選煤廠配電及集控系統(tǒng)探討

張揚(yáng)揚(yáng)

摘 要：從用戶角度對(duì)選煤廠供配電及集控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和建設(shè)提出建議，對(duì)強(qiáng)電及弱電系統(tǒng)從設(shè)計(jì)源頭抓起，考慮實(shí)際使用需要，方便后期維護(hù)管理。

關(guān)鍵詞：供配電；信息化；集控；自動(dòng)化

依據(jù)選煤廠設(shè)計(jì)規(guī)范，對(duì)整個(gè)選煤廠的供電、配電、照明、防雷和接地、控制、自動(dòng)化、通信等的設(shè)計(jì)和建設(shè)都進(jìn)行了規(guī)范，但這些也只是在設(shè)計(jì)高度上對(duì)選煤廠建設(shè)所規(guī)定的框架，具體細(xì)化各項(xiàng)目因地制宜進(jìn)行考慮，本文僅從實(shí)際使用角度對(duì)選煤廠供配電及PLC集控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和建設(shè)提出一些建議，以供參考。

1 選煤廠供配電系統(tǒng)

選煤廠中變壓器最好采用干式變壓器，方便生產(chǎn)運(yùn)行期間檢查及檢修；中心選煤廠設(shè)置高壓變配電所，礦井選煤廠高壓電可引自礦井變配電所，然后作為各配電室雙回供電電源；雙回路供電即可保證選煤廠用電安全，可提高供用電靈活性。

作為選煤廠供配電的主體，380V配電柜供電電流最大，設(shè)備啟停次數(shù)多，維修頻率最高，出現(xiàn)問題最多，設(shè)計(jì)時(shí)除受到場(chǎng)地限制，應(yīng)盡量避免采用GCK、GCS、MNS系列抽屜式配電柜，抽屜式配電柜在后期使用過程中優(yōu)點(diǎn)是出現(xiàn)故障后更換方便，節(jié)約故障處理時(shí)間，但缺點(diǎn)是故障檢查是需要將抽屜抽出，在此過程中抽屜已經(jīng)斷電，給元器件檢查帶來很大不便，考慮到電氣故障一般處理時(shí)間較短，同時(shí)選煤廠工藝流程中煤倉(cāng)的存在使得對(duì)故障處理時(shí)間要求不是很嚴(yán)格，所以選煤廠最好配套采用GGD系列開關(guān)柜，方便后期檢修和配電柜除塵工作，充分發(fā)揮GGD柜機(jī)構(gòu)合理、維護(hù)方便、防護(hù)性能好、分?jǐn)嗄芰Ω?、容量大、?dòng)穩(wěn)定性強(qiáng)、電氣方案適用性廣的優(yōu)點(diǎn)；GGD柜缺點(diǎn)是回路少，占地面積大，不能與計(jì)算機(jī)聯(lián)絡(luò)等，但在場(chǎng)地及資金允許的條件下，可適當(dāng)增加備用回路進(jìn)行彌補(bǔ)，且隨著現(xiàn)代設(shè)備集控技術(shù)的發(fā)展，GGD柜已經(jīng)完美適用于集控系統(tǒng)，特別是對(duì)于選煤廠技術(shù)更新的集控改造工程更是優(yōu)勢(shì)明顯。

2 PLC集中控制系統(tǒng)

目前，隨著選煤工藝設(shè)備的不斷革新和自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，PLC集中控制技術(shù)已經(jīng)在各類工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)得到廣泛的應(yīng)用，特別是中大型選煤廠煤流設(shè)備多，工藝流程復(fù)雜，設(shè)備及工藝參數(shù)的PLC集中控制已經(jīng)普及，配套合適的上位機(jī)組態(tài)軟件，大大提高了選煤廠設(shè)備控制的自動(dòng)化程度和工藝參數(shù)調(diào)節(jié)準(zhǔn)確性。

選煤廠原煤準(zhǔn)備、洗煤、儲(chǔ)裝運(yùn)三大核心生產(chǎn)車間，每一生產(chǎn)車間功能相對(duì)獨(dú)立，其車間設(shè)備的控制及參數(shù)調(diào)節(jié)應(yīng)自成體系，配電系統(tǒng)互相有一點(diǎn)的獨(dú)立性，目的是防止某一車間工藝設(shè)備及配電系統(tǒng)的停電檢修給其他車間的正常運(yùn)行帶來不利影響，所以各配電室設(shè)備啟停都應(yīng)有獨(dú)立的帶有CPU的PLC來進(jìn)行控制。

對(duì)于原煤準(zhǔn)備系統(tǒng)，中心選煤廠和礦區(qū)選煤廠是有所區(qū)別的。礦區(qū)選煤廠的原煤準(zhǔn)備系統(tǒng)的運(yùn)行可靠性將直接影響礦井提升運(yùn)行，對(duì)煤礦正常生產(chǎn)影響很大，所以在其設(shè)備集中控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)及改造時(shí)應(yīng)考慮控制冗余，以提升運(yùn)行可靠性，以設(shè)備PLC集中控制與設(shè)備故障就地控制互為冗余，就地控制不通過PLC，這樣就可以在PLC系統(tǒng)運(yùn)行出現(xiàn)故障時(shí)采用就地控制，減少對(duì)礦井提升影響時(shí)間。不管是一條、兩條或多條原煤準(zhǔn)備工藝流程，每條具備獨(dú)立功能的工藝流程都應(yīng)設(shè)置單獨(dú)配電室及集控PLC，每個(gè)配電室的集中控制設(shè)備都應(yīng)配置獨(dú)立CPU，以實(shí)現(xiàn)控制邏輯就地存儲(chǔ)，減少多流程間的故障干擾。平級(jí)CPU間實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通信互聯(lián)，實(shí)現(xiàn)一套上位機(jī)對(duì)多條原煤流程的控制，考慮系統(tǒng)運(yùn)行安全，應(yīng)至少設(shè)置一套冗余上位機(jī)。

