集中控制系统在赵庄选煤厂中的应用

单军

摘要：晋煤集团赵庄煤业选煤厂是一座年洗选能力为600万t的大型现代化选煤厂。随着选煤厂生产自动化水平的提高，PLC控制系统在选煤厂得到了广泛的应用。本文通过对赵庄选煤厂生产集控系统组成结构、系统功能及实现方法，讨论了PLC在该系统中的应用、各控制模块的功能。实际应用表明该系统在节能降耗、安全生产等方面取得了良好的效果。

关键词：选煤厂集散控制系统PLC自动化

中图分类号： P415 文献标识码： A 文章编号：

1 引言

赵庄选煤厂年处理原煤600万t，洗选工艺为：块煤重介分选槽+末煤重介旋流器+煤泥螺旋分选+细煤泥压滤回收。重介质选煤技术以其分选效率高、处理能力大等优势越来越受到人们的重视, 市场份额逐年提高。为保证重介质选煤能够获得优质、稳定的产品及提高分选效率, 选煤过程中一些主要工艺参数必须控制在最佳范围内。因此，不断提高与改进重介质选煤工艺参数自动测控系统的功能尤为关键。本文简要介绍基于PLC的赵庄选煤厂生产集中控制系统，该系统已取得较好的应用效果。

2 选煤工艺简介

全厂共设3 个PLC主控站，分别为原煤系统、主控（筛分、主洗）系统、外运装车系统。选煤整个生产过程中包括各关键点的数据采集和记录、工艺流程的切换、设备的切换控制、给煤机及入料泵的转速控制、重介系统的密度控制、重介系统的补水控制、筛子的分流控制、漩流器的压力控制、生产设备运行状态的监控和故障报警等, 如此多的设备和复杂的工艺运行操作, 需要复杂的自动化控制，如图1、2所示：

图1赵庄选煤厂洗块系统控制图2赵庄选煤厂洗末系统控制

3 选煤厂集散控制系统

2.1 系统概况

集散控制系统的推广与应用是近年来在国内外现代化大型选煤厂及矿井的一个突出特点，它明显提高了煤矿企业的技术含量和现代化管理水平，对提高企业的劳动生产率，改善工人的工作环境、增强企业的竞争力和效益有着深远的意义。

赵庄选煤厂集散控制系统主要分为设备控制监控系统、工业电视监控系统、数据信息共享系统、自动化网络办公系统。一座600万吨现代化选煤厂控制室，全部工作人员14 人，其中管理人员2人、集中控制人员12人。由于自动化程度高以及先进的控制监控系统，，能准确判断设备事故地点及事故原因，减少了事故处理时间，最大限度的实现了高产高效的目的。

该系统选用GE公司全系列PLC，在洗煤厂集控室、旁路10KV配电室、主洗6KV配电室、外运煤配电室、产品仓配电室、原煤仓上配电室、产品仓上配电室设立远程I/O分站，它与旁路10KV配电室CPU主站利用DH+组成工控网络（CONTRONET），主站CPU与以太网相连，现场I/O模块负责设备的启停和生产信息的采集，CPU负责逻辑运算和信息的处理，上位机负责设备状态的监控和操作。本系统在现场设置28台摄像机和12台彩色电视机，通过矩阵切换主机可在电视机上固定循环显示或调出某个摄像机的现场画面，可将工业电视视频信号传输到各个管理终端，采用快速以太网，实现对选煤厂管理信息的综合治理。通过与控制网络互联动态显示选煤厂设备的状态，与公司管理网络连接，公司可方便查看选煤厂设备运行管理信息。

