《选煤厂自动化方案》word版.doc

选煤厂技术方案选煤厂技术方案 无锡军工电力电器有限公司无锡军工电力电器有限公司 20182018 年年 1212 月月 2424 日日 二矿选煤厂设计方案 第 2 页 目目 录录 设计单位简介设计单位简介 .3 1 总述总述3 1.1 指导思想4 1.2 设计原则5 1.3 设计依据5 1.4 设计内容6 1.5 建设目标6 2 工程概况及功能工程概况及功能7 3 计算机集成控制及综合自动化计算机集成控制及综合自动化8 3.1 控制层设计方案9 3.1.1 计算机集中（PLC）控制系统.9 3.1.2 计算机集中（PLC）控制系统的组成、结构及通讯.9 3.1.3 PLC（可编程序控制器）及其模块、机柜.10 3.1.4 全厂设备的二次接线原理的设计原则11 3.1.5 计算机集中（PLC）控制系统的单机自动化单元.12 3.1.6 计算机集中（PLC）控制系统的其它功能.15 3.2 操作层设计方案16 3.2.1 上位机16 3.2.2 工程师站17 3.2.3 服务器及其它设备17 3.3 计算机集成控制及综合自动化系统软件18 3.3.1 监控软件18 3.3.2 系统平台软件19 3.3.3 数据采集软件20 3.3.4 工业数据库软件20 3.3.5 监控组态软件20 二矿选煤厂设计方案 第 3 页 设计单位简介设计单位简介 1 总述总述 二矿选煤厂重介车间于 1978 年正式投产，投产初期主洗设备为斜 轮分选机，后来主洗设备改造为美国进口的浅槽分选机。 浅槽重介分选工艺具有分选效率高,分选密度调节范围宽,且易于调 节,加之分选粒度范围宽、处理量大,生产过程可实现自动化的特点。 但是，局限于改造时的条件，重介车间并未实现生产过程的自动化， 随着矿井生产能力不断提升，车间落后的控制系统与生产现状极不适应， 主要表现在以下几个方面： 1）主控设备技术落后。主控设备是日本光洋的小型 PLC，目前该 PLC 的扩充已达极限，仍不能满足生产线的需要，这就给生产系统的工 艺调整和技术升级和带来难以克服的困难。 2）自动控制水平低。由于没有安装密度计、液位计、执行器、调 节阀等自动化仪表，多年来，重介车间悬浮液比重测定和控制一直采用 人工方式，不仅测量测精度低，实时效果差。而且，不能实现自动控制， 不易保证精煤质量和和降低介耗。 3）原系统不支持网络。由于光洋 PLC 不具备网络功能，就无法与 选煤厂其它车间以及全厂实现信息资源共享，这就成了一个信息孤岛， 也成为实现全厂管理手段提升的瓶颈。 4）本系统应充分考虑与国阳二矿安全生产综合调度分析系统的对 接问题。 二矿选煤厂设计方案 第 4 页 为了提高重介车间生产工艺对煤质及生产要求的适应能力，就必须 提高重介系统自动控制水平。选用稳定可靠的工业自动化仪表及先进的 自动化控制系统，不仅可以提高生产率，减轻工人劳动强度、改善作业 环境，而且也对实现及全厂的信息共享与管理，也有着重要的意义。 1.11.1 指导思想指导思想 重介自动化建设是一项基础设施工程建设，是一项科技含量极高的 系统工程，是企业再造，提升综合生产力水平，增强市场竞争力必须涵 盖的改革内容，是企业法人牵头的，决策团队，经营团队的群体“首长 工程” 。综合信息化建设的过程是建立信息化体系的过程。它包含：组 织领导体系、信息化人才培训体系、信息化基础设施体系、安全生产应 用体系和技术支撑保障体系。 统筹规划，统一组织，分步实施，急用先建，突出重点，慎重投入。 充分利用和依靠现有设备、人员和工作基础，满足实际需求，兼顾长远 发展，充分合理利用各种资源是综合自动化建设的指导思想。 力求使矿井各类信息集成为实现异构条件下的信息联通与共享，功 能集成为不同应用系统联动、协调有序运行，避免各自孤立的监控系统 不能使信息资源和设备资源得以充分发挥的弊端。使矿井生产安全可靠， 有效地预防和及时处理各种突发事故和自然灾害；实现全矿井数据采集、 生产调度、经营管理、决策指挥的网络化、信息化、科学化。 