综合自动化系统在岱庄煤矿选煤厂的应用

1、综合自动化系统在岱庄煤矿选煤厂的应用引言综合自动化系统的推广应用是近年来国内现代化大型选煤厂的一个突出特点。 它明显提 高了大型工矿企业的技术水平和现代化管理水平, 对提高企业的劳动生产率、 改善工人的工 作环境、增强企业效益具有重要意义。淄矿集团岱庄矿选煤厂是一座设计年处理能力 150万吨的现代化矿井型选煤厂, 实际能 力达到 300万吨。主要承担入洗岱庄矿井原煤,入洗煤种为气煤 , 洗煤产品主要为优质动力 煤和炼焦配煤。洗煤工艺为 40mm 采用动筛排矸, -40mm 采用跳汰 -浮选联合流程。动筛 排矸系统引进德国威达格 . 洪堡特 KHD 公司生产的动筛跳汰机, 该机性能可靠, 分选效

2、果优 良, 实现了单机自动化。 水洗系统洗煤机和浮选机分别选用煤科总院唐山分院研制的自动化 程度较高的 SKT96型跳汰机和 XJQM-14(4型浮选机。岱庄矿选煤厂综合自动化系统分为控制系统、 工业电视系统、 管理信息系统, 一期工程 实现动筛车间、 装车站和浓缩压滤车间的综合自动化, 二期工程实现主厂房和产品仓上的综 合自动化。一期系统于 2000年 3月份投入正常使用,二期系统于 2001年 3月份投入使用。 该系统自使用以来, 运行正常, 基本达到了技术协议要求,实现了减人提效的目的,年节约 开支 516万元;集控系统的投运减少了启停车时间,年节约资金 18.92万元;先进的监测系 统

3、,能准确判断出事故地点和事故原因,减少事故处理时间,年减少损失 50.4万元,该系 统的投运取得了良好的经济效益。1 综合自动化系统介绍1.1 概况选煤厂综合自动化系统是根据局长建设高产、高效、高技术含量选煤厂的指示投入的 , 按照精简、优化、低投资、高效率的原则配置整个综合自动化系统。该系统分为控制系统、 工业电视系统、管理信息系统,包含三个网络:控制网络、工业电视网络和管理网络。控制 系统选用施耐得公司的 QUANTUM 系列 PLC ,在主厂房控制室、动筛车间控制室、装车控 制室、压滤车间控制室设立 CPU 站点,在主厂房配电室、动筛车间配电室、浓缩车间配电 室、原煤仓下配电室、产品仓上

4、 /下配电室设立远程 I/O分站,它与 CPU 站组成 RI/O网络, CPU 站之间组成 MB 网, CPU 与上位机组成以太网,现场 I/O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 32台摄象机和 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 调出某个摄象机的现场画面, 可将工业电视视频信号传输到 5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处理。 通过与控制网络互联, 动态显示选煤厂设备的运行状态, 与矿井管理网络连接,矿调度室可方便地查看选煤厂管理信息。1.2 控制范围及主

5、要控制环节原煤及地销煤系统:矿井箕斗仓下给煤机至动筛车间、 原煤仓上、 块精煤仓及地销装车 给煤机,参控设备 34台,电机 42台。浓缩压滤系统:从浓缩机底流泵、压滤车间到煤泥皮带机,受控设备 30台。装车系统:原煤仓下给煤机、 221皮带、装车仓下给煤机及装车设备,受控设备 40台。 水洗系统:入洗皮带至产品仓上设备,受控设备 50台。事故停车采用事故点设备至煤流源侧急停,事故点到煤流方向设备依次延时停车。 原煤系统以动筛跳汰机为中心实现质量控制单元自动; 。水洗系统以跳汰机为中心实现 质量控制单元自动化,浓缩机实现浓度控制单元自动化,各种运输设备实现综合自动化。 对主要的料位、液位、闸门位

