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Modicon TSX Quantum系統(tǒng)在岱莊煤礦選煤廠的應用

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，其處理器的強大功能也保證了最佳的循環(huán)時間。本文介紹了該系統(tǒng)在岱莊煤礦選煤廠自動控制系統(tǒng)中的應用。充分體現(xiàn)了該系統(tǒng)能夠滿足選煤廠自動控制行業(yè)的需求。

關(guān)鍵詞 綜合自動化；控制系統(tǒng)；選煤廠；Modicon TSX Quantum系統(tǒng)

0 引言

淄礦集團岱莊礦選煤廠是一座設計年處理能力150萬噸的現(xiàn)代化礦井型選煤廠，實際能力達到300萬噸。主要承擔入洗岱莊礦井原煤，入洗煤種為氣煤,洗煤產(chǎn)品主要為優(yōu)質(zhì)動力煤和煉焦配煤。洗煤工藝為+40mm采用動篩排矸，-40mm采用跳汰－－-浮選聯(lián)合流程。動篩排矸系統(tǒng)引進德國威達格.洪堡特KHD公司生產(chǎn)的動篩跳汰機，該機性能可靠，分選效果優(yōu)良，實現(xiàn)了單機自動化。水洗系統(tǒng)洗煤機和浮選機分別選用煤科總院唐山分院研制的自動化程度較高的SKT96型跳汰機和XJQM-14（4）型浮選機。

岱莊礦選煤廠采用先進的綜合自動化系統(tǒng)，按照精簡、優(yōu)化、低投資、高效率的原則配置整個綜合自動化系統(tǒng)。該系統(tǒng)由具有豐富現(xiàn)場經(jīng)驗的平頂山中選自控系統(tǒng)有限公司進行設計施工，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)，包含三個網(wǎng)絡：控制網(wǎng)絡、工業(yè)電視網(wǎng)絡和管理網(wǎng)絡，實現(xiàn)三網(wǎng)合一?？刂葡到y(tǒng)選用施耐得公司的QUANTUM系列PLC，系統(tǒng)主要功能實現(xiàn)動篩車間、洗煤車間、壓濾車間、裝車站設備的自動控制，由一個主控室、三個副控室組成，并形成控制網(wǎng)絡，實現(xiàn)對全廠設備的監(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、動篩車間控制室、裝車控制室、壓濾車間控制室設立CPU站點，在主廠房配電室、動篩車間配電室、濃縮車間配電室、原煤倉下配電室、產(chǎn)品倉上/下配電室設立遠程I/O分站，它與CPU站組成RI/O網(wǎng)絡，CPU站之間組成MB+網(wǎng)，CPU與上位機組成以太網(wǎng)，現(xiàn)場I/O負責設備的啟停和生產(chǎn)信息的采集，CPU負責邏輯運算和信息的處理，上位機負責設備狀態(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至動篩車間、原煤倉上、塊精煤倉及地銷裝車給煤機，參控設備34臺，電機42臺。

2）濃縮壓濾系統(tǒng)：從濃縮機底流泵、壓濾車間到煤泥皮帶機，受控設備30臺。

3）裝車系統(tǒng)：原煤倉下給煤機、221皮帶、裝車倉下給煤機及裝車設備，受控設備40臺。

4）水洗系統(tǒng)：入洗皮帶至產(chǎn)品倉上設備，受控設備50臺。

5）事故停車采用事故點設備至煤流源側(cè)急停，事故點到煤流方向設備依次延時停車。

6）原煤系統(tǒng)以動篩跳汰機為中心實現(xiàn)質(zhì)量控制單元自動；水洗系統(tǒng)以跳汰機為中心實現(xiàn)質(zhì)量控制單元自動化，濃縮機實現(xiàn)濃度控制單元自動化，各種運輸設備實現(xiàn)綜合自動化。

7）對主要的料位、液位、閘門位置、翻板位置、濃度、流量、40千瓦以上的電機電流、溜槽堵塞實現(xiàn)實時在線檢測，設定常值、超值報警。

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，在集控室可實現(xiàn)單臺設備的啟停車，并具有聯(lián)鎖、解鎖功能；設置就地操作設施，該設施不通過PLC控制。

1.4實現(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，不參與設備的控制（事故狀態(tài)除外），可實現(xiàn)如下功能：

1）控制功能，實現(xiàn)設備控制方式和工藝流程選擇、啟車預告、系統(tǒng)單起/程序啟停、系統(tǒng)運行的閉鎖、過程參數(shù)的實時監(jiān)測。

2）診斷功能，能快速正確地識別模塊配置錯誤、模擬量超程、線路斷線等故障，自動報告總線通訊錯誤還是網(wǎng)絡錯誤。

3）冗余功能，采用不間斷電源雙回路供電自動投入。選擇冗余通訊模塊，實現(xiàn)PLC和CPU的雙機熱備功能，主輔機同類切換，系統(tǒng)不間斷工作。

4）網(wǎng)絡通訊功能，利用光纖將全廠PLC分站連成一個網(wǎng)絡，各分站所采集的信息全匯集到主廠房控制室，在上位機上顯示，同時，也可將指令通過網(wǎng)絡傳至PLC分站。

5）各種檢測和保護功能，實現(xiàn)對各種料位、水位、閘閥位置、水量、電量、設備運行狀態(tài)的檢測，并用圖形軟件在屏幕上顯示出動態(tài)畫面；實現(xiàn)對所有設備保護信號的檢測。

6）單機自動化與系統(tǒng)的聯(lián)網(wǎng)功能，通過PLC-/I/O接口實現(xiàn)與單機自動化設備的聯(lián)機。

7）啟停車聲光預告和語音報警功能，啟停車前可利用廣播系統(tǒng)和信號系統(tǒng)預告；系統(tǒng)出現(xiàn)故障，在上位機提示故障并語音報警。

2系統(tǒng)方案

2.1 選型簡介

根據(jù)自動化控制系統(tǒng)要求及現(xiàn)場配電室布置情況，進行了選型配置。Quantum系統(tǒng)是具有數(shù)字量處理能力的專用計算機系統(tǒng)。具有模板化、可擴展的體系結(jié)構(gòu)，用于工業(yè)和制造過程實時控制，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)品相比性價比教高，因此選用Quantum系列PLC。

Quantum系列PLC具有如下顯著特點：

1）性能高—以可預測的和可確定的方式1秒種傳遞2000個寄存器；

2）適應環(huán)境能力強，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)絡故障，使日常維護更加容易；

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<