统一标准和规范。确保指标体系、信息标准、业务流程、系统设备 配置、系统软件、通信技术等基本采用统一的标准和规范。 采用先进而成熟的实用技术，保证系统的安全性和可靠性。365 天， 每天 24 小时正常运行，保证各系统的保密性和安全性。 遵循人员培训先行、软件开发先行、设备适时到位，重在应用的原 二矿选煤厂设计方案 第 5 页 则。 1.2 设计原则设计原则 设计总方针是立足信息化大前提，保证系统的先进性、安全性、可 靠性，安装、使用和维护方便简单，结合兖矿集团规划的要求，将国阳 新能二矿选煤厂综合自动化项目建设成为国内领先、国际先进的一流煤 矿选煤自动化、信息化系统。 （1）遵循“高起点、高技术、高质量、高效率、高效益”五高原则， 力争达到国际先进、国内领先水平，建成煤炭行业企业信息化 示范工程； （2）与时俱进、注重实效、全面规划、分步实施、填平补齐、重点 突出。适应国阳新能二矿的信息化工作发展需要，既具有先进 性，又可靠实用； （3）按照跨越式发展的技术方法，使技术经济指标最优，投入产出 比最大。充分利用现有的资源，少花钱、多办事； （4）采用的技术和设备安全可靠、先进实用、系统开放、易于升级， 易于扩展； （5）采用现行的国家标准，符合煤炭行业信息化建设总体规划纲要； （6）本着保护用户投资，最大限度地利用用户已成功使用的系统结 构，确保不影响这些系统的正常运行； （7）系统建设基于国阳新能二矿计算机网络和通信网络，基于 Web、B/S 结构，能够与现有综合信息查询软件集成，能够非 常方便实现信息联网。 （8）操作简单、易于使用、动静结合、图文并茂。 二矿选煤厂设计方案 第 6 页 1.31.3 设计依据设计依据 MT500794煤炭工业选煤厂设计规范 CECS81：96 工业计算机监控系统抗干扰技术规范 TEC 144 低压开关和控制设备的外壳防护等级 ANSI 488 可编程仪器的数字接口 ISA -55.2 过程运算的二进制逻辑图 ISA -55.3 过程操作的二进制逻辑图 ISA -55.4 仪表回路图 NEMA -ICS4 工业控制设备及系统的端子板 NEMA -ICS6 工业控制设备及系统的外壳 TCP/IP 网络通讯协议 IEEE802 局域网标准 选煤厂集控装置选择的技术规定 （试行） 煤炭工业矿井设计规范 煤矿安全规程 国家标准化组织标准（ISO） 国际电工技术委员会标准（IEC） 1.41.4 设计内容设计内容 综合自动化的内容概括起来就是生产过程的自动化、安全监控的数 字化、管理过程的信息化、信息管理的集约化；因此，国阳新能二矿选 煤厂综合自动化建设方案可以分为两大部分： 1) 计算机集成控制及综合自动化计算机集成控制及综合自动化 2) 计算机管理信息网络计算机管理信息网络 1.51.5 建设目标建设目标 总体目标是：通过国阳新能二矿选煤厂生产过程自动化，促进企业 综合信息化，即实现数据采集自动化、业务信息集成化、信息管理网络 二矿选煤厂设计方案 第 7 页 化，最终实现国阳新能二矿选煤厂管理决策科学化、现代化和智能化。 遵照“立足高起点、采用新技术、符合国际技术发展主流、适应未 来信息化发展、组网灵活方便、控制管理运营性能俱佳”的原则，加速 建设涵盖话音、数据、图像、图文、调度等综合信息的交换、传输与处 理业务的综合数字网络平台，为实现企业信息化创建功能强大、技术先 进、整体覆盖、基础坚实的网络平台。 通过基本建设、技术创新、科研攻关、技术引进、合作开发、系统 整合等手段和措施，重点强化建设国阳新能二矿选煤厂工业综合自动化 体系，完成综合监测监控建设项目，整体提高企业生产工业化水平，推 进实现工业生产系统的综合自动化、网络化和智能化。 以“建设三层网络结构体系”和“实现管控一体化”为目标，通过 对生产系统进行综合自动化建设，实现集中控制、集中调度、集中指挥。 