Modicon TSX Quantum系統(tǒng)在岱莊煤礦選煤廠的應(yīng)用
2008/9/18 0:00:00
摘 要 由于具備高性能的處理器，施耐德電氣的Modicon Quantum自動(dòng)化平臺為半連續(xù)過程的控制及高可用性提供了最優(yōu)的選擇，Quantum平臺不僅集成了豐富的通訊功能和診斷功能，還提供了內(nèi)存柔性以及靈活開放的數(shù)據(jù)存儲功能，同時(shí)，其處理器的強(qiáng)大功能也保證了最佳的循環(huán)時(shí)間。本文介紹了該系統(tǒng)在岱莊煤礦選煤廠自動(dòng)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用。充分體現(xiàn)了該系統(tǒng)能夠滿足選煤廠自動(dòng)控制行業(yè)的需求。
關(guān)鍵詞 綜合自動(dòng)化；控制系統(tǒng)；選煤廠；Modicon TSX Quantum系統(tǒng)
0 引言
淄礦集團(tuán)岱莊礦選煤廠是一座設(shè)計(jì)年處理能力150萬噸的現(xiàn)代化礦井型選煤廠，實(shí)際能力達(dá)到300萬噸。主要承擔(dān)入洗岱莊礦井原煤，入洗煤種為氣煤,洗煤產(chǎn)品主要為優(yōu)質(zhì)動(dòng)力煤和煉焦配煤。洗煤工藝為+40mm采用動(dòng)篩排矸，-40mm采用跳汰－－-浮選聯(lián)合流程。動(dòng)篩排矸系統(tǒng)引進(jìn)德國威達(dá)格.洪堡特KHD公司生產(chǎn)的動(dòng)篩跳汰機(jī)，該機(jī)性能可靠，分選效果優(yōu)良，實(shí)現(xiàn)了單機(jī)自動(dòng)化。水洗系統(tǒng)洗煤機(jī)和浮選機(jī)分別選用煤科總院唐山分院研制的自動(dòng)化程度較高的SKT96型跳汰機(jī)和XJQM-14（4）型浮選機(jī)。
岱莊礦選煤廠采用先進(jìn)的綜合自動(dòng)化系統(tǒng)，按照精簡、優(yōu)化、低投資、高效率的原則配置整個(gè)綜合自動(dòng)化系統(tǒng)。該系統(tǒng)由具有豐富現(xiàn)場經(jīng)驗(yàn)的平頂山中選自控系統(tǒng)有限公司進(jìn)行設(shè)計(jì)施工，在全國選煤行業(yè)處于領(lǐng)先水平。
該系統(tǒng)分為控制系統(tǒng)、工業(yè)電視系統(tǒng)、管理信息系統(tǒng)，包含三個(gè)網(wǎng)絡(luò)：控制網(wǎng)絡(luò)、工業(yè)電視網(wǎng)絡(luò)和管理網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)三網(wǎng)合一。控制系統(tǒng)選用施耐得公司的QUANTUM系列PLC，系統(tǒng)主要功能實(shí)現(xiàn)動(dòng)篩車間、洗煤車間、壓濾車間、裝車站設(shè)備的自動(dòng)控制，由一個(gè)主控室、三個(gè)副控室組成，并形成控制網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)對全廠設(shè)備的監(jiān)控。
1 控制系統(tǒng)介紹
1.1概況
控制系統(tǒng)在主廠房控制室、動(dòng)篩車間控制室、裝車控制室、壓濾車間控制室設(shè)立CPU站點(diǎn)，在主廠房配電室、動(dòng)篩車間配電室、濃縮車間配電室、原煤倉下配電室、產(chǎn)品倉上/下配電室設(shè)立遠(yuǎn)程I/O分站，它與CPU站組成RI/O網(wǎng)絡(luò)，CPU站之間組成MB+網(wǎng)，CPU與上位機(jī)組成以太網(wǎng)，現(xiàn)場I/O負(fù)責(zé)設(shè)備的啟停和生產(chǎn)信息的采集，CPU負(fù)責(zé)邏輯運(yùn)算和信息的處理，上位機(jī)負(fù)責(zé)設(shè)備狀態(tài)的監(jiān)控和操作。
1.2控制范圍及主要控制環(huán)節(jié)
1）原煤及地銷煤系統(tǒng)：礦井箕斗倉下給煤機(jī)至動(dòng)篩車間、原煤倉上、塊精煤倉及地銷裝車給煤機(jī)，參控設(shè)備34臺，電機(jī)42臺。
2）濃縮壓濾系統(tǒng)：從濃縮機(jī)底流泵、壓濾車間到煤泥皮帶機(jī)，受控設(shè)備30臺。
3）裝車系統(tǒng)：原煤倉下給煤機(jī)、221皮帶、裝車倉下給煤機(jī)及裝車設(shè)備，受控設(shè)備40臺。
4）水洗系統(tǒng)：入洗皮帶至產(chǎn)品倉上設(shè)備，受控設(shè)備50臺。
5）事故停車采用事故點(diǎn)設(shè)備至煤流源側(cè)急停，事故點(diǎn)到煤流方向設(shè)備依次延時(shí)停車。
