洗煤厂集中控制系统融合研究与应用

洗煤厂集中控制系统融合研究与应用

刘占 王树强

汶上义桥煤矿有限责任公司 272100

陕西中太能源投资有限公司 719109

摘要：洗煤厂在充分研究原煤筛分车间电气控制系统特点的基础上，对动筛车间的两个电气控制系统以北京华宇中选自控自动化控制为基础进行整体系统融合，实现集中控制操作系统简单、可靠，且能使原系统作为备用，实现了在集控室集中统一控制各设备，全自动化运行的目标。基于此，本篇文章对洗煤厂集中控制系统融合研究与应用进行研究，以供参考。

关键词：洗煤厂；集中控制系统；应用

引言

集中控制系统是洗煤厂机械设备启停控制的核心，通过集中控制系统不仅可实现洗煤厂内机械设备安装指定顺序进行开停，还可对所有洗煤设备运行状态、故障情况等进行监控，及时反馈设备出现的问题，从而降低设备故障率，缩短设备维修时间，以及降低劳动作业强度，大大提高了效率；集中控制系统是洗煤工艺系统的重要组成部分，使洗煤厂各个控制分支进行统一自动化控制，实现安全可靠、通信灵活、便于操作的自动化控制。

1项目技术基础情况

根据生产工艺过程分析控制要求及需要完成的动作（动作顺序、动作条件、必须的保护和联锁等）、操作方式（手动、自动、单起、单停）、浅槽系统及动筛车间设备进行规划融合后统称为原煤系统。依据洗煤厂主洗自动化控制系统平台，通过自主设计、编程把原煤系统与主洗系统进行二次融合，在同一个屏幕进行切换融合，重新组成原煤系统（浅槽及动筛系统）监控画面、主洗系统监控画面两套独立操作监控系统，可实现主洗系统、原煤系统之间的画面切换。根据系统控制要求确定PLCI/O接点，I/O开关量、输入、输出接点量123个，模拟量输入、输出接点36个。

2集控系统架构组成

1）设备层：设备层是整个控制系统的基础部分，它主要由控制元件、精密仪表、监控系统以及综合自动化子系统等部分组成。2）控制层：控制层是整个系统的核心，主要对设备运行工况、参数进行实时采集，然后根据洗煤工序对洗煤设备、仪表等进行自动化控制，同时将各个设备运行参数及时上传至信息层内。3）信息层：信息层主要是对所有洗煤设备进行远程监测，并进行控制指令下达，并对各类信息采集以及储存，从而便于操作人员后期查阅、调用等，属于人机交换层。

3洗煤厂集中控制系统融合研究

3.1组态画面功能设计

（1）可实现主洗系统、原煤系统之间的画面切换。（2）当运行主洗或原煤控制系统任一系统时，均可实现皮带报警、报警查询、密度控制之间的功能切换，同时可实现报警故障原因显示、历史故障记录查询、密度控制精度显示等功能。（3）当运行主洗或原煤控制系统任一系统时，均可实现集中控制、就地控制之间的功能切换，集中启车功能按照逆煤流方向依次顺序启动，集中停车为顺煤流方向依次顺序停车。当遇到紧急情况下，一键停止系统中所有运行中的设备。（4）可在监控画面迅速锁定设备故障点，并能即时显示故障原因和故障范围。（5）根据预先设定密度值，能即时监控密度数值画面，实时显示变化幅度上下值。（6）原煤系统、主洗系统均设有相同的集中、就地启动和停车功能键操作模式。（7）原煤系统、主洗系统均设置皮带保护报警功能，画面直观显示各类保护的报警原因。（8）主洗系统设有各煤种计量功能，根据皮带秤的瞬间称重量变化，实现数据实时传输。（9）集中控制状态下，设备之间根据工艺流程及煤流运输方向关系，启动和停车时采用联锁模式，当某一台设备出现急停时，上一级所有设备均可实现紧急停机。当检修或其它原因需解除集中开启停车时即可开启解锁功能。解锁后，可实现设备单独控制，互不影响。（10）开启设备前，系统启动现场声响警示并持续2min，方便现场作业人员做好设备运行前准备，实现安全启动。

3.2监控方案分析

根据洗煤厂各生产车间煤料运行情况及监控集中控制室的设置位置，厂区集中控制室与运煤系统各监控点的直线距离最远不超过350m，针对这一情况确定监控系统安装方案为：以太网传输方式要求各监控点的光纤设备提供以太网接口，以便于监控点的图像经Gloview网络视频服务器通过以太网接口上传至监控中心。该方案运行较为稳定，设备日常维护量小。采用大华DAHUA高清（400万像素）超宽动态红外（H.265）网络摄像机进行视频信号的采集；当信号通过网线路传统至交换机后，选用光纤将信号传输至集中控制室的32路监控主机上，再将32路监控图像进行编排后在在大屏上进行图像显示，接入的图像拼接控制器的视频信号可以进行任意编排，并进行相应显示。采用46寸DID工业级液晶显示器拼接大屏，该产品是针对拼接视频墙而研发的超窄边拼接监视器，具有较好的散热功能和图像清晰稳定功能。

3.3PLC集控系统控制方式

系统的主要目的是将洗煤自动控制、洗煤过程参数监测和生产管理三者相结合，从而实现洗煤的综合一体化集中监控。采用PLC集中控制系统，主要利用布置在操控室内计算机对整个洗选设备进行控制，采用上位机对洗煤厂各类设备运行信息进行收集，具有灵敏度高、设备集中利用率高以及精度高等优点；但是由于集中控制方式主要利用计算机进行控制，在控制过程中一旦计算机出现故障，整个控制系统将瘫痪，影响着洗煤施工；计算机中利用专用组态软件进行控制，软件维护成本费用高；同时采用集中控制时，需采用无数条电缆、信号线将洗煤设备连接一起，电缆布设繁琐且布设区域广，一旦电缆或信号线出现破损时，维修难度大，成本费用高，不利于洗煤厂进行自动化的联网。分布控制方式1）PLC分布控制方式主要通过集散型计算机控制系统实现的，从而对洗煤厂洗煤系统控制，分布式控制时数据收集、分析等利用上位机中编程控制器进行处理；利用上位机对各个PLC分站进行控制，从而控制整个洗煤系统；而各类信息反馈主要利用设备稳定运行实现的，将反馈信息上传至PLC控制柜内。2）分布控制方式主要分为一级、二级、三级三个等级，其中一级属于集中控制方式，操控人员通过显示器中图像显示，直观掌握洗煤设备运行情况；二级主要利用PLC对整个系统进行控制，并与上位机及监控分站进行联系；三级为输出入智能分站，主要由通讯模块、输入输出模块、通讯接口、无线网络等部分组成，主要实现PLC控制柜与洗煤设备通讯连接。集控室内设置的上位机用于远程参数监测及控制指令的下达，上位机与各下位机ＰＬＣ通过工业以太网实现通讯，并在现场设置相应交换机从而提高通讯信号的传输距离并降低信号的衰减及干扰影响。

结束语

根据实际需求进行的浅槽系统、动筛原煤控制系统与主洗集中控制系统三方融合研究，以主洗自动化控制系统平台为依托，优化了系统控制单元，实现了原煤系统与主洗系统在同一操作画面下自由切换控制，亦可单独控制，互不干扰，经单机、联机试运转运行安全可靠，操作方便。经过生产运行的实践证明，该系统融合研究创新性强、投资小、实用性强，直接经济效益、环境效益和社会效益和谐统一，具有推广应用价值。

参考文献

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