以现代企业管理为基础，采用现代信息技术、机算机技术、通信技 术、自动化技术，建立集办公自动化、生产经营管理、安全生产监测监 控为一体的高度集成信息系统，消除信息孤岛；建设具有技术先进、信 息畅通、指挥灵活、综合处理能力强的调度信息系统，使国阳新能二矿 选煤厂信息化工作走向智能化、网络化，形成完整的、具有国阳新能二 矿特色的企业综合自动化应用模式。 2工程概况及功能工程概况及功能 全厂计算机网络组成大体上可以分为三层结构形式： 1. 由下至上第一层是控制层，工业以太网交换机、全厂计算机集中 （PLC）控制系统和快速装车站自动化子系统、自动加药自动化子系统 等综合自动化子系统共同组成了光纤工业以太网冗余双网的底层网络； 全厂计算机集中控制系统的 I/O 及各种智能仪表、电机智能综合保护器、 二矿选煤厂设计方案 第 8 页 微机综合保护装置、各综合自动化子系统的 I/O 和其它智能监控系统等 对现场设备实现运行工矿信息的采集和上传，并负责传达集中控制信号 至现场设备，可以完成对现场参控设备的操作、控制、状态监测、信息 传输功能和控制指令的传达执行。 全厂计算机集中（PLC）控制系统网络为现场总线冗余双网，配置 1 个监控主站和 1 个监控分站；监控主站为冗余热备配置，通过现场总 线冗余双网与监控分站进行通讯；监控主站均通过光纤工业以太冗余双 网接入操作层工业以太网交换机，监控主站与监控分站、监控主站与各 监控单元之间采用现场总线冗余双网进行通讯和数据交换以实现设备运 行信息的上传及控制指令的执行。 2. 第二层是操作层，主要由交换机、组态监控操作工作站（下文简称 上位机）、集控平台开发维护工作站（下文简称工程师站） 、集控系统 平台/数据采集/实时工业数据库冗余服务器（下文简称冗余服务器）等 组成；控制室设集控操作站 2 台，密控操作站 1 台，工程师站 1 台，所 有站用工控机选用进口产品，22宽屏液显；所用组态软件授权均选用 无限点网络开发版、PLC 系统及各生产自动化子系统的数据采集和实时 工业数据库服务，以保障系统的安全，各子系统将采集的各自所控设备 的运行工况信息通过工业以太网进行上传至冗余数据库，由冗余数据库 提供工业数据的历史存储、查询、检索及各类数据的调用；并由集中控 制中心实现对整个系统设备及各综合自动化系统设备的集中控制。 3. 第三层是信息管理层，主要由 3COM 交换机、全厂管理信息/WEB 数 据库服务器、防火墙、路由器、选煤厂各信息终端、多功能网络激光一 体机等组成；在信息管理层共设 14 台 PC 信息终端，各 PC 信息终端可 以根据权限限制在统一的界面下查看全厂的不同信息，并将本部门的信 息向信息管理层公布，实现全厂的办公自动化；信息管理网络采用 1000M 的交换式以太网，具备完成生产技术管理、生产技术检查、调度 生产管理、生产计划统计、机电设备管理、物资供应管理、在线监控数 据管理、人事管理、工业电视画面显示等管理功能。 二矿选煤厂设计方案 第 9 页 3 计算机集成控制及综合自动化计算机集成控制及综合自动化 计算机集成控制及综合自动化系统位于全厂网络拓扑的控制层和操 作层： 3.13.1 控制层设计方案控制层设计方案 控制层主要由两部分构成：计算机集中（PLC）控制系统、综合自 动化子系统。 3.1.13.1.1计算机集中（计算机集中（PLCPLC）控制系统）控制系统 1) 计算机集中（PLC）控制系统具备的功能 a. 计算机集中（PLC）控制系统对生产设备的控制满足选煤厂安全规程 的要求和国家及地方有关安全法规和规程的要求，满足选煤厂的工艺特 点和生产要求。 b. 计算机集中（PLC）控制系统具有集中程序启停车、远距离人工启停 车及就地等多种灵活的控制方式，且各种控制方式均可实现无扰动转换； 计算机集中（PLC）控制系统的各种控制方式在确保安全的前提下，满 足生产、检修、试车、处理故障。 c. 生产系统的控制按系统、工艺、区域划分。设备之间的闭锁关系通 过软件实现。 