6）原煤系統(tǒng)以動(dòng)篩跳汰機(jī)為中心實(shí)現(xiàn)質(zhì)量控制單元自動(dòng)；水洗系統(tǒng)以跳汰機(jī)為中心實(shí)現(xiàn)質(zhì)量控制單元自動(dòng)化，濃縮機(jī)實(shí)現(xiàn)濃度控制單元自動(dòng)化，各種運(yùn)輸設(shè)備實(shí)現(xiàn)綜合自動(dòng)化。
7）對主要的料位、液位、閘門位置、翻板位置、濃度、流量、40千瓦以上的電機(jī)電流、溜槽堵塞實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)在線檢測，設(shè)定常值、超值報(bào)警。
1.3靈活的控制方式：集控/就地/單起
集控方式下PLC執(zhí)行用戶程序的全部控制功能；就地方式下PLC僅執(zhí)行數(shù)據(jù)采集和模擬顯示功能；單起方式下，在集控室可實(shí)現(xiàn)單臺設(shè)備的啟停車，并具有聯(lián)鎖、解鎖功能；設(shè)置就地操作設(shè)施，該設(shè)施不通過PLC控制。
1.4實(shí)現(xiàn)功能
本系統(tǒng)形成后，可以取消各種崗位工，工人由操作工變?yōu)檠矙z工，不參與設(shè)備的控制（事故狀態(tài)除外），可實(shí)現(xiàn)如下功能：
1）控制功能，實(shí)現(xiàn)設(shè)備控制方式和工藝流程選擇、啟車預(yù)告、系統(tǒng)單起/程序啟停、系統(tǒng)運(yùn)行的閉鎖、過程參數(shù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測。
2）診斷功能，能快速正確地識別模塊配置錯(cuò)誤、模擬量超程、線路斷線等故障，自動(dòng)報(bào)告總線通訊錯(cuò)誤還是網(wǎng)絡(luò)錯(cuò)誤。
3）冗余功能，采用不間斷電源雙回路供電自動(dòng)投入。選擇冗余通訊模塊，實(shí)現(xiàn)PLC和CPU的雙機(jī)熱備功能，主輔機(jī)同類切換，系統(tǒng)不間斷工作。
4）網(wǎng)絡(luò)通訊功能，利用光纖將全廠PLC分站連成一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，各分站所采集的信息全匯集到主廠房控制室，在上位機(jī)上顯示，同時(shí)，也可將指令通過網(wǎng)絡(luò)傳至PLC分站。
5）各種檢測和保護(hù)功能，實(shí)現(xiàn)對各種料位、水位、閘閥位置、水量、電量、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的檢測，并用圖形軟件在屏幕上顯示出動(dòng)態(tài)畫面；實(shí)現(xiàn)對所有設(shè)備保護(hù)信號的檢測。
6）單機(jī)自動(dòng)化與系統(tǒng)的聯(lián)網(wǎng)功能，通過PLC-/I/O接口實(shí)現(xiàn)與單機(jī)自動(dòng)化設(shè)備的聯(lián)機(jī)。
7）啟停車聲光預(yù)告和語音報(bào)警功能，啟停車前可利用廣播系統(tǒng)和信號系統(tǒng)預(yù)告；系統(tǒng)出現(xiàn)故障，在上位機(jī)提示故障并語音報(bào)警。
2系統(tǒng)方案
2.1 選型簡介
根據(jù)自動(dòng)化控制系統(tǒng)要求及現(xiàn)場配電室布置情況，進(jìn)行了選型配置。Quantum系統(tǒng)是具有數(shù)字量處理能力的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。具有模板化、可擴(kuò)展的體系結(jié)構(gòu)，用于工業(yè)和制造過程實(shí)時(shí)控制，包括Quantum系列CPU、I/O模板、I/O接口、通訊模板、電源和底板，各種性能符合現(xiàn)場控制要求，與市場同類產(chǎn)品相比性價(jià)比教高，因此選用Quantum系列PLC。
Quantum系列PLC具有如下顯著特點(diǎn)：
1） 性能高—以可預(yù)測的和可確定的方式1秒種傳遞2000個(gè)寄存器；
2） 適應(yīng)環(huán)境能力強(qiáng)，工作環(huán)境為：溫度0-60℃，濕度0-95%不冷凝；
3） 診斷程序和LED正常/故障可視指示器使用戶很快找到網(wǎng)絡(luò)故障，使日常維護(hù)更加容易；
4） 允許帶電熱插拔模塊
5） PEER COP允許被組態(tài)的控制器使用簡單<
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