自动化技术在林西洗煤厂的应用.doc

自动化技术在林西洗煤厂的应用（开滦集团林西矿业有限公司洗煤厂，河北 唐山 063100）摘要：文章简述了自动化技术在林西洗煤厂集中控制系统、重介系统、变频器等方面的应用，由此保障了洗煤生产系统的稳定性 和协调性。关键词：林西 自动化 PLC SIEMENS 变频器随着计算机技术、工业控制技术、通信技术的发展，以可编程续控制器（PLC）的控制被广泛应用于各行各业的自动化控制领域。该自动化控制在林西矿洗煤厂也得到普遍的利用，唐山开滦林西矿业有限责任公司新洗煤厂，采用“不脱泥、不分级混合无压给料三产品重介旋流器选煤”主工艺，设计入选原煤能力180万吨每年。一、集中控制系统1、生产集中控制系统结构配置： 选煤厂工艺设备的集中控制系统采用集散式网络结构，包括3个智能I/O分站，分别为：（1）原煤I/O分站1；(2）主洗I/O分站2；（3）重介系统I/O分站3； 3个智能I/O分站共同组成车间控制级网络，可实现各生产系统设备的控制、检测和对重要生产工艺参数的实时检测和调节。主站、分站通过工业现场网络、以太网络进行数据通讯。全厂总体网络设计为三级网络机构:（1）上层为公司网络，作为信息层，选煤厂计算机信息管理系统定位为林西矿业公司管理信息系统的一个组成部分；（2）中间层是控制层，由全厂生产集中控制系统和工艺参数闭环控制系统组成。作为全厂生产集中控制系统和工艺参数闭环控制系统人机界面的监控计算机；（3）通过千兆以太网上联全厂信息管理系统，作为信息管理网络的工作站； PLC选用SIEMENS S7-300系列产品，具备profibus-dp通讯装置，PLC所有接口均采取隔离措施，开关量I/O用继电器,模拟量I/O用隔离端子。 集控系统网络结构示意图2、 集中控制系统的功能： 工艺流程中具有连续煤流的电动设备均纳入集中控制系统。其它辅助设备（如电动葫芦等）不在集中控制之列。各设备按工艺流程要求实现电气联锁全厂设备将以三种模式运行：集中自动方式，PLC自动完成逆煤流的整个启车和顺煤流停车过程；工作现场就地单机操作（手动）方式，由现场操作人员就地控制设备的启停，不受PLC程序控制；集中手动方式，在集控室实现单台设备的起、停车，并具有联锁、解锁功能，在生产过程中，当出现需要短时间停止某设备的运行而又不希望因联锁关系导致其他设备随之停止时，可在设备运行中方便地对该设备进行联锁的设定或取消。这三种控制方式能方便地进行转换，在转换过程中不影响设备的运行状态。（1） 集控有自动集控（按程序自动发信号、启停车）和手动集控（手动发信号、启停车）两种方式。手动集控方式可以按需要随时启、停任一设备，对工艺参数进行设定和人工干预可调控参数。（2）对不需参与时序起车的设备：任一时刻远方控制该设备。 (3) 集中启车前，发送预告信号，并语音提示“准备启车，请注意”，设备启车前，声光警示，预告一定时间后，开始自动顺序启车，启车时间应尽量短；在预告和启车过程中，现场和控制室均能方便地取消预告信号或终止启车过程。 （4）设备启车过程中和运行后，原则上为按逆煤流方向相互闭锁。但对因存料可能造成设备下次带料起动困难或因急停会造成跑料、跑水使环境恶化的设备均设有跳转功能，即除本台设备故障可立即停车外，凡其他设备故障引起设备间闭锁停车时，则上述设备不立即停车，而按一定延时停车。（5）控制室可实现紧急停车和现场就地停车。机旁起车按钮在集中控制方式时失效。 现场手操作箱具备三位转换：检修位、就地位、集控位。开关在检修位时，不能启动设备；开关在就地位时，只能启动本台设备；开关在集控位时，设备集控联锁开车；手操箱转换开关的状态在上位机设备状态界面显示。二、重介工艺参数自动测控系统1、重介测控系统装置的选用： 上位计算机选用研华IPC-610-H(P43.4G/2G/80G/52X)工控机，监控系统可实时监视各控制系统画面，并记录运行曲线，向上发送有关数据并接收有关指令，向下发送控制指令。 PLC选用SIEMENS S7-300系列产品，具备profibus-DP通讯装置，PLC所有接口均采取隔离措施，开关量I/O用继电器,模拟量I/O用隔离端子2、重介测控系统的功能： 重介工艺参数自动控制系统完成重介主要工艺参数重介质密度、分流量、加水加介量、合格介质桶液位、煤泥含量、旋流器入口压力进行自动检测与控制。 重介质选煤过程自动控制系统分别对悬浮液密度、磁性物含量等工业参数进行调节。该系统的主要功能包括：(1) 实现合格介质悬浮液密度自动测量及控制；(2) 实现合格介质悬浮液磁性物含量的在线检测及煤泥含量的稳定控制，测控范围满足工艺生产要求；(3) 实现合格介质桶液位的自动控制；(4) 实现原煤重介质旋流器入口压力自动控制及超限报警；(5) 计算机系统实现重介质选煤工艺各种工艺参数的实时采集、监视、记录、煤泥含量及其控制算法的计算、历史生产数据查询、打印报表、以及与上位机通讯等功能。(6) 系统具有手动/自动两种控制方式；三、其他自动化技术设备1、 变频器的应用： 据统计，工业用电中60%70%的电量被电动机所消耗，而这些电中，又有约90%被三相交流异步电动机所消耗，可见电动机用量之大。变频器的出现，使得交流电动机调速困难、交变速设备结构复杂且效率和可靠性不尽人意的缺点得以改善。在我国，变频器已在各行各业得到推广应用，基于变频器的交流电机变频调速系统具有调速方便、体积小、噪声小、能耗低、保护功能完善、组态灵活、可靠性强、智能化、数字化、网络化、易维护等特点，每年以20%的递增量在发展。因此，合理的使用和维护变频器对自动化工程人员来说至关重要。厂房一层的介质桶的上料泵多采用变频器控制。，使得泵的复杂的调速控制简单化，达到平滑控制电动机转速的目的，缩小了体积，降低了维修率，所以也能够起到增效节能的作用。2、电子皮带秤 电子皮带秤的动态累计误差：0.25%，其二次仪表为面板安装式（安装仪表间内），称重传感器选用进口HBM产品，仪表盘的防护等级为IP56。二次仪表具有自动检零、显示皮带速度、单位重量、瞬时流量、累积流量和故障报警等功能，并能输出此参数的4-20mA标准信号。称重仪表采用人机对话形式在屏幕用文字直接显示各种有关信息，智能菜单式操作、全中文显示、校准应方便。应具有自动零点校准、自动间隔校准、故障自诊断、高、低限报警和十点线性补偿、斜度补偿、湿度补偿、可编程定量装载、多层次口令保护、多路输入/输出、多种通讯协议等功能。同时桥架具有足够刚性、较小的自重、外表积灰面积达到最低。为了保证整个系统的稳定性。设备所使用的传感元件适应长期运行和恶劣环境工况的要求，传感器输出的信号有较强的抗干扰能力； 3、刮板机保护 所有刮板输送机设有断链、错牙保护。保护的延时时间可调。纳入集中控制系统进行监测和显示报警。四