集中自動(dòng)化控制系統(tǒng)在選煤廠的應(yīng)用

【摘 要】目前，現(xiàn)代化的大型選煤廠通過(guò)吸引先進(jìn)的自動(dòng)化洗選設(shè)備，不但給設(shè)備的運(yùn)行提高了可靠性，還給集中自動(dòng)化控制的應(yīng)用提供了硬件的保證。并且，集中自動(dòng)化控制系統(tǒng)在選煤廠的應(yīng)用中大大的提高了設(shè)備效率而且節(jié)省了人員效率，實(shí)現(xiàn)了真正意義上的高效高產(chǎn)。

【關(guān)鍵詞】自動(dòng)化；高效；選煤廠

近幾年來(lái)，集中自動(dòng)化控制系統(tǒng)的推廣與應(yīng)用是在國(guó)內(nèi)現(xiàn)代化大型選煤廠的特點(diǎn)。因?yàn)樗粌H降低生產(chǎn)成本、改善操作工人的勞動(dòng)條件以及減少人員的編制，而且還減少事故處理的時(shí)間和提高回收率。所以，集中自動(dòng)化控制系統(tǒng)對(duì)提高經(jīng)濟(jì)效益和競(jìng)爭(zhēng)力都具有重要的意義。

一、系統(tǒng)的構(gòu)成

自動(dòng)化控制系統(tǒng)分為集中控制系統(tǒng)、工業(yè)電視系統(tǒng)、單機(jī)自動(dòng)化與閉環(huán)控制系統(tǒng)和調(diào)度電話系統(tǒng)、檢測(cè)、計(jì)量以及計(jì)算機(jī)信息管理系統(tǒng)幾部分組成。如圖1所示[1]，總體網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)大致分為3層，即管理層和控制層以及設(shè)備層。

1、第一層---管理層

管理層是由信息管理系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)和生產(chǎn)與辦公自動(dòng)化系統(tǒng)構(gòu)成的，它負(fù)責(zé)對(duì)生產(chǎn)和經(jīng)營(yíng)進(jìn)行綜合的調(diào)度和管理。該系統(tǒng)基于工業(yè)以太網(wǎng)，采用客戶機(jī)/服務(wù)器(TCP/IP)協(xié)議的體系結(jié)構(gòu)。（1）調(diào)度生產(chǎn)管理：主要負(fù)責(zé)記錄調(diào)度生產(chǎn)的原始數(shù)據(jù)，使之自動(dòng)生成生產(chǎn)日?qǐng)?bào)和調(diào)度日志，為后續(xù)的生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)環(huán)節(jié)提供原有的數(shù)據(jù)[2]。（2）生產(chǎn)技術(shù)管理：主要完成對(duì)重介設(shè)備分選效果的評(píng)定，并負(fù)責(zé)繪制粒度特性曲線和可選性曲線以方便進(jìn)行煤質(zhì)資料的整理，對(duì)分選指標(biāo)進(jìn)行優(yōu)化和預(yù)測(cè)。（3）供運(yùn)煤生產(chǎn)管理：對(duì)供煤系統(tǒng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)采集，并動(dòng)態(tài)生成各期的供煤質(zhì)量和熟練的報(bào)表。（4）煤質(zhì)化驗(yàn)管理：完成日常生產(chǎn)和對(duì)原煤質(zhì)質(zhì)檢的采集，并根據(jù)所采集的數(shù)據(jù)自動(dòng)生成用戶所需要的化驗(yàn)報(bào)表。完成生產(chǎn)大樣的篩分浮沉實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的計(jì)算和整理并打印和輸出。（5）物資供應(yīng)管理：主要對(duì)物資的領(lǐng)取、入庫(kù)以及申報(bào)等考核指標(biāo)進(jìn)行管理。（6）在線監(jiān)控管理：通過(guò)和監(jiān)控系統(tǒng)的聯(lián)網(wǎng)，隨時(shí)將數(shù)據(jù)傳送到管理系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器，在其他計(jì)算機(jī)訪問(wèn)管理系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器時(shí)能看到數(shù)據(jù)，并在線對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行更新，方便指導(dǎo)生產(chǎn)。

2、第二層---控制層

控制層由PLC以及工業(yè)控制計(jì)算機(jī)組成，通過(guò)對(duì)控制策略的實(shí)現(xiàn)和對(duì)生產(chǎn)過(guò)程的監(jiān)視等建立一條貫穿于選煤廠的高速以太網(wǎng)，并將各子系統(tǒng)的主機(jī)作為工業(yè)控制環(huán)網(wǎng)的一個(gè)節(jié)點(diǎn)，現(xiàn)場(chǎng)的所有子系統(tǒng)都作為環(huán)網(wǎng)的一個(gè)節(jié)點(diǎn)[3]。通過(guò)DDE和OPC以及FTP文件上傳等軟件接口完成對(duì)子系統(tǒng)的信息整合，以達(dá)到與生產(chǎn)相關(guān)的環(huán)節(jié)都在監(jiān)控范圍內(nèi)并實(shí)現(xiàn)與上層信息層的信息交換。作為選煤廠集中控制系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)，它采用了工業(yè)等級(jí)的計(jì)算機(jī)通過(guò)千兆以太網(wǎng)對(duì)全廠的信息進(jìn)行管理。選煤廠集控系統(tǒng)設(shè)置以下PLC站：（1）裝車PLC站：它設(shè)置在裝車配電室，主要設(shè)擴(kuò)展站和CPU站。對(duì)裝車倉(cāng)以及產(chǎn)品倉(cāng)下給皮帶監(jiān)控和產(chǎn)品倉(cāng)的監(jiān)控。（2）主廠房PLC站：設(shè)置在主廠房的配電室，主要設(shè)CPU的擴(kuò)展站和主站，并對(duì)主廠房的信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)和對(duì)設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控。（3）濃縮系統(tǒng)PLC站：它設(shè)置在濃縮車間的配電室，設(shè)置成RIO的遠(yuǎn)程，對(duì)濃縮機(jī)和流泵進(jìn)行檢測(cè)。（4）合格泵調(diào)速控制柜分站：設(shè)立CPU擴(kuò)展站和主站，對(duì)網(wǎng)絡(luò)和主廠房以及MB主站通訊。

