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选煤厂集中控制系统的分析与设计

2016-07-05徐芬芬

科技风 2016年18期
关键词:选煤厂监控管理

徐芬芬

摘 要:煤炭工业是我国经济增长的重要组成部分,随着计算机、电气技术的不断革新,社会发展对煤炭质量要求的提升,选煤厂集中控制系统即将迎来根本性的变化。本文将以双盛选煤厂为例,从选煤工艺的设计入手,分析选煤厂集中控制系统的设计,该系统分为生产管理系统、生产监控系统与现场控制系统三部分。

关键词:选煤厂;集中控制系统;监控;管理

煤炭作为我国生产、生活最重要的能源,在相当长的一段时间内,其主导地位不会动摇。选煤是一个集物理、化学、生物等原理为一体的降低原煤中杂质成分的方法。在环境问题日益严重的今日,如何借助于集中式的控制系统提高煤炭企业经济效益有重要意义。本文将以双盛选煤厂为例,分析集中控制系统的设计。

1 选煤工艺设计

双盛选煤厂设计生产能力为年入洗原煤240万,由于煤炭质量参差不齐,很难稳定。洗选指标的好坏很大程度上取决于原煤性质的稳定性,因此需要针对原煤实现预先处理,降低原煤可选性的波动。双盛选煤厂根据原煤所含水分与灰分等,计算原煤仓数量及尺寸,采用了250~30mm大块煤采用动筛跳汰分选,30~6mm小块煤采用有压给料两产品重介旋流器分选、煤泥压滤和煤泥干燥的联合工艺流程。

2 生产管理系统设计

选煤厂相关生产系统性极强,工作量大、管理环节众多,因此及时得到生产数据的反馈十分重要。以往双盛选煤厂生产管理中数据的处理与交流均以纯人工模式进行,为解决信息处理滞后、资料检索困难等问题,需要构建网络实现公司内部系统互联,便于进行双盛选煤厂生产管理。

1)计算机网络系统设计。选煤厂计算机网络系统的设计遵循可靠性原则、先进性原则、实用性原则、开放性原则与经济性原则。计算机网络系统的主要设备包括服务主机、客户机、路由器、交换器、网桥与网关。

2)选煤厂与因特网的连接。只有将选煤厂与因特网连接,才可以进行产品信息的发布,通过网站接收订单,及时地与客户交流。为了实现选煤厂与因特网的连接,需要经过以下几个步骤:选煤厂域名、选煤厂WEB服务器、选煤厂数据库。其中,数据库中存储了双盛选煤厂信息资源与重要数据。

3)管理信息系统。管理信息系统专门用于双盛选煤厂进行经营数据的传输与根性,支持中、高层的决策活动。双盛选煤厂生产管理信息系统的总共由质量、生产、人事、工艺、器材等模块构成。

3 生产监控系统设计

1)生产监控系统组成。生产监控系统将工控机作为人机交互界面,使用键盘、鼠标进行系统的控制。双盛选煤厂使用了十分成熟的生产过程监控软件平台,进行生产数据的采集,在集控室内产生不同参数变化曲线,并针对不同问题及时进行现场处理。双盛选煤厂采用的监控软件包括组态软件、控制软件与编程软件三部分,安装于上位监控计算机中。编程软件为UNITY PRO;组态软件为Vijeo Citect;控制软件由自主开发的控制程序构成,并下载至PLC中运行。双盛选煤厂的监控系统有以下功能模块组成:数字量输出、数字量输入、模拟量输出、模拟量输入、模拟量点表与程序块。

除此之外,双盛选煤厂还配置了工业电视监控系统,由现场摄像、监控显示与传输三部分构成。采用了低照度摄像机,通过同轴电缆SYV-75-7与综合控制楼进行连接,运用多媒体数字交互平台将工艺流程呈现在显示屏中。

2)生產监控系统功能。双盛选煤厂生产监控系统可以实现以下功能:一、将设备正常运行时常显示在操作间,并计算系统利用率,并提供图形显示方式,便于交班时打印阅读;将设备工况数据以流程图或者趋势图等方式显示,其中流程图主要显示PID回路状态,趋势图则呈现液位、压力等,并为操作员提供参数的在线修改;提供警报工具,一旦发生异常现象,立即出现警报提示。

3)生产监控系统运行。当安装好驱动程序、制作完监控画面之后,运行View程序进行生产现场信息的监控。动筛跳汰分选与联合工艺在正式起车之前只可选一个,完成起车之后即可切换至监控画面。

4 现场控制系统设计

现场控制系统中最关键元件为PLC,双盛选煤厂选用施耐德 Quantum系列 PLC,该PLC模块化、网络化程度高,适合进行分布式控制,和现场仪表、上位工控机等共同组成控制系统。双盛选煤厂的主控PLC在变电所里,并将PLC分站设置在浓缩车间内。

4.1 现场控制系统控制目标

现场控制系统与选煤工艺紧密相关,双盛选煤厂集控装置根据二级装备水平进行配置。集控室对工艺系统设备进行集中式的连锁控制,调度指挥一切安全生产。该现场控制系统集控设备包括集中连锁与就地解锁二种控制模式,二者可以随时切换,而不干扰设备正常运行。相应工艺机械设备根据“逆煤流方向延迟开车,顺煤流方向延时停车”方式控制。具备闭锁启车的设备同时支持远程操作与就地操作,前者设置于上机位。系统运行时,当有设备出现故障时,设备及对应锁闭的设备立即停车,事故解除以后,系统将指示根据逆煤流方向启车。

4.2 现场控制系统调试步骤

首先选定I/O设备,根据输入与输出设备计算点数;根据工艺流程设计梯形图,并将程序导入PLC中;用软件对PLC功能进行测试;将PLC与现场设备连接,进行联机测试。

4.3 硬件设计

在选定CPU时,必须考虑指令种类与数量,根据存储区容量大小选择合适的CPU。为了使现场控制系统响应速度满足使用要求,需要对PLC响应速度进行测试。

5 总结

双盛选煤厂设计的集中控制系统自从投入使用以来未发生故障,可靠性高。该集中控制系统提高了生产管理自动化水平,生产时动态图形直接显示在调度室中,便于管理人员实时监视。双盛选煤厂选煤工艺的关键是用联合工艺对30~60mm小块煤进行筛选,本集中控制系统可以预先设定密度值,并实时监测灰分值,进而提高各洗选指标,并对其他选煤厂自动化发展有一定借鉴价值。

参考文献:

[1] 巩敦卫,史有群,许世范等.CIMS环境下选煤厂集成质量系统的研究[J].中国矿业大学学报,1999,28(5):517-520.

[2] 王丙军,王晓晶.基于VC++与PLC的选煤厂集控系统[J].煤矿机械,2013,34(2):229-230.

[3] 权明伍.选煤厂计算机自动化配煤装车系统的应用[J].煤炭技术,2013,32(4):110-111.

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