6、置、翻板位置、浓度、流量、 40千瓦以上的电机电流、 溜槽堵塞实现实时在线检测,设定常值、超值报警。1.3 科学的二次回路控制原理选煤厂综合自动化系统二次控制回路原理与传统控制方式不同,减少了接线和中间环 节,提高了系统的可靠性;启车前, 控制室能清楚的知道设备主回路是否正常;停车按钮的 输入可在上位机里面方便地记录下故障设备的名称、故障类型、故障时间等内容; PLC 输 出与控制回路隔离,通过中间继电器驱动接触器线圈,提高了系统的可靠性,并延长了 I/O模块的使用年限;二期工程由于设备集中 /就地均由 PLC 驱动,对工艺流程控制的修改完全 由软件来完成, 无需变动硬接线,提高了系统的灵活性

7、; 二期工程中, 设备的工作状态由控 制室统一调度决定, 便于生产管理; 在启车预告过程中, 对已选择集中启车的设备,由停车 按钮完成禁起指令的发送,并在硬接线中封锁 PLC 出口,提高了系统的安全性;完善的皮 带综合保护系统为迅速查找故障提供了保证;安全转换开关为检修人员安全提供了保证。 1.4 灵活的控制方式:集控 /就地 /单起集控方式下 PLC 执行用户程序的全部控制功能; 就地方式下 PLC 仅执行数据采集和模 拟显示功能;单起方式下,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。1.5 实现功能本系统形成后, 可以取消各种岗位

8、工, 工人由操作工变为巡检工, 不参与设备的控制 (事 故状态除外 ,可实现如下功能: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 统运行的闭锁、过程参数的实时监测。2诊断功能,能快速正确地识别模块配置错误、模拟量超程、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,利用光纤将全厂 PLC 分站连成一个网络,各分站所采集的信息全汇 集到主厂房控制室,在上位机上显示,同时,也可将指令通过网络传至 PLC 分

9、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,启停车前可利用广播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 网络将图象传至矿井调度室, 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

10、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, 与其它计算机系统互联, 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 技术经济效益分析2.1 减少启停车时间,降低电耗为更好的应用岱庄矿选煤厂综合自动化系统, 根据现场开停车的需要, 通过不断完善调 整启停车程序, 最大限度的减少启停车时间, 对于单台小设备考虑同时启车, 缩短了启车时 间;详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,根据经验,现测 算如下:原煤系统设备总有功功率为 711.3KW ,按平均每

11、天启停车 3次,每次节省 20分钟,每 年为 300个工作日, 每度电为 0.45元, 则每年可节约电费 20×3×588.73×300×0.45/60=7.95万元;水洗系统设备总功率为 1169.35KW ,按平均每天启停车 3次,每次节省 20分钟,每年 为 300个工作日,每度电为 0.45元,负荷计算系数为 0.6,则每年节约电费 20×3×300×1169.35×0.6×0.45/60=9.47万元;装车系统设备总功率为 380.5KW ,按平均每天装一列火车,每次节省时间 30分钟,每 年为

12、 300个工作日, 每度电为 0.45元, 负荷计算系数为 0.6, 则每年节约电费 30×300×380.5×0.6×0.45/60=1.5万元;则每年可节约电费 18.92万元。2.2 先进的监测系统,减少事故处理时间该系统运行可靠,维修量小,其先进的监测系统, 在事故发生时, 能及时准确的找出事 故发生地点, 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, 按平均每月事故 处理减少 1小时计算,每年可节约 12小时,按 350吨 /小时计算,每年可减少损失 4200吨 原煤;按 120元 /吨计算,可减少损失资金 4200×120=50.4万元。2.3 减人提效由于全厂综合自动化系统的投运, 可大幅度减少岗位人员配置, 实现高产高效。 全厂人 员将从原计划的 412人减至 154 人,每人每年的消耗按 2万元考虑,每年可减少人员开支 516万元。2.4 增强管理效益集控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,对各种参数的检测,它产生的效益是多方面的、综合性的。生产信息管理系统投运后, 可显著提高选煤厂的现代化装备和管理水平, 实现工艺参数 动态管理, 降低设备事故率,使管理者准确指挥生产,减少决策失误,