煤礦洗煤廠自動(dòng)控制系統(tǒng)
一、系統(tǒng)概述:
煤炭洗選是利用煤和矸石的物理、化學(xué)性質(zhì)的差異，通過(guò)物理和表面化學(xué)方法將原煤中的可燃物和非可燃物（灰分）進(jìn)行分離，使洗遷產(chǎn)品中的灰分、硫分、水份盡可能降低，以滿足煤炭燃燒對(duì)大氣地面環(huán)境的污染控制要求，并加工成質(zhì)量均勻、用途不同的煤炭產(chǎn)品的一種加工技術(shù)。高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、安全、節(jié)能、省力，減少崗位人員，最終達(dá)到降低成本的目的，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率以獲取最大利潤(rùn)是今后煤炭企業(yè)在競(jìng)爭(zhēng)中生存的基礎(chǔ)，煤礦要發(fā)展、要生存，必須走安全、高產(chǎn)、高效、實(shí)現(xiàn)選煤自動(dòng)化之路，通過(guò)自動(dòng)化建設(shè)實(shí)現(xiàn)減員增效、降低成本，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，而選煤自動(dòng)控制系統(tǒng)是煤礦自動(dòng)化的一個(gè)重要組成部分。
隨著計(jì)算機(jī)控制技術(shù)及以微處理器為核心的可編程序控制器的普遍應(yīng)用，結(jié)合選煤系統(tǒng)的特點(diǎn)，在確保先進(jìn)性與可靠性的基礎(chǔ)上，采用PLC控制器龐大的軟硬件資源，對(duì)運(yùn)輸皮帶、給煤機(jī)、破碎機(jī)及振動(dòng)篩等原煤系統(tǒng)設(shè)備配備傳感器、保護(hù)裝置、擴(kuò)音、視頻等設(shè)備組成選煤自動(dòng)控制系統(tǒng)。該自動(dòng)控制系統(tǒng)可有效地保證生產(chǎn)設(shè)備的正常運(yùn)行，減少安全隱患，降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度，加快啟、停車進(jìn)程，縮短設(shè)備的空運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間，從而降低電能消耗及設(shè)備磨損，為選煤廠安全、高效生產(chǎn)奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
二、選煤工藝介紹:
洗煤廠的設(shè)計(jì)生產(chǎn)規(guī)模一般為1000萬(wàn)～20000萬(wàn)噸，與礦井原煤生產(chǎn)能力相適應(yīng)。
煤炭洗選可分為跳汰選煤、重介質(zhì)選煤和浮選選煤三種主要方式；
主要工藝組成部分：
?。?）原煤準(zhǔn)備：包括原煤的接受、儲(chǔ)存、破碎和篩分。
?。?）原煤的分選：主要分選工藝包括跳汰--浮選聯(lián)合流程；重介--浮選聯(lián)合流程；跳汰--重介--浮選聯(lián)合流程；塊煤重介--末煤重介旋流器分選流程；此外還有單跳汰和單重介流程。
（3）粉煤脫水：包括塊煤和末煤的脫水，浮選精煤脫水，煤泥脫水。
?。?）粉煤干燥：利用熱能對(duì)煤進(jìn)行干燥，一般在比較嚴(yán)寒的地區(qū)采用。
?。?）煤泥水處理。
（6）粉煤裝車。
按工藝要求劃分為與之相對(duì)應(yīng)的：原煤儲(chǔ)存、動(dòng)篩車間、主洗車間、濃縮壓濾車間、裝車系統(tǒng)等部分。
三、系統(tǒng)組成:
煤礦洗煤廠自動(dòng)控制系統(tǒng)是由五部分組成：地面監(jiān)控設(shè)備、傳輸信道、洗選監(jiān)控設(shè)備、及可選擴(kuò)音通訊、視頻監(jiān)控設(shè)備。系統(tǒng)組成框圖如下：
地面監(jiān)控設(shè)備：
上位監(jiān)控管理系統(tǒng)由計(jì)算機(jī)監(jiān)控管理站、集控調(diào)度控制臺(tái)、工業(yè)控制計(jì)算機(jī)、大屏幕工業(yè)控制顯示器等組成。監(jiān)控計(jì)算機(jī)安裝Windows操作系統(tǒng)和洗煤廠自動(dòng)控制系統(tǒng)組態(tài)軟件，系統(tǒng)完成原煤準(zhǔn)備、洗選、煤泥水處理設(shè)備的監(jiān)控和對(duì)裝車站設(shè)備的監(jiān)測(cè)，裝車站可設(shè)置計(jì)算機(jī)完成對(duì)裝車系統(tǒng)設(shè)備監(jiān)控。