d. 具备启车预告、禁止启车、现场和集中控制中心紧急停车等一切保 证人身设备安全的功能。 e. 控制回路中的停车按钮采用自锁式按钮；且现场操作控制按钮箱上 的停车按钮无论在何控制方式下都始终有效。 f. 所有设备就地控制和集中控制的当前控制模式选择由集中控制中心 决定；设备控制方式只有在当前控制模式为就地模式时，才能就地开车。 二矿选煤厂设计方案 第 10 页 3.1.23.1.2计算机集中（计算机集中（PLCPLC）控制系统的组成、结构及通讯）控制系统的组成、结构及通讯 计算机集中（PLC）控制系统是全厂集成控制的基础，是由计算机 集中（PLC）控制系统监控主站（冗余热备）和监控分站等 PLC 系统组 成的现场总线网络，通过现场总线的方式进行通讯并由集中控制中心实 现集中监控。 计算机集中（PLC）控制系统监控主站与监控分站、监控主站与自 动化单元之间采用现场总线方式进行通讯，监控主站与各综合自动化子 系统、监控主站与操作层设备通过千兆工业以太网冗余双网进行通讯。 3.1.33.1.3PLCPLC（可编程序控制器）及其模块、机柜（可编程序控制器）及其模块、机柜 a.PLC 的选用 选煤厂监控主站选用 SIEMENS 公司的性能先进的 PLC 作为选煤厂控 制主机，并配置双机热备系统，配备交流净化稳压电源或直流稳压电源 且电源冗余，每个模块通道数量应留有 20%余量。 选用 SIEMENS 公司生产的性能先进的 PLC 作为控制主机；配备交流 净化稳压电源或直流稳压电源且电源冗余，模块通道数量留有 20%的余 量。 bPLC 的模块 各种数字量 I/O 模块的输入输出电压均为 24VDC。 模拟量模块输入、输出均为 4-20mADC，适合两线制仪表信号的输 入；各种输入输出均有备用模块。 各输入、输出点均有欧姆龙继电器隔离，继电器的辅助触点数量应 满足系统要求，且每个继电器都有不少于 1 常开、1 常闭的备用量。 每个每个 I/OI/O 模块的备用通道数不少于模块的备用通道数不少于 20%20%。 每个监控主站及分站的机架上均不少于 3 个备用插槽（含空槽盖板） 。 所有备用模块均冷备用。 二矿选煤厂设计方案 第 11 页 cPLC 的布置 在每个配电室布置 PLC 分站机柜，数量视分站模块的多少和外接电 缆的数量不同而定柜内各种模块、元器件及接线布置。 dPLC 供电电源 PLCPLC 电源装置均选用电源装置均选用 SIEMENSSIEMENS 产品，自然通风冷却，所有产品，自然通风冷却，所有 PLCPLC 均配均配 置直流稳压电源装置。置直流稳压电源装置。 3.1.43.1.4全厂设备的二次接线原理的设计原则全厂设备的二次接线原理的设计原则 设备启、停车按钮直接接入 PLC，设备间的闭锁等功能主要由软件 完成。所有设备均可在集中控制中心单独远距离控制。所有设备均可在集中控制中心单独远距离控制。有保护装置的设 备，保护装置动作时，影响安全生产的，通过硬接线立即停车，故障信 息送入 PLC；对安全生产不构成威胁的，PLC 发出报警信号，由操作人 员选择故障处理方式。 各配电室的集控系统设备电源取自本配电室的 380V/220V 低压开关 柜，均配置交流净化稳压装置或直流稳压装置。 设备的现场操作控制按钮箱设备的现场操作控制按钮箱 a、所有设备均设现场操作控制按钮箱，每个按钮箱可根据现场设备 的安装布置位置和容量的大小安装一对或两对启停车按钮和相应的指针 式电流表；现场操作控制按钮箱安装电流表后现场操作控制按钮箱安装电流表后 IPIP 防护等级不发生变化，防护等级不发生变化， 电流表放置箱内时现场操作控制按钮箱设透明观察窗。电流表放置箱内时现场操作控制按钮箱设透明观察窗。电流表选用电流表选用 4 420mA20mA DCDC 模拟量输入信号，此信号由电动机智能综合保护器模拟量输入信号，此信号由电动机智能综合保护器 GT500GT500 提供，电流表与提供，电流表与 GT500GT500 之间的连接线缆线径之间的连接线缆线径1.5mm1.5mm2 2。