煤焦化公司备煤车间集中控制系统.doc

备煤车间集中控制系统 技术方案*煤焦化公司备煤车间集中控制系统技 术 方 案目 录第一节、概述2第二节、工艺流程2第三节、技术方案3一、控制功能综述3二、系统组成4三、主要监控设备及监测内容4四、控制功能及工艺描述6五、系统硬件设计选型8六、系统软件及编程8第四节、低压配电系统8第五节、技术服务及质量保证8第一节、概 述根据*煤焦化公司备煤车间的实际情况，为了进一步提高备煤车间设备运行的可靠性与自动化程度，提高生产管理水平及工人素质，降低工人劳动强度，以达到减员提效的目的。结合车间的实际情况，本着安全、可靠、先进、实用、高效的原则，本公司提出了以下“*煤焦化公司备煤车间运煤系统集中控制系统”技术方案本方案中包括了该系统的13条胶带机及给煤机的控制，使用该系统可以方便的对整个生产过程进行实时监测、远程控制、设备的开停、安全运行监控、料位等各种参数控制，能够保障企业的正常生产，实现现代化企业追求技术先进、保障安全生产、强化生产管理的目标。第二节、工 艺 流 程地面输煤生产系统工艺流程如下：汽车来煤卸入地下式缓冲煤仓后，通过给煤机给入M1A或M1B胶带机上，经M2、M3胶带机及堆取料机落地储存；取料时通过堆取料机斗轮从煤堆取煤后经M3（M6）、M4、M7胶带机入配煤仓；配煤经仓下配煤给料机、M8、M9、M10、M11及M12胶带机落入煤塔。具体流程见流程图。M3胶带机M9-12胶带机机机机汽车M4胶带机M1胶带机煤塔M7带机M2胶带机焦炉M3胶带机配煤仓堆取料机M8胶带机储煤场第三节、集控系统方案一、控制功能综述备煤车间运煤集中控制系统设计，本着投资少，效率高，功能全的原则进行优化设计、合理配置，并根据备煤车间运煤系统的实际情况与当今自动化控制技术发展的要求，在充分征求上级有关领导及现场生产管理人员、工程技术人员、操作员的意见后提出如下设计方案：1、PLC控制系统设计：整套备煤车间运煤集中控制系统实现程序模块化设计，系统组态模块化。在运煤集中控制系统集控室建立PLC站，监控核心采用性能优良、技术领先的德国进口西门子S7-300 PLC可编程控制器。2：上位机设计：上位机采用西门子Wincc组态软件，合理设计系统软件，达到其科学性、实用性；通过画面实现的实时监控，并实现信息报表、数据监测、报警等相关内容。4、通讯方式： PLC和上位机之间通过以太网通讯，实现计算机监控。同时，可作为公司管理信息系统的一个子网，通过交换机焦化厂整个网络系统的互连，共享信息资源。5、根据实际生产的需要增加保护和检测装置（如：皮带级跑偏开关、拉绳开关、堆煤堵塞开关、煤仓雷达料位计、电流监测装置）实时监测设备的运行状态，保证设备和人身安全，为安全高效生产提供有力保障。6、在集控室和就地操作箱安装打点预警装置，当开机的时候，首先进行打点告警，提示现场人员及检修人员远离设备，杜绝安全事故的发生。7、增加数字程控电话调度通讯系统，实现通讯系统数字化。8、在皮带机、给煤机、煤场等重要场所及设备工作现场，安装工业电视监视设备，并统一纳入集控室监控范围，便于生产调度与指挥管理。9、在集控室内通过硬盘录像机、大屏幕、电视墙等手段直观监控设备的运转状况。10、系统预留通讯接口，可以方便的将输煤系统的数据通过公司的局域网络共享，方便整个公司生产自动化系统的集成，以便统一指挥，及时了解现场设备运转状况与参数，保证连续、安全、高效生产。二、系统组成1.系统组成该集中控制系统基本有以下几部分组成：2台上位工业控制计算机（含19寸液晶显示器）、激光打印机、操作台、PLC控制柜、现场传感器（胶带跑偏开关、拉绳急停开关、溜槽堵塞开关、速度检测器、煤仓超声波料位计）及分线箱、就地操作控制箱等。2.控制系统框图打印机工控计算机显示器 UPS电源语音信号箱PLC控制柜设备及传感器电流及料位设备控制开关量输入模拟量输入开关量输出控 制 系 统 框 图三、主要监控设备及监测内容根据输煤生产工艺有关技术要求，结合公司实际情况与以往的设计经验，本方案拟对下列设备及工艺参数进行监测控制。