組態(tài)軟件：選用主流組態(tài)軟件（西門子Wincc），工作于Window2000/XP平臺(tái)，完成所需的圖形監(jiān)控、動(dòng)態(tài)圖形顯示、歷史數(shù)據(jù)采集、狀態(tài)趨勢(shì)圖、自診斷、報(bào)警等諸多功能。
通過(guò)OPC、FTP等接口，將監(jiān)控主機(jī)的數(shù)據(jù)在局域網(wǎng)上傳輸?shù)狡渌块T，以共享監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。
傳輸信道：
地面調(diào)度中心站監(jiān)控主機(jī)至洗煤廠現(xiàn)場(chǎng)的數(shù)據(jù)傳輸信道基于千兆工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)平臺(tái)，利用單模普通光纜，通訊計(jì)算機(jī)與環(huán)網(wǎng)平臺(tái)間傳輸介質(zhì)采用光纜或阻燃信號(hào)電纜（帶雙絞功能）進(jìn)行傳輸。
PLC監(jiān)控柜之間的通訊采用礦用阻燃信號(hào)電纜或Profibus專用電纜傳輸，支持Profibus-DP總線協(xié)議；
接入PLC監(jiān)控柜的模擬量及開(kāi)關(guān)量信號(hào)采用傳感器信號(hào)電纜或礦用阻燃信號(hào)電纜；
控制設(shè)備起停等信號(hào)采用KVV或MKVV系列控制電纜；
洗選監(jiān)控設(shè)備：
PLC控制柜
整個(gè)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)原煤準(zhǔn)備、主廠房水洗、煤水處理等分系統(tǒng)，在每個(gè)分系統(tǒng)的PLC分站點(diǎn)設(shè)置PLC控制柜；柜內(nèi)安裝電源裝置、PLC分站、I/O模塊及隔離繼電器。設(shè)有后備交流電源凈化裝置，當(dāng)系統(tǒng)電網(wǎng)掉電后，柜內(nèi)設(shè)備保持正常工作，以保證系統(tǒng)工作可靠性和控制的連續(xù)性；接線端子均使用德國(guó)菲尼克斯端子。柜體尺寸為800×2000×600、前后單開(kāi)門。
為避免來(lái)自現(xiàn)場(chǎng)的干擾電壓竄入PLC系統(tǒng)損壞PLC的開(kāi)關(guān)量模塊，PLC的所有開(kāi)關(guān)量I/O與現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)采用進(jìn)口中間繼電器隔離，隔離繼電器有吸合指示、強(qiáng)制閉合功能，觸點(diǎn)容量不低于AC220V10A。模擬量信號(hào)也采用隔離器進(jìn)行隔離。
就地控制箱（按鈕箱）
現(xiàn)場(chǎng)控制箱的主要作用是提供靈活的控制功能，控制箱上有工作方式轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，當(dāng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)在“集控”位置時(shí)，該設(shè)備由集控系統(tǒng)控制，現(xiàn)場(chǎng)可以停車，但不可以開(kāi)車；當(dāng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)在“就地”位置時(shí)，該設(shè)備由崗位操作人員就地控制；當(dāng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)在“停止”位置時(shí)，就地和集控均無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)該設(shè)備的控制。此外，通過(guò)轉(zhuǎn)換工作方式，系統(tǒng)還能自動(dòng)產(chǎn)生禁起信號(hào)，使系統(tǒng)的安全性得到了保證。就地控制箱的防護(hù)等級(jí)不低于IP54。
傳感器
現(xiàn)場(chǎng)傳感器的配置待獲得選煤廠工藝設(shè)計(jì)資料后進(jìn)行，配置的傳感器主要用于檢測(cè)供電狀況、關(guān)鍵設(shè)備電流、過(guò)程參數(shù)（諸如壓力、溫度、倉(cāng)位、液位、密度、負(fù)壓、流量、灰份、開(kāi)度、轉(zhuǎn)速等）生產(chǎn)計(jì)量（如入洗量、外運(yùn)量、產(chǎn)品分類計(jì)量、用電量等）、皮帶保護(hù)（如堵煤、打滑、縱撕、拉繩、跑偏、煙霧等）。
