摘要 随着选煤自动化水平的不断提高,可编程序控制器在选煤行业中的应用日渐增多.本文阐述了安居煤矿选煤厂控制系统的设备配置、功能设置和应用特点,实现生产集控、计算机监控、计算机管理信息、调度通讯、工业电视等控制系统方面的情况;显著的提高了企业的自动化水平和现代管理水平。
关键词 自动化；控制；配置；计算机
依据安居煤矿选煤厂的生产具有连续性强的特点，设备之间相互制约，为了满足要求，提高选煤厂全员效率，全厂工艺设备均由控制室操作员集中控制，对原煤准备系统，重介洗选系统煤流线上的设备，实行按程序自动集控控制方式，其它系统设备采用控制室远方手动控制方式。所有控制系统设备，均设就地控制方式，以满足单机调试、设备检修及现场紧急停车的需要。
1 控制主机选型及控制室布置
1.1 安居煤矿选煤厂生产控制系统分为三个：即原煤准备系统、重介洗选系统和煤泥水系统。控制主机选用SIEMENS公司S7-300 PLC系列产品。为了保证系统可靠性，控制主站和分站均采用 S7-300系列I/O模块。在受控设备较多的主厂房配电室设控制主站，在受控设备较少的筛分破碎车间配电室设控制分站，控制分站与主站之间，通过工业以太网进行通讯。上位机通过工业以太网交换机和PLC进行通讯。
1.2 监控系统的功能由上位监控专用控制器完成。上位监控专用控制器设两台。两台互为备用，用于生产监控系统的逻辑控制操作，取代了传统的多功能操作台。其中一台可作为工程师站，用于编程、修改参数、改变画面等操作。两台操作站选用24英寸彩色触控屏，取代传统的大型模拟屏。
1.3 在主洗车间设选煤厂集中控制室，集中控制室作为全厂生产调度、指挥中心，室内设有组合式操纵台，工业电视切换主机、监控计算机、打印机和调度电话操作键盘置于其上。控制室内还设有工业电视大屏幕显示墙。
2 控制系统设计原则和内容
安居煤矿选煤厂对所有煤流线上工艺设备实行集中/就地控制，并按照逆煤流方向起车，顺煤流方向停车的控制原则进行设计，包括设备的控制和主要工艺参数的监控管理等内容。
3 集中控制的功能
3.1 工程师站作为PLC的编程终端，对计算机生产监控子系统程序进行实时编制及修改；操作员站作为指令操作终端，所有控制指令的下达，如集中控制预告，系统启停，控制方式转换，系统的选择，单台设备的远方控制等均通过键盘或鼠标完成；并把各分站处理的各类生产数据，开关量（设备的运行、停止、故障信号、胶带输送机的保护信号等），模拟量（煤量、灰分、料位、液位等）集中管理，建立数据库，做为生产管理的数据来源。
3.2 在大屏幕彩色显示器上对选煤厂的工艺流程，全厂设备运行状态，入洗原煤量，精煤产率，液位，原煤准备、重介、浮选、浓缩压滤等主要系统画面；生产环节的实时数据和最终数据，故障信号等以填充、趋势曲线、旋转、闪烁、变色等多种形式进行实时动态显示。
3.3 集控有自动集控（按程序自动发信号、起停车）和手动集控（手动发信号、起停车）两种方式。手动集控方式可以按需要随时起、停任一台设备，对工艺参数进行设定和人工干预可调控参数。
3.4 系统设有起、停车预告声光信号、禁起和设备故障报警信号及紧急停车信号。自动集控、手动集控以不同频率的声光信号予以预告。具有设备禁止启动功能：在预告期间，监控系统上位机若接收到现场禁启信号，则禁止启动设备，并自动记录禁启设备号；否则按逆煤流顺序启车。
3.5 对采集的工艺参数进行处理，自动形成工艺参数的工况历史曲线，与控制指标所做出的报警线相比较，如遇“超限”则实时报警，及时调控有关参数。
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3.6 准确诊断故障地点、种类、时间、故障排除情况，故障种类包括监测设备短路、过载、漏电、离心机油压、胶带机跑偏、打滑、撕裂、溜槽堵塞等各种故障。
3.7 实现所有桶位、料位、液位、压力、密度的自动平衡控制监测。
3.8 完成主要参数自动采集、调节,并能动态浏览选煤厂主要设备运行状况，对各种报警自动进行记录。
4 自动化
4.1 重介悬浮液密度的自动调控。系统由检测装置（液位计、密度计）、调节控制装置（可编程序控制器、工业计算机）、执行元件（电动执行器、电动调节阀）构成。通过检测合格介质泵出口介质密度调节入口清水的添加量。上述调节在集中控制室内，通过可编程序控制器和工业计算机完成。
4.2对各污水泵选用排污泵自动控制装置来实现排污泵自动化。
5 检测、监控、计量、保护装置
5.1 检测计量
完成对入选原煤煤量、主要产品煤量、消耗的电、水量和主要煤仓及各种桶或水池的料液位等数据的采集、处理、显示、储存等监测内容。
5.2 安全保护装置
各种电器视情况设置过流、油压、油温等保护。对于大于30m的带式输送机设拉绳开关、跑偏开关、打滑开关、防堵开关。
6 通讯、监控及实时工况检测
6.1 生产及调度电话
选煤厂生产管理系统设生产调度电话系统，本方案选用128门数字程控交换机，抗噪电话20部，普通工业电话20部，对讲机20部。考虑到洗选车间工况的特殊性，在整个系统安设一套扩音广播系统，主机设在洗煤厂集控室，并与矿调度系统连接。
6.2 工业电视
选煤厂工业电视系统设计为多媒体工业电视系统。控制核心设在选煤厂集控调度室。控制中心包括微机控制系统，硬盘录像系统，主机和电视墙。设计选用32台数字（高清130万）彩色摄象机（防爆区域采用隔爆型）、55吋3x7DID拼接屏，并有随意矩阵分割功能。硬盘录像机要求方便查询、自动替换功能、存储时间不低于7天并，信号能与矿调度室连接。
6.3实时工况监测系统
根据当下智能手机的普及现状，要求技术方案能够将选煤厂关键过程数据和关键设备运行状态通过互联网的云服务，直接推送至有关领导的手机上，以方便生产监视和数据查询。
7 经济效益分析
安居煤矿选煤厂集中控制系统的建立，极大地提高了现场控制的自动化程度，现场岗位人员操作更加简便，进一步降低了职工的劳动强度，有利于机台各岗位由固定岗设置为巡查岗，人员结构得到进一步优化，人员配置数量进一步降低，极大地降低了洗煤人工成本。
8 结束语
随着工业以太网的发展，今后选煤厂计算机网络构架还可以进一步优化，这就提出了未来地研究课题和提高自动化水平地更高要求，一些先进的技术被应用到选煤厂控制系统中，使选煤厂集中控制系统更加趋于完善。
参考文献
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论文作者:徐姗姗1,钱洲2
论文发表刊物:《工程管理前沿》2019年第16期
论文发表时间:2019/10/17
标签：设备论文; 系统论文; 选煤厂论文; 控制系统论文; 工业电视论文; 控制室论文; 信号论文; 《工程管理前沿》2019年第16期论文;