设备的停车按钮 需同时具备系统“禁止启车”的功能。 b、现场控制按钮箱内的所有电气元件均选用施耐德产品，按钮、指现场控制按钮箱内的所有电气元件均选用施耐德产品，按钮、指 示灯选用上海二工品牌产品，端子排选用菲尼克斯产品。示灯选用上海二工品牌产品，端子排选用菲尼克斯产品。 c、电液动闸阀、电液动推杆/翻板及电动平板闸门的现场操作控制 按钮箱 热过载继电器通过现场硬接线的方式对驱动电动机进行保护； 二矿选煤厂设计方案 第 12 页 接近开关通过控制中间继电器对现场硬接线的方式对闸阀、推杆/翻 板、闸门的极限位置进行保护，其状态由中间继电器无源接点送入 PLC（2 点） ； 远程控制由集中控制中心通过 PLC 经隔离继电器 KA 点动触发控制电 液动闸阀、电液动推杆/翻板驱动电动机正反转后由接触器实现自保。 电液动闸阀、电液动推杆/翻板及电动平板闸门控制装置输入输出接口： 开关量输入接口 2 路：远程控制正转、远程控制反转。 开关量输出接口 3 路：断路器位置状态、开到位、关到位。 所有电液动闸阀、电液动推杆/翻板及电动平板闸门要求均能实现 远程控制和就地控制，集中控制中心和现场均能选择控制模式的切换， 控制模式、断路器开闭状态、接触器分断状态、开/关到位均要在控制 箱上显示，且状态信息都送入 PLC。 d、所有设备就地控制和集中控制的当前控制模式选择由集中控制中 心决定；设备控制方式只有在当前控制模式为就地模式时，才能就地开 车；设备的控制模式在现场的按钮箱上用不同颜色的信号灯显示。 3.1.53.1.5计算机集中（计算机集中（PLCPLC）控制系统的单机自动化单元）控制系统的单机自动化单元 A A无压三产品重介旋流器介质密度监控单元无压三产品重介旋流器介质密度监控单元： a、循环介质密度自动控制系统：无压三产品重介旋流器介质密度高 于给定值，会导致精煤产品灰分高而不合格；介质密度低于给定值，会 导致精煤产率低，造成浪费。因此在无压三产品重介旋流器选煤过程中 选择当前先进的数学模型控制算法来控制介质密度并使其稳定在某一给 定值上，且调整时间的长短满足招标方的工艺要求，以保证精煤产品的 质量和产率。调节系统由 射线密度计、磁性物含量计、无压三产品 重介旋流器介质密度监控单元（下文简称旋流器 PLC）、分流箱及执行 器、清水比例调节阀等组成。 射线密度计和磁性物含量计直接安装 二矿选煤厂设计方案 第 13 页 在无压三产品重介旋流器的入料管路上,用以测量生产中的合格介质的 密度值，输出均采用20mA DC 模拟量信号。由 射线密度计测得 密度信号送到旋流器 PLC，与设定密度值进行比较，形成偏差信号，旋 流器 PLC 采用模糊控制与其它先进控制方法相结合的策略消除系统调节 响应时间过长和介质浓度等大滞后环节的不利影响。当悬浮液密度测量 值大于设定值时，旋流器 PLC 向清水比例调节阀发出信号，在合格介质 泵的入料管加水，使其密度趋于设定值；当测量密度值小于设定值，向 合格介质桶中补加介质，并关闭清水比例调节阀；当密度符合给定要求 时，关闭清水比例调节阀。 b、介质粘度自动控制系统：调节系统由密度计、磁性物含量计、旋 流器 PLC、分流箱及执行器等组成。当磁性物重介质的特性稳定时，随 着煤泥含量的增大，其悬浮液粘度也随之增大，悬浮液的流变粘度主要 取决于煤泥的含量。一般情况下，主选重介质悬浮液的煤泥含量控制在 4050%左右。密度信号、磁性物含量信号送旋流器 PLC，通过计算得 出各密度级的煤泥含量。当煤泥含量高于设定值时，旋流器 PLC 向分流 箱执行器发出信号，加大合格悬浮液的分流量，直至悬浮液粘度达到设 定值；当煤泥含量低于设定值时，旋流器 PLC 向分流箱执行器发出信号， 减少合格悬浮液的分流量，甚至不分流以提高煤泥含量，保证煤泥含量 在设定范围内快速趋近设定值直至等于设定值。 