1.主要控制设备及内容见下表。 主 要 监 控 制 设 备 及 内 容序号名 称代 号说 明功 率KW单位数量监 控 内 容配煤仓前1卸煤站地下煤仓CMJ给煤机台4设备的运转信息2M2输送机GBJ胶带机90台1设备的运转信息3堆取料机QZJ堆取料机及M3胶带机台2设备的运转信息4M6胶带机SCJM6胶带机及给煤机台4设备的运转信息5M4、M7胶带机ZYJM4、M7胶带机台2设备的运转信息配煤仓后6配煤仓GMJ配煤仓料位台4设备的运转信息7M8胶带机及给煤机ZPJM8胶带机及给煤机台5设备的起、停及运转信息8M5胶带机ZDSM5胶带机台1设备的起、停及运转信息9M9胶带机KMJM9胶带机台1设备的起、停及运转信息10M10胶带机MZJM10胶带机台1设备的起、停及运转信息11M11胶带机MLJM11胶带机台1设备的起、停及运转信息12M12胶带机M12胶带机台1设备的起、停及运转信息2主要监测与保护功能见下表。 表 主 要 监 测 与 保 护 功 能序号名 称代号安 装 位 置单位数量 主要监控与保护内容1配煤煤仓料位计1LW配煤仓仓顶只4煤位在线监测2胶带机电流监测1DL只11电流在线监测3堆取料机电流监测2DL只2电流在线监测4破碎机电流监测3DL只2电流在线监测5二级跑偏开关1PP卸煤站胶带机组7跑偏时声光告警拉绳急停开关1LS只7声光告警该设备及之前设备急停6二级跑偏开关2PP堆取料机胶带机组3跑偏时声光告警拉绳急停开关2LS只1声光告警该设备及之前设备急停7二级跑偏开关3PPM6胶带机组2跑偏时声光告警拉绳急停开关3LS只2声光告警该设备及之前设备急停8二级跑偏开关4PPM4 M12胶带机组20跑偏时声光告警拉绳急停开关4LS个20声光告警该设备及之前设备急停9堆煤堵塞传感器1DM卸煤站胶带机溜槽个3堆煤堵塞声光告警10堆煤堵塞传感器2DMM3M12胶带机溜槽个10堆煤堵塞声光告警11堆煤堵塞传感器3DM破碎机溜槽个1堆煤堵塞声光告警12速度传感器1SD胶带机副滚筒只13低速告警其中传感器通过分线箱接入到PLC控制柜。四、控制功能及工艺描述集中控制系统工作原理为：系统中所有设备及传感器运行数据，全部由西门子S7 300PLC采集处理，同时PLC与上位工业计算机进行以太网通讯，通过上位计算机直接开启和停止设备，并且监控现场设备的运转状况及主要工艺参数，直观地监视整个系统运行状况。可以经过数据发布计算机向公司局域网发布系统组态画面和各种报表。1、监控系统的软件及实现方式集控系统软件是为用户厂级的可视化、数据获取和监视功能提供方便和可靠性的保证。采用面向对象的开发方法，可以快速容易的按照操作人员的设计、处理、显示生产的数据。采用客户/服务器网络结构，能够提供数据在网络上全面的集成和共享，为配煤车间和整个公司的生产管理提供数据，提高管理的性能和效率，降低生产成本。为保证计算机系统的可靠运行，计算机操作系统采用性能可靠的Windows XP系统。2、监控系统的控制方式集控系统采用五种控制方式，使集控系统在各种情况下都能正常运行。1)集控自动控制：由集控室上位机发出设备起、停车命令，实现现场设备的按流程起、停设备控制。2)集控联锁控制：由集控室上位机发出单台设备起、停车命令，实现现场设备之间的闭锁起、停控制。3)集控单机控制：由集控室上位机发出单台设备起、停车命令，实现现场设备的单机起、停控制，设备之间没有闭锁功能。4)就地单机控制：当集控室出现故障时，由现场操作人员在现场就地箱操作单台设备，设备之间没有闭锁功能。5)紧急停车控制：当现场或集控室出现故障，集控室和现场都可以对分系统立即停车；可以由程序或现场紧急停车按钮控制。3、监控系统的逻辑控制过程1)起车前的操作过程控制方式选择：集控方式下，PLC执行用户程序的全部控制功能；就地方式下，PLC仅执行模拟显示功能。