電器邏輯控制技術(shù)和電氣操作原理基本一致，易為電氣技術(shù)人員接受和掌握，查找處理故障簡(jiǎn)單快捷。

　　六、集中控制自動(dòng)化技術(shù)（PLC）的發(fā)展趨勢(shì)

　　可編程控制器經(jīng)過(guò)30年的發(fā)展，現(xiàn)已形成了完整的工業(yè)控制器產(chǎn)品系統(tǒng)，成為工業(yè)控制領(lǐng)域中占主導(dǎo)地位的基礎(chǔ)自動(dòng)化設(shè)備。它的發(fā)展趨勢(shì)一個(gè)是小型化向著體積小、價(jià)格低、速度快、功能強(qiáng)、標(biāo)準(zhǔn)化和系列化發(fā)展。另一個(gè)是大型化向著大容量、智能化和網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展使之能與計(jì)算機(jī)組成集成控制系統(tǒng)。另外PLC大多數(shù)采用 bbbbbbs作為編程和操作平臺(tái)，采用符合開放系統(tǒng)互聯(lián)標(biāo)準(zhǔn)的通信協(xié)議實(shí)現(xiàn)通信聯(lián)網(wǎng)，采用梯形圖與高級(jí)語(yǔ)言相結(jié)合的標(biāo)準(zhǔn)化編程語(yǔ)言進(jìn)行編程，為 PLC在選煤廠集中控制的廣泛應(yīng)用提供了廣闊前景。

　　七、結(jié)論

　　范各莊礦選煤廠集控系統(tǒng)改造完成后，達(dá)到了管—監(jiān)—控一體化的目標(biāo)，系統(tǒng)簡(jiǎn)單可靠、故障率低、操作簡(jiǎn)便，提高了選煤廠的自動(dòng)化控制水平，對(duì)老選煤廠集控系統(tǒng)改造和新建選煤廠的集中控制均有一定的鑒作用。