洗煤廠集控系統設計方案
一、 概述
選煤廠自動化控制系統的任務是完成各生產裝置的控制及閉鎖、洗選工藝自動調節以及資訊上傳和共享，是生產自動化和資訊化的重要部分。洗煤廠自動化控制系統按照安全、實用、可靠、先進、開放指導思想進行設計，吸收以往洗煤廠成功的經驗，選用先進的技術和裝置來保證整個系統安全可靠正常地執行。
傳統的洗煤廠集中控制系統一般採用邏輯元件實現集控，通過硬接線實現聯鎖。由於元件的特性不一，在生產過程中經常會出現燒毀元件的現象，對生產影響很大。若需要修改聯鎖關係時，必須改變櫃內的接線方式，靈活性不高。
由計算機實現的集中控制系統能對全廠裝置實現自動化管理，由操作員在集控室內直接控制裝置的起停及過程引數的調節。在上位機介面中能夠直觀地顯示各種裝置的起停狀態及故障狀態，便於操作員及時的掌握現場情況。
通過乙太網，可以將生產過程中的各種產品指數和過程引數傳送至排程室，從而使全礦能夠統一地安排人力資源及物力資源，實現安全、高效的生產。
選煤廠由於環境惡劣，對裝置及裝置的控制水平要求較高。一般情況下系統採plc+計算機+匯流排模組等組成工業控制網路，提高系統的管理水平。
二、 設計原則和依據
「先進、實用、經濟」為系統總體原則。選煤廠工藝為原煤重介—煤泥重介—浮選—濃縮壓濾—洗水閉路。建設工程要求配備的集中控制系統達到技術先進、自動化程度高、裝置執行可靠，最終實現技術先進、裝置效能安全可靠、配置合理、經濟，並確保裝置和人身安全、滿足系統實時性、開放性、互換性、可用性、易操作性、易維護性的要求，達到自動化程度高的現代化生產管理模式。
1、設計原則
1) 系統效能可靠、技術成熟、能長期、穩定、連續的執行。
2) 技術先進。
3) 設計、選型相容性及可擴充套件性。
4) 經濟、實用性。
2、設計規範
1) 《煤炭工業選煤廠設計規範》
2) 《選煤廠集控裝置選擇的技術規範》
3) 《煤炭工業排程資訊化總體規劃綱要》
4) 《「九五」期間煤炭工業電子資訊發展規劃綱要》
5) 《煤炭排程資訊化裝備》
6) 《選煤廠裝置流程圖》
7) 《選煤廠供配電系統圖》
三、 質量保證
我們向使用者承諾合同所提供的所有產品將嚴格執行iso9001質量體系程式，從技術設計、施工設計、元器件採購及檢驗、產品加工及檢驗、現場指導安裝、除錯等方面，嚴格進行產品質量控制，確保提供符合行業標準的優質產品，使產品效能完全滿足或超過合同及技術協議的要求。
1、安全可靠性
硬體：雙層隔離：模組與繼電器隔離，繼電器與現場隔離；操作保護：就地、集中手動、自動，互相閉鎖；雙電源熱備供電，互為備用，**自動切；通訊電纜雙路冗餘，自動檢測，**實時切換。
軟體：採用安全性、穩定性較高的執行平台；完善的系統自診斷功能；實時完成事故處理
2、系統性
配置：充分利用plc、計算機、網路、現場匯流排等技術和優勢，提高系統的效能/**比。
組態：採用先進、實用、可靠的技術（plc、計算機、網路、現場匯流排等技術）
四、 選煤廠工藝簡介
一般選煤廠生產系統根據洗選工藝可分為跳汰+浮選、重介+浮選、跳汰+重介+浮選等形式，具體可分為倉前（預備）系統、跳汰（水洗）系統、重介選矸系統、浮選系統、壓濾系統、配煤系統、迴圈水處理系統等。按照工藝要求可以分為以下幾個子系統（圖1、圖2）：
a) 原煤系統： 原煤倉中的原煤經過破碎機破碎後，通過皮帶、錨鏈等裝置將其送至跳汰機上面的緩衝倉。
b) 跳汰系統： 在跳汰機中經過風和水聯合作用，將原煤分為矸石、 中煤和粗精煤三種產品。
c) 重介系統： 在混料桶中將粗精煤和介質混合，通過控制介質密度， 將粗精煤分為精煤和中煤兩種產品。