選煤車間參控設(shè)備及調(diào)節(jié)參數(shù)較多，工藝流程復(fù)雜，特別是密度調(diào)節(jié)，重介質(zhì)懸浮液的調(diào)配精度直接影響精煤產(chǎn)品質(zhì)量，必須實(shí)現(xiàn)密度控制自動(dòng)化。選煤車間的密度控制通常與設(shè)備啟?？刂普显谕慌_(tái)套PLC中，上位機(jī)操作亦合并為一，也可考慮選煤廠的實(shí)際情況將密度控制單獨(dú)分開設(shè)置。以西門子300PLC為例，通常采用PLC自帶PID控制單元來實(shí)現(xiàn)對(duì)重介懸浮液的密度檢測(cè)和調(diào)節(jié)補(bǔ)加水動(dòng)作，相應(yīng)PID參數(shù)可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況進(jìn)行微調(diào)，以縮短調(diào)節(jié)反應(yīng)時(shí)間，提高靈敏度，此參數(shù)一經(jīng)整定，不可隨意更改；選煤車間設(shè)備較多，形式多樣，一般設(shè)置一套帶CPU的PLC主站，多套設(shè)置于配電室的通過DP總線通信的分站，程序存儲(chǔ)于主站CPU中，分站一般不保存程序。選煤車間現(xiàn)場(chǎng)一般設(shè)備控制箱最好采用按鈕盒形式，防銹且簡(jiǎn)單；控制復(fù)雜設(shè)備的現(xiàn)場(chǎng)控制箱位于潮濕場(chǎng)所最好采用不銹鋼外殼，防止生銹失效。選煤車間衛(wèi)生工作量大，用水沖洗設(shè)備、墻壁、地面較多，車間內(nèi)部所有易受水侵害的控制箱、控制柜、按鈕盒應(yīng)做好防水措施，所有電器設(shè)備進(jìn)出線應(yīng)做好防水封堵措施。

全廠集控系統(tǒng)的配置架構(gòu)在很大程度上影響各車間設(shè)備能否正常運(yùn)行，通?？稍谠簻?zhǔn)備車間、洗煤車間、儲(chǔ)運(yùn)車間等各車間之間設(shè)置光纖通信環(huán)網(wǎng)，以滿足通信的穩(wěn)定可靠要求，各個(gè)PLC之間的聯(lián)系通信可通過網(wǎng)絡(luò)模塊配合交換機(jī)實(shí)現(xiàn)，這樣系統(tǒng)后期擴(kuò)展較容易；交換機(jī)應(yīng)選用大品牌、高速交換機(jī)，否則可能會(huì)出現(xiàn)不期望的數(shù)據(jù)通信擁塞、丟包現(xiàn)象，造成信號(hào)失真；選煤廠全廠可以設(shè)置一處調(diào)度室，配置兩臺(tái)集控上位機(jī)，一用一備，整合原煤、洗煤、儲(chǔ)運(yùn)等所有參控設(shè)備，實(shí)現(xiàn)對(duì)所有設(shè)備的上位機(jī)集中控制；礦區(qū)型選煤廠也可根據(jù)礦井需要將原煤準(zhǔn)備系統(tǒng)單獨(dú)設(shè)置調(diào)度室，同樣密度控制系統(tǒng)也可根據(jù)實(shí)際需要單獨(dú)設(shè)立密控室，趨勢(shì)上應(yīng)該采用第一種方案比較合理，符合高產(chǎn)高效選煤廠的要求。集控系統(tǒng)應(yīng)自成體系，防止與其他網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)連接，否則有可能遭遇病毒攻擊，造成系統(tǒng)癱瘓，如果存在不可避免的外在聯(lián)系，應(yīng)在系統(tǒng)間設(shè)置硬件防火墻。

無論是對(duì)選煤廠配電系統(tǒng)還是集中控制系統(tǒng)的施工中，抑或是對(duì)選煤廠的后期改造過程中，都應(yīng)對(duì)所有線路、接頭及端子做出明顯且永久的詳細(xì)標(biāo)記，電纜按規(guī)定掛標(biāo)牌，特別是在選煤廠改造過程中，這是以往我們很容易忽視掉的一個(gè)小問題，其實(shí)這恰恰是一個(gè)很大的隱患，會(huì)對(duì)以后的檢修帶來很大的麻煩，應(yīng)該引起足夠重視。如何構(gòu)建一個(gè)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、穩(wěn)定可靠、控制靈活的選煤廠配電及集控系統(tǒng)，是我們?cè)趯?shí)際工作中一直在思考的問題，一套設(shè)計(jì)合理、改造得當(dāng)?shù)倪x煤廠配電及集控系統(tǒng)，應(yīng)該是考慮實(shí)際生產(chǎn)及檢修需要的，更應(yīng)該是立足當(dāng)前、考慮長(zhǎng)遠(yuǎn)的，系統(tǒng)具有很好的擴(kuò)展性及兼容性、安全性和較低的故障率，過于花哨和復(fù)雜的系統(tǒng)特別是頻繁改造的選煤廠，將會(huì)給后期正常可靠運(yùn)行埋下隱患的種子，我們更加期待的是一個(gè)簡(jiǎn)單且高效的現(xiàn)代化選煤廠。

參考文獻(xiàn)：

[1]GB 50359-2005.煤炭工業(yè)選煤廠設(shè)計(jì)規(guī)范[S].