2.2 控制方式

集控方式：PLC执行用户程序的全部控制功能；

就地方式：PLC仅执行数据采集和模拟显示功能；

单起模式：在集控室可实现单台设备的启停车，并具有联锁、解锁功能；设置就地操作设施，该设施不通过PLC控制；

2.3 实现功能

本系统形成后，工人由操作工变为巡视工，基本不参与设备的控制（事故状态除外），实现了如下功能：

（1）控制功能：实现设备控制方式和工艺流程选择、启车预告、系统单起/程序启停、系统运动的闭锁、过程参数的实时监控；

（2）诊断功能：能快速正确地识别模块配置错误、模拟量超限、设备各种保护故障、线路断线等故障，自动报告总线通讯错误还是网络错误；

（3）冗余功能：采用不间断电源双回路供电自动投入。选择冗余通讯模块，实现PLC和CPU的双机热备功能，主辅机同类切换，系统不间断工作；

（4）网络通讯功能：利用DH+将全厂PLC分站连接成一个网络，各分站所采集的信息通过同轴电缆汇集到集控室，在上位机上显示；同时，也将指令通过网络传至PLC分站；

（5）各种检测和保护功能：实现对各种料位、水位、闸阀位置、水量、电量、设备运行状态的检测，并用图形软件在屏幕上显示出动态画面；实现对所有设备保护信号的检测；

（6）单机自动化与系统的联网功能：通过PLC-I/O接口实现与单机自动化设备的联机；

（7）启停车声光预告和语音报警功能：启停车前可利用对讲系统和信号系统预告；系统出现故障，在上位机提示故障并语音报警；

（8）工业电视功能：通过集控室电视墙画面对全厂重要生产环节进行监视，并通过视频网络将图像传至中心及公司调度室，使生产调度和管理人员及时获取大量丰富的视觉信息，极大地提高了管理效率和自动化水平，为选煤厂减人提效、安全生产提供了保障；

（9）计算机管理信息系统：使生产经营管理人员以科学的手段组织合理的生产，通过建立管理信息系统局域网，与其他计算机系统互联，形成广域计算机网络，实现对选煤厂管理信息的综合处理，使选煤厂的管理具有高度的科学性和技术性，达到现代化的生产管理水平；

2.4 效益与安全

一、减少启停车时间，节能降耗；

为更好地应用选煤厂集散自动化控制系统，根据现场开停车的需要，通过不断完善调整启停车程序，最大限度减少启停车时间，对于单台小设备考虑同时启车，缩短了启车时间；仔细计算闭锁关系的设备停车时间，尽量缩短停车时间，降低了电耗；

二、先进的检测系统，减少事故处理时间

该系统运行可靠，维护量小，其先进的监测系统，在事故发生时，能及时准确地找出事故发生位置，方便调度人员采取正确果断的处理措施，缩短事故处理时间；

三、减人提效

由于全厂集散自动化控制系统的投运，大幅减少岗位人员配置，实现高效高产，实现效益最大化；

四、增强管理效益

集散控制系统是全厂综合自动化的核心，是实现各种单机自动化的基础，该系统负责对全厂生产设备集中控制、各种参数的监测，使主要生产设备运行情况一目了然，产生多方面、综合性效益；显著提高选煤厂现代化装备和管理水平，实现工艺参数动态管理，降低设备事故发生率，使管理者准确指挥生产，减少决策失误。

五、安全生产

为使操作人员能及时处理生产中的事故，配电盘中热继电器常开点接入PLC系统，并在上位机显示。当由于过流热继保护动作，导致不能正常生产，操作人员能迅速判断故障所在并及时处理。皮带和刮板均有保护功能，皮带超过50米，增加跑偏开关，打滑开关可根据皮带长度和坡度决定。对于所有皮带均加上拉线开关，以实现对皮带的保护。拉线开关信号、跑偏信号、堆煤信号、软启信号均进入PLC系统，并在上位机上显示，以保证生产的顺利进行，同时也可防止事故的扩大。

4 结论

由GE 公司全系列PLC实现的赵庄选煤厂集控系统，技术先进，生产可靠。该系统自2006年投入使用后，其自动化系统的投入率为100%，经过实际运行，整个系统运行良好，可靠性高，而且程序简洁，维护方便，保证了选煤厂的有效运转时间，提高了生产效率，为工厂取得了可观的经济效益，更重要的是PLC可以在恶劣的工业生产环境中稳定运行，因此集散控制系统在选煤厂的应用有很高的利用价值。

参考文献：

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[5]戴少康. 选煤工艺设计的思路与方法[M].北京:煤炭工业出版社2003,1.

作者简介：单军，男，助理工程师，2005年毕业于黑龙江科技学院，现任晋煤集团赵庄煤业选煤厂调度室主任，从事生产技术管理工作。

注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。