c、旋流器入口压力自动调节系统：由压力变送器、旋流器 PLC、变 频调速器、介质补加系统等组成。安装在无压三产品重介旋流器入料管 上的压力变送器将测量的压力信号传送到旋流器 PLC，旋流器 PLC 对所 测压力与设定值进行比较，如果所测压力小于设定压力，首先 PLC 系统 根据合格介质桶液位信号，比较介质桶液位与设定液位的高低，若液位 低于设定值，旋流器 PLC 向介质补加系统发出信号，向合格介质桶补加 合格介质和清水，直到压力达到设定值；其次若介质桶液位不低于设定 值，旋流器 PLC 输出正偏差信号，增加变频器的输出频率，入料泵的出 口压力增加，即增加旋流器入口压力；如果旋流器入口压力大于设定值， 二矿选煤厂设计方案 第 14 页 旋流器 PLC 输出负偏差信号，减小变频器的输出频率，旋流器入口压力 降低，从而保证旋流器入口压力的基本恒定。 d、介质桶液位控制系统：由压力式液位计、旋流器 PLC、介质补加 系统等组成。压力式液位计测得液位信号，将液位信号送给旋流器 PLC，经旋流器 PLC 运算，当合格介质桶的液位低于设定值时，旋流器 PLC 向介质补加系统发出信号，向合格介质桶补加合格介质和清水，直 到液位达到设定值；当液位过低时，系统发出报警信号。 e e、在主厂房内不设介质密度、粘度等集中控制中心，正常生产时采 用在集中控制中心操作的方式。 B B斜轮分选机介质密度监控单元斜轮分选机介质密度监控单元 a、循环介质密度自动控制系统：斜轮分选机介质密度高于给定值，会 导致块精煤产品灰分高而不合格；介质密度低于给定值，会导致块精煤 产率低，造成浪费；所以在斜轮分选机选煤过程中选择当前先进的数学 模型来控制介质密度并使其稳定在某一给定值上，且调整时间的长短必 须满足工艺要求，以保证精煤产品的质量和产率。调节系统由 射线 密度计、斜轮分选机介质密度监控单元（下文简称斜轮 PLC）、电液控 闸阀等组成。 射线密度计直接安装在斜轮分选机的入料管路上, 用 以测量生产中的合格介质密度，输出均采用20mADC模拟量信号。由 射线密度计测得密度信号送到斜轮 PLC，与设定密度值进行比较，形 成偏差信号，斜轮 PLC 采用模糊控制原理，对测量值和设定值的偏差值 进行比例、积分、微分（即 PID）运算。当悬浮液密度测量值大于设定 值时，斜轮 PLC 向清水电液控闸阀发出信号，在合格介质泵的入料管入料管加 水，使其密度趋于设定值；当测量密度值小于设定值，向合格介质桶中 补加介质。 b、介质桶液位控制系统：由压力式液位计、斜轮 PLC、介质补加系统 等组成。液位计测得液位信号，将液位信号送给斜轮 PLC，经斜轮 PLC 运算，当合格介质桶或稀介桶的液位低于设定值时，旋流器 PLC 向介质 补加系统发出信号，向合格介质桶补加合格介质和清水，直到液位达到 二矿选煤厂设计方案 第 15 页 设定值；当液位过低时，系统发出报警信号。 c、在重介排矸车间内不设介质密度等集中控制中心，正常生产时采用 在集中控制中心操作的方式。 C C筛网沉降离心机（筛网沉降离心机（2 2 台）单机自动化单元台）单机自动化单元 筛网沉降离心机筛网沉降离心机共 2 台，自带控制设备（西门子 S7-200 系列 PLC） ， 筛网沉降离心机与其它设备的筛网沉降离心机与其它设备的闭锁关系由计算机集中（闭锁关系由计算机集中（PLCPLC）系统实现）系统实现， 其系统控制的设备运行的各种工况信息均能通过现场总线冗余双网进行 上传并由集中控制中心进行实时监控。 D破碎机（破碎机（4 4 台）单机自动化控制柜台）单机自动化控制柜 重介排矸车间重介排矸车间 4 4 台破碎机均自带控制柜，具备电机智能综合保护台破碎机均自带控制柜，具备电机智能综合保护 （瑞安工泰（瑞安工泰 GT500GT500） 、失速监测等功能，其运行参数、工作状态、运转、失速监测等功能，其运行参数、工作状态、运转 模式、保护信息、失速状态等均须送入重介排矸监控分站并对破碎机实模式、保护信息、失速状态等均须送入重介排矸监控分站并对破碎机实 现集中控制现集中控制。 