流程选择：当选定某一流程后，PLC检测与之相关的输入状态，判断是否具备起车条件。条件具备，则可以正常开车。起车方式：用户程序按逆煤流方式起车。其它设备：对不参与时序起车设备，或难以进入顺序起车的设备，可以在起车前提前起动该设备。2)起车过程控制当前述过程操作完毕，系统准备就绪，发出起车指令，所选系统以指定起车方式起车。在逆煤流起车过程中出现故障时，起车指令自动撤除并故障报警，已起设备保持运行，在排除故障后，可以从故障设备接续起车。3)运行闭锁控制运行过程中出现故障时，逆煤流闭锁保护，并报警。对各种保护、运行参数时实监测。完成系统中各种设定功能。4)停车过程控制当系统发出停车指令后，PLC将按用户的程序完成顺煤流停车过程。4、监控系统的界面设计系统监视图形：由工艺流程实时模拟地面生产系统、风选系统、历史曲线、操作报表等组成。a)工艺流程实时模拟系统：采用图形颜色变换及动画对设备运行进行状态进行模拟，当设备处于停止状态时，设备图形显示红色；设备处于运行状态时，设备图形显示绿色。画面效果形象逼真，在图中以不同的颜色表示设备的不同状态，没有颜色表示设备就地状态，所有流程采用不同的线条进行描述。b)画面显示方式：两台工控机都能显示和控制各个分系统；如地面生产系统、风选系统等。c)设备故障显示：不论在任何状态方式下，设备发生故障，计算机自动调出故障报警显示界面，同时发出声音报警和显示有关信息。d)当设备的保护装置动作，上位机显示当前报警，故障解除后，报警恢复。e)操作画面：系统对设备的操作，都会在界面中保存并显示。f)历史曲线：对电流、煤位等有关数据进行历史记录和网上发布，达到整套焦化厂数据共享。g)数据可靠性与安全性：网络上的计算机必须拥有用户的权限级别才能访问以及控制。五、系统硬件设计选型本系统涉及的零部件，严格遵循质量可靠，性能优良，尽最大限度的保证较高性能价格比的原则设计、选型，以保证系统整体的稳定性与可靠性。这也是本公司多年来一直坚持的工作理念；也就是说，任何系统只有可靠的硬件质量保证产品才有生命力，软件才能有用武之地。本系统主要元器件性能一览表如下：序 号设 备 名 称、型号主 要 技 术 参 数主 要 性 能 、特 点1工控计算机台湾研华名牌产品、原装生产，具有较高的稳定性，可靠性与市场占有率。2显示器飞利浦19寸液晶名牌产品，质量稳定可靠。3PLC西门子S7-300德国西门子原装进口4PLC柜OMRON继电器选用名优电源与原厂生产欧姆龙控制继电器及施耐德中间继电器，这些产品性能优良，稳定可靠。5超声波料位计VEGA德国原装进口其它元器件如二级跑开偏关、拉绳急停开关、胶带速度检测器等元器件均采用名优产品，以保证使用可靠，系统监控正常。六、系统软件及编程上位计算机采用组态软件编制程序，组态软件选用德国西门子公司的Wincc6.0完成系统主画面与分画面的设计，功能满足现场使用要求。PLC控制器采用西门子S7-300型号，编程语言采用梯形逻辑编程，根据现场实际情况编制程序，以满足生产工艺要求。第四节、低压配电系统地面输煤系统配7面GGD低压配电柜，两台进线柜，其它为给煤机、胶带机、堆取料机、破碎机等设备的低压配电柜。由于M2输煤胶带机功率较大（90KW），为了缓解它开机时对电网的冲击，使设备平缓的启动，所以配备软启动器一台。所有低压器件均选用优质器件，性能稳定，使用寿命长。第五节、技术服务及质量保证一、公司人才资源及技术力量山东兖煤凯达公司公司拥有多名经验丰富的计算机系统人员和优秀的产品研发设计人员，公司长期为用户提供放心满意的持续服务。目前,在公司的日常工作中,我们不断对员工进行广泛的技术和业务培训,以提高员工业务素质,强化服务意识,全面保证服务质量。我们不断跟踪高新技术的发展，并确保在关键技术领域居于领先地位，面向业务应用,为用户提供成熟、稳定的高技术解决方案,提供长期持续的培训和服务，为我们建立稳定的业务往来关系提供了根本保障。二、装调试及人员培训