d) 浮選系統： 從生產過程中產生的煤泥裡，**一部分精煤。
e) 運輸系統： 將精煤、中煤和矸石三種產品，通過皮帶、錨鏈等裝置送至各自的倉中。
圖1 選煤廠工藝流程圖1
圖2 選煤廠工藝流程圖2
1、篩分
用帶孔的篩面把顆粒大小不同的混合物料分成各種粒極的作業叫篩分。篩分所用的機器叫篩分機或者篩子。
在選煤廠中，篩分作業廣泛地用於原煤準備和處理上。按照篩分方式不同，分為乾法篩分和濕法篩分。
2、破碎
把大塊物料粉碎成小顆粒的過程叫做破碎。用於破碎的機器叫做破碎機。在選煤廠中破碎作業主要有以下要求：
1）適應入選顆粒的要求；精選機械所能處理的煤炭顆粒有一定的範圍度，超過這個範圍的大塊要經過破碎才能洗選。
2）有些煤快是煤與矸石夾雜而生的夾矸煤，為了從中選出精煤，需要破碎成更小的顆粒，使煤和矸煤分離
3）滿足使用者的顆粒要求，把選後的產品或煤快粉碎到一定的粒度
物料粉碎主要用機械方法，有壓碎、劈碎、折斷、擊碎、磨碎等幾種主要方式。
3、選煤
是利用與其它物質的不同物理、物理－化學性質，在選煤廠內用機械方法去處混在原煤中的雜質，把它分成不同質量、規格的產品，以適應不同有戶的需求。
按照選煤廠的位置與煤礦的關選煤廠可以分為：礦井選煤廠、群礦選煤廠、中心選煤廠和使用者選煤廠；我國現有的洗煤廠大多是礦井洗煤廠。現代化的洗煤廠是乙個由許多作業組成的連續機械加工過程。
4、跳汰選煤
在垂直脈動的介質中按顆粒密度差別進行選煤過程。跳汰選煤的介質是水或空氣，個別的也用懸浮液。選煤中以水力跳汰的最多。
跳汰機是利用跳汰分選原理將入選原料按密度大小分選為精煤、中煤和矸煤等產品裝置。
5、重介選煤
在密度大於1g/cm的介質中，按顆粒密度的的大小差異進行選煤，叫做重介質選煤或重介選煤。選煤所用的重介質有重液和重選浮液兩類。重介選煤的主要優點是分選效率高與其它選煤方法；入選力度範圍寬，分選機入料粒為1000-6mm，漩流器為80-0.
15mm生產控制易於自動化。重介選煤的缺點是生產工藝複雜，生產費用高，裝置磨損快，維修量大。
重介選煤一般都分級入選。分選塊煤一般在重力作用下用重介質分選機進行；分選沫煤在離心力作用下用重介質漩流器進行。
6、儲存
7、儲煤倉：
為調節產、運、銷之間產生的不平衡，保證礦井和運輸部門正常和均衡生產而設定的有一定容量的煤倉，接受生產成品煤炭，保證能順利出廠，進入最後的裝車階段。
8、裝車:包括裝車（船）、吊車和計量。
五、系統結構
1、 系統集控範圍
根據選煤廠工藝系統的特點及要求，全廠系統分為五個子系統：
（1） 原煤系統：包括受煤，篩分破碎至三產品重介質旋流器以前的輸送裝置。
（2） 重介分選系統：包括三產品旋流器以後的脫介篩、磁選機至產品堆放場以前的運輸裝置。重介分選系統又進一步分為原煤重介、煤泥重介兩個分選系統。
（3） 浮選系統：包括浮選入料幫浦及以後的礦漿預處理器、浮選機、精煤壓濾機、運輸等生產裝置。
（4） 濃縮、壓濾尾煤**系統：包括濃縮機、離心機、攪拌桶、幫浦、壓濾機及煤泥運輸等裝置。
（5） 產品儲運系統：包括給料機和帶式輸送機等裝置。
2、 系統硬體構成
1） 主要硬體裝置
上位機採用研華工控機610h，內裝高效能乙太網卡，便於系統間連線。下位機採用德國 siemens 公司 s7-300 系列可程式設計控制器，通過 profibus 網路組成分布式控制系統。上位機與下位機之間通過 siemens 公司的工業乙太網連線。
plc 控制櫃內裝可程式設計控制器與輸入、輸出繼電器，可以根據要求安裝於現場或集控室內。機旁操作箱可根據需要安裝於現場，便於檢修人員的操作。
2）系統硬體結構