3.1.63.1.6计算机集中（计算机集中（PLCPLC）控制系统的其它功能）控制系统的其它功能 底流泵、循环水泵、合格介质泵、稀介质泵、煤泥水泵、生产清 水泵、滤布冲洗泵、高压冲洗泵等进出口都装有电液动闸阀；有开闸门 和关闸门两种方式，均有开到位和关到位的接近开关进行保护（其状态 送入 PLC） 。各类水泵除满足与其相关工艺设备的闭锁关系和受工艺要 求的 PLC 控制外，还达到以下功能: a. 水泵集控开停车时，电控液动闸阀按照水泵开停车的要求进行开闭。 b. 水泵集控由全厂生产控制系统的 PLC 完成，也可进行单机单起停。 c. 每只阀门不仅能集控开闭，也能手动开闭；运转模式由集中控制中 心决定。 d. 全厂所有的电控液动闸阀附近都要安装就地操作箱，阀门的运转模 式（集控或就地） 、闸阀开到位、闸阀关到位都要在箱上显示同时送入 集中控制系统的 PLC。 二矿选煤厂设计方案 第 16 页 e. 电液动闸阀的电气主回路及控制回路均安装在就地操作箱内。 f. 电液动闸阀在就地操作箱内都有起到过流、短路保护作用的低压塑 壳断路器及电动机保护装置；断路器和电动机保护装置的位置状态都送 入 PLC。 g. 通过安装在各集水坑/水池的水位电极，自动控制水窝水泵、滤液泵、 离心液泵的启停，高位开泵、低位停泵。每台泵旁均安装一台水泵自动 开停控制箱，泵的启停受该箱控制，不受 PLC 的控制。 h. 集中水坑/水池的电极液位计都是 2 种状态（低、高） 。每台泵不仅 能自动运行，也能自动/手动开停车。运转模式由水泵自动化控制箱上 的开关选择。 i. 各液位的高低由现场自动化控制箱上的指示灯进行显示，其液位信 号送入 PLC；各台泵的工作状态、模式不仅在控制箱上显示，同时送入 集中控制系统的 PLC。 全厂工艺参数的检测仪器仪表及各种显示全厂工艺参数的检测仪器仪表及各种显示/ /监测装置类型包括：监测装置类型包括： A A：液体流量、密度、压力、液位、非磁性物含量、灰份、仓位、：液体流量、密度、压力、液位、非磁性物含量、灰份、仓位、 水位电极等；水位电极等； B B：各种皮带保护、按钮：各种皮带保护、按钮/ /指示灯、接近开关、限位开关等。指示灯、接近开关、限位开关等。 各种参数信息均送入集中控制系统各种参数信息均送入集中控制系统 PLCPLC 并上传至集中控制中心进行并上传至集中控制中心进行 监控，同时在现场也应有液位、压力、仓位等显示箱通过监控，同时在现场也应有液位、压力、仓位等显示箱通过 LEDLED 显示装置显示装置 进行同步显示。进行同步显示。 3.23.2操作层操作层设计方案设计方案 主要由工业以太网交换机、组态监控操作工作站/工业电视监视系 统操作工作站/调度信号系统操作工作站（上位机）、集控平台开发维 护工作站（工程师站） 、集控系统平台集控系统平台/ /数据采集数据采集/ /实时工业数据库冗余实时工业数据库冗余 服务器服务器、网络打印机；操作层为千兆工业以太网双网络结构，设置设置 2 2 台台 冗余服务器冗余服务器用于提供集控系统平台软件运行和用于提供集控系统平台软件运行和 PLCPLC 系统及各生产自动化系统及各生产自动化 子系统的数据采集和子系统的数据采集和实时工业数据库服务实时工业数据库服务，以保障系统的安全，各子系 统将采集的设备信息通过工业以太网进行实时上传至冗余数据库，由冗 二矿选煤厂设计方案 第 17 页 余数据库提供工业数据的历史存储、查询、检索及各类数据的调用；并 由集中控制中心通过冗余服务器对整个系统设备及各综合自动化系统设 备实现集中控制。 3.2.13.2.1上位机上位机 选煤厂的所有设备的操作和系统的控制主要在集中控制中心完成。 上位机通过控制系统的冗余服务器完成监控功能。集中控制中心的控制上位机通过控制系统的冗余服务器完成监控功能。