1 系统概述
义煤集团石壕选煤厂为采用“重介—浮选”联合工艺的炼焦型选煤厂。选煤自动化控制系统主要由唐山联众选煤科技有限公司设计、建设, 可以实现全厂主要机电设备的集中控制;非集控设备的状态采集;全厂主要物流计质、计量及密度工艺参数的调整。
2 系统组成
石壕选煤厂自动化控制系统由生产集控系统、工业电视监视系统、调度电话指挥通讯系统和重介密度控制系统四个子系统组成。子系统相互独立工作, 任何系统出问题, 不影响其他系统工作, 同时各系统功能互补, 数据共享, 形成一套协调统一的指挥系统。
(1) 集中控制系统负责完成全厂设备的预警与控制, 该系统采用主从式网络结构, 由分布于现场的可编程控制器及执行机构组成, 负责现场设备及仪表的信息采集与智能逻辑控制。
(2) 工业电视监视系统采用三星液晶窄缝拼接屏和工业电视墙组成, 能够时时显示现场的视频画面和生产工况图, 监视厂区生产状况对现场设备运行状况进行监视, 并实现数据共享和上传, 达到上级领导在办公室可通过矿局域网了解生产状况, 能进行有限控制, 具有录像、查询、网络数据共享功能。
(3) 调度指挥通讯系统由扩音电话和对讲机组成, 完成调度与岗位、岗位之间以及调度和重要巡检人员之间的通讯联系, 确保各岗位的生产信息及时准确反映到指挥调度, 确保生产系统高效平稳运行。
(4) 重介密度控制系统采用独立的西门子S7-300系列PLC完成对重介选煤工艺参数 (介质密度、合格介质桶液位、煤泥含量、旋流器入口压力) 进行自动监测与控制。
3 系统特点
3.1 集控系统
该系统采用西门子S7-300系列PLC, 上位机采用WINCC组态软件构建控制平台。系统主要特点如下。
可以通过监视大屏动态的显示实际生产设备和生产流程模拟图。对生产设备可通过各种颜色和动画来反映生产设备的各种状态信息, 如:主开关送电与否、设备运行与否、设备保护动作与否、设备故障、禁起、设备运行时的工作电流情况以及相关仪表参数等。
生产系统在正常生产时, 可根据其实际需要灵活地选择运行方式, 且集中/就地两种控制方式可实现无扰动切换。集控室调度人员可分系统向现场发起、停车语音预告信号, 现场人员可根据岗位情况向集控室发禁止起动信号, 随时中断起车程序。在任何时候, 现场人员都可对设备实施紧急停车。
集控程序能按照使设备无料空运转时间最短的原则沿逆煤流方向分段或逐台起车, 沿顺煤流方向逐台停车。
通过对采集的液位、煤位数据进行处理, 形成示意图, 指导工艺系统设备的开停及时调整生产流程。对各种煤量、水量、密度、压力、灰份等工艺参数的检测处理, 形成历史曲线并配以报警系统, 指导生产。
信号检测及设备保护部分:各种重要的生产水池 (箱) 等装设超声波液位计, 并在集控室进行模拟显示液位高、低, 在报警后自动调整相关设备的运行状态。生产过程中易发生抽干、使水泵空转的水池或料桶设置低液位自动停泵保护, 信号进入PLC进行集中监控。长度大于30m的带式输送机沿线安装拉绳开关做紧急停车保护;拉绳开关信号进入集中监控。速度≥1.6m/s的重要带式输送机安装跑偏开关, 轻度跑偏报警, 严重跑偏作用于停车, 信号进入PLC进行集中监控。
3.2 视频监控系统
视频监控系统主要由现场网络视频摄像头、传输网络、网络磁盘阵列、解码器、视频及VGA矩阵、控制计算机和监控中心显示单元组成。核心部件选用了三星原产的窄缝拼接屏, 海康系列的高清红外摄像机和硬盘录像机、高品质视频矩阵和解码设备, 加上光线传输网络, 保证了视频监控系统能将现场的生产场景时时高清的在集控中心还原。通过视频监控系统, 值班人员不仅能够实时掌握现场具体情况和设备的运行状态, 进行生产指挥调度, 而且为事故隐患的及时发现、处理及事后分析处理提供了可靠的技术保障。
3.3 扩音电话及对讲通讯系统
抗噪声广播呼叫系统 (指令对讲系统) 由主控制系统和抗噪声扩音终端话站组成, 是一种新型、使用方便、高品质的调度通讯扩音对讲系统, 克服了传统对讲系统的一些通病, 整机结构和技术性能先进可靠, 配置灵活, 维护方便。
*系统具有开放的模块化技术结构, 齐全的接口种类和强大的信令系统, 能满足各种拓朴结构的组网要求, 具有灵活的组网能力和网络适应能力。
*系统以电路交换为基础, 具有丰富的网络适应能力。
*主控制系统中央处理器C P U和电源均采用全数字双热备份设计, 通讯资源冗余设计, 交换网络采用1024×1024的数字交换网络, 能保证系统在任何情况下通讯畅通。
*扩音对讲终端话站采用数字降噪信号处理、语音降噪处理技术、触点密闭的方法, 所有集成电路均采用专业通讯组件, 使设备具有很强的抗恶劣环境的能力, 能在恶劣环境中正常使用, 并具有抗冲击的特点。
*系统具有智能抗噪、智能扩音、自动开机、自动挂机、无人值守、全呼、组呼、单呼、双工对讲、防尘、防水等功能。还可以提取上位计算机、数字仪表、PLC、DCS、OA等自动化系统、通用的通讯协议和数据库中的播放控制信息, 通过通讯口或网络传送过来的数字化驱动指令, 实现全自动化的语音播报。
3.4 重介密度控制系统
采用S7-300系列的PLC独立控制, 实现了重介洗煤密度控制系统的自动调节控制, 为产品的质量提供了有利保证。
4 应用分析
石壕选煤厂在集中控制的基础之上, 重视视频监控、语音调度及告警系统的建设, 对4k W以上的电机都选用了带数据接口的电机综保, 完善了电力监控系统。在集控中心, 值班人员一键操作就可以完成了对全厂设备的起停控制, 全厂的生产工况在电视墙及大屏上清晰显示, 通过调度扩音系统值班员对全厂的过程调度轻松自如。石壕选煤厂综合自动化控制系统投运后, 极大的降低了, 设备运转对现场人员的依赖程度, 同时把人员从设备控制转移到设备巡检上来, 员工效率大幅度提高。
5 结语
综合自动化控制系统在石壕选煤厂的成功应用, 是自动控制技术、光电技术、计算机应用技术和数字调度技术的综合应用效果的缩影。石壕选煤厂在完善视屏监控和调度系统的基础上增加电力监控系统, 增加设备的异常预警, 减降低了设备的故障率, 值得选煤企业推广应用。
摘要：通过对选煤厂综合自动化控制应用分析, 解析了重介洗煤控制过程中自动化控制系统、工业监视系统、语音通讯系统以及密度控制系统的特点。四个系统独立、统一的控制平台, 提高了洗煤的效率, 促进洗煤过程的低碳节能。
关键词：PLC可编程器,自动控制,窄缝液晶拼接屏