整個系統（圖3、圖4、圖5）分為兩層。上層是控制層，由全廠生產集中控制系統和工藝引數閉環控制系統組成；下層為裝置層，即現場級儀表、感測器、執行元氣件等。
作為全廠生產集中控制系統和工藝引數閉環控制系統人機介面的監控計算機，通過下連plc，與密度自動控制系統、原煤系統、主洗系統、浮選系統、濃縮系統、壓濾系統、及其它輔助生產系統的plc站構成車間裝置層網路；該層採用了當今國際上應用最為廣泛的profibus匯流排技術。全廠監控系統全部由德國siemens公司的s7系列plc主機組成，構建了選煤廠自動化系統。全廠集控(含閉環)系統設定下列plc站：
圖3 集控系統整體結構
（1） 原煤準備系統plc站：設在原煤車間配電室，主要對給煤機、破碎機、膠帶運輸機除鐵器、分級篩、排汙幫浦等裝置進行監控及相關訊號的檢測；
（2） 重介分選控制系統plc站；設在主廠房配電室，設cpu主站，對工藝過程引數進行過程控制；
（3） 浮選系統plc站：設在浮選廠房配電室，設cpu主站，對工藝過程引數進行過程控制；
（4） 濃縮、尾煤壓濾系統plc站：設在尾煤車間配電室，主要對尾煤壓濾系統和相關的幫浦、皮帶、刮板進行監控；
（5） 壓濾系統統plc (含濃縮、事故沉澱池、清水幫浦房、油庫)系統plc站：設在濃縮車間配電室；
（6） 主廠房plc站：設在主廠房配電室,設cpu主站和擴充套件站。對主廠房的裝置進行監控及相關訊號的檢測。
（7） 產品儲運系統plc站：設在儲運廠房配電室。主要對皮帶等裝置控制和檢測。
上述plc主站、上位監控系統計算機監控管理站、資料採集站都通過乙太網或者光纖通訊，構成控制層網路。現場層則採用profi- bus匯流排。該匯流排系統由傳輸技術、通訊技術協議、通用行規和專用行規組成。
由於profibus擁有統一的通訊協議，並在此基礎上發展了不同的通用應用行規和專用應用行規,使得profibus可以廣泛地應用洗煤廠各個工藝段的現場裝置層。
3、 系統軟體構成
1）上位機軟體
上位機軟體採用非常成熟的工業組態軟體siemens 公司wincc系列軟體進行程式設計，介面美觀，組態靈活。
主要實現對現場裝置的自動啟、停控制；裝置的執行狀態監視和故障報警；工藝流程監視；過程引數實時、歷史曲線；過程引數資料庫查詢以及棒圖動畫顯示。通過兩台24」大螢幕液晶顯示器，利用變色、旋轉、曲線、**等形式反應和監視全廠的裝置執行狀態；利用填充、柱狀棒圖、曲線、**等形式反映全廠各工藝引數的變化、趨勢行進等情況。
根據實際情況和客戶要求可以實現系統配置畫面、系統工藝流程畫面、水洗系統監控畫面、浮選系統監控畫面、重介系統監控畫面、中煤系統監控畫面以及其他裝置工藝的監控畫面。方便、直觀的反映生產情況。
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選煤廠監控系統改造設計方案
一 現場狀況 我廠監控系統在經過一年多的使用和維護工作之後，現場存在一系列問題 如原煤監控系統畫面因訊號傳輸過程中，受變頻器頻率變化和動力線路而引起系統干擾，造成畫面效果差 無訊號等現象。主洗車間一些重要崗位不能監測到，給生產帶來隱患，一部分攝像機因位置不當而不能正常工作。儲運車間監控點不足 訊號不...
選煤廠安全
工業廠區 廠區車行道 行人路和救護線路應當平坦暢通，夜間應當有足夠的照明。在道路和軌道交叉處，必須有明顯和統一的交通標誌 訊號裝置或者落杆。生產所需的坑 井 壕 池必須設定固定蓋板或圍欄。在危險處必須設警示牌。夜間必須設定警告紅燈。建築物必須堅固安全。廠房結構應當無傾斜 裂紋 風化 下塌現象。作業場...