集中控制中心的控制 台上必须配置计算机集中（台上必须配置计算机集中（PLCPLC）控制系统的总急停按钮（采用自锁式）控制系统的总急停按钮（采用自锁式 按钮）按钮） ，当按下时可将计算机集中（，当按下时可将计算机集中（PLCPLC）控制系统所有设备立即停车。）控制系统所有设备立即停车。 1) 集中控制中心共有 4 台上位机做为操作终端，每台上位机都有完全每台上位机都有完全 相同的功能相同的功能，并能互为热备，每台上位机均配置每台上位机均配置 2 2 台台 22”22”液晶显示器液晶显示器 用于扩展显示用于扩展显示。 上位机 选用工业控制计算机， 选用 ：Intel 酷睿 2 双核处 理器 2.66GHz（45nm，L2 缓存 6MB） ，2G DDRIII 内存（工作 频率 800MHZ） ，双头 avi 独立显卡（独立显存 128M，无风扇） ，USB2.0 接口， 160G 硬盘， DVD-ROM，100M/1000M 自适应双网 卡， 24 英寸 /16：9 液晶显示器（集成音箱）2，Windows XP SP2 Professional 标准版或以上操作系统 。 2) 采用原装研华的工控机作为上位机；4 台上位机均通过以太网接入 工业以太网交换机。 3) 全厂所有设备的运转状态、各工艺参数、各种保护装置动作情况、 各仪器仪表传感器的测量结果等均能在上位机上显示、记录、存储、检 索、打印。 4) 上位机可分页显示各生产流程、各种数据记录曲线等画面。画面美 观大方直观，采用菜单方式，窗口的鼠标右键功能菜单全面且操作便捷， 符合 Windows 系统的操作习惯。 二矿选煤厂设计方案 第 18 页 3.2.23.2.2工程师站工程师站 工程师站安装在机房内，主要进行系统组态、系统维护及管理、网络维 护及管理等。选用：Intel 双核处理器 2.66GHz CPU，1G 内存， USB2.0 接口，160G 或以上硬盘，DVD-ROM，100M/1000M 双网卡，19 英 寸/16：9 液晶显示器（集成音箱） ，Windows XP SP2 Professional 标 准版操作系统。 3.2.33.2.3服务器及其它设备服务器及其它设备 1）采用两台完全一样的服务器组成冗余服务器。 服务器选用以下配置：四核 Intel Xeon 5335 处理器(2.00 GHz, 1333MHz 前端总线)， 8MB 二级缓存, 4GB PC2-5300 DDR2 内存， 4160G SCSI 硬盘，可实现 RAID 0/1/5， 1000M 双网卡，配备交流净 化稳压电源或直流稳压电源且电源冗余，2U 机架式，Windows 2003 Server 企业版操作系统。 2）工业以太网交换机： 选用工业交换机。交换机为冗余配置，组成双网结构，其各项指标 均满足工业级要求。 1）一台 A3 幅面的 HP LaserJet 5100 （包括 HP Jetdirect 615n 快 速以太网内置打印服务器、128 兆内存）单色激光网络打印机。 2）一台便携式系统调试终端（HP Pavilion dv2805TX） 。 3.33.3计算机集成控制及综合自动化系统软件计算机集成控制及综合自动化系统软件 3.3.13.3.1监控软件监控软件 a. 统一采用 Windows 2003 server 平台操作系统，保证可靠、稳定和 易用。 b. 认证采用基于 RDBC 的统一认证方式，并同矿井调度系统建立信任。 c. 提供良好的安全性，不受病毒、安全攻击的威胁。 二矿选煤厂设计方案 第 19 页 d. 基于工业以太网络，采用全球通用的 TCP/IP 协议作为网络间的数据 交换协议，为在自动化领域采用信息技术通信提供一个开放的平台。 e. 软件具有海量实时数据交换功能，支持主流 PLC 系统和 OPC 标准。 f. 软件支持控制逻辑的实现，具有灵活、可靠的控制功能，能够对现 场设备进行实时控制。 g. 软件能够以组态图形方式直观显示来自生产现场