3、第三層---設(shè)備層

設(shè)備層包括所需要的各種執(zhí)行機(jī)構(gòu)和傳感器等等，主要采用現(xiàn)場(chǎng)總線的方式，將傳感器和變送器的顯示屏和開關(guān)等操作終端與PLC等進(jìn)行連接，以達(dá)到穩(wěn)定和快速對(duì)控制層實(shí)施交換數(shù)據(jù)。

二、技術(shù)達(dá)到的效果分析

（1）先進(jìn)的監(jiān)控系統(tǒng)，減少處理事故的時(shí)間：因?yàn)榇讼到y(tǒng)采用先進(jìn)的檢測(cè)系統(tǒng)，其維修量小和系統(tǒng)可靠，在事故發(fā)生的時(shí)候能準(zhǔn)確及時(shí)的找到事故發(fā)生的原因，這樣就可以方便技術(shù)人員采取相應(yīng)的措施進(jìn)行故障的處理。這樣算下來(lái)，如果平均每個(gè)月都減少處理故障一個(gè)小時(shí)算，每年節(jié)約了12個(gè)小時(shí)，按一小時(shí)3600噸計(jì)算，每年可以減少43200噸；按125元一噸計(jì)算，可以減少經(jīng)濟(jì)損失4300×125=137萬(wàn)元。（2）增強(qiáng)管理效益：集中控制系統(tǒng)是選煤廠的自動(dòng)化核心，是實(shí)現(xiàn)各種自動(dòng)化的基礎(chǔ)，它負(fù)責(zé)對(duì)各種參數(shù)進(jìn)行檢測(cè)和對(duì)各種生產(chǎn)設(shè)備警醒控制，它所達(dá)到的效果是多方面的。在生產(chǎn)信息化系統(tǒng)運(yùn)行后，選煤廠的生產(chǎn)事故和動(dòng)態(tài)管理水平都有了顯著的提升，減少了決策失誤，達(dá)到了經(jīng)濟(jì)效益的目的。（3）減少啟停車時(shí)間，降低耗電：選煤廠為了更好的應(yīng)用集中自動(dòng)化控制系統(tǒng)，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)啟停車的需要，通過(guò)一系列的不斷完善最大限度的減少啟停車的時(shí)間，從而減低了耗電，現(xiàn)有數(shù)據(jù)如下：旁路系統(tǒng)設(shè)備總有功率為2839KW，按平均每天啟停車3次來(lái)計(jì)算，每次節(jié)省15分鐘，每年是350個(gè)工作日，每度電是0.33元，每年就可以節(jié)省的電費(fèi)為：15×3×2839×0.6×300×0.33/60=12.64萬(wàn)元；外來(lái)煤系統(tǒng)設(shè)備的功率是976KW，按平均每天啟停三次計(jì)算每年是300個(gè)工作日則每年節(jié)省的電費(fèi)為：15×3×300×976×0．6×0．33／60=4．35萬(wàn)元[4]；水洗系統(tǒng)的設(shè)備總功率是6800KW，啟停車時(shí)間3次，每次節(jié)省15分鐘，按300個(gè)工作日來(lái)計(jì)算，一度電是0.33元，負(fù)荷系數(shù)是0.6，那么，每年節(jié)省的電費(fèi)是：15×3×300×6800×0.6×0.33/60=30.29萬(wàn)元；（4）全廠人員從80人減到了45人，每人每年的消耗按3.6萬(wàn)元計(jì)算，每年就可以減少人員開支162萬(wàn)元。選煤廠應(yīng)用集中控制系統(tǒng)后，大大的減少了人員的使用，真正實(shí)現(xiàn)了高效高產(chǎn)。

三、結(jié)束語(yǔ)

選煤廠自實(shí)施集中自動(dòng)化控制系統(tǒng)以來(lái)，無(wú)論是管理水平還是生產(chǎn)水平都有了顯著的提高，全廠主要生產(chǎn)設(shè)備一目了然，真正實(shí)現(xiàn)了工藝參數(shù)動(dòng)態(tài)管理的方式，降低了設(shè)備事故率的發(fā)生，使管理者準(zhǔn)確指揮生產(chǎn)，減少?zèng)Q策的失誤，從而達(dá)到提高經(jīng)濟(jì)效益的目的。

參考文獻(xiàn)

[1]鄧和平，李中明.廖彥久.KINGVIEW控制系統(tǒng)在選煤企業(yè)中的應(yīng)用[J]煤礦機(jī)械 2009(11)

[2]戶保剛，許德平.選煤廠集中控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)[J].選煤技術(shù)，2005(2)：31-33．

[3]瞿幣江，郝文玉．選煤[J].計(jì)算機(jī)信息管理系統(tǒng)的開發(fā)應(yīng)用唧露天采煤技術(shù).200l(3):48-50．

[4]鄒超群，楊萬(wàn)生，周榮遷.基于FIX和PLC的SCADA系統(tǒng)在水處理控制系統(tǒng)中的應(yīng)用[J]華北電力技術(shù)，2002(10)