洗煤厂集中自动化控制系统设计探讨 蒋保阳

发表时间:2019/11/11   来源:《基层建设》2019年第23期   作者:蒋保阳 赵磊
[导读] 摘要:煤炭是我国重要的基础保障型能源。
        山东东山新驿煤矿有限公司  山东济宁  272100
        摘要:煤炭是我国重要的基础保障型能源。洗煤是精选煤炭的最常见、最常用的方式,洗煤厂是进行洗煤程序的重要场所,主要从事对原煤的深加工工作,通过专业的技术对原煤进行清洗和筛选,生产出高品质的煤炭产品。未经过精洗的煤炭被称为原煤,经过精洗程序的煤炭被称为精煤。精煤在使用的过程中能释放出更多的能量,同时燃烧后产生的废气、废水、废渣是比较少的。通过洗煤的程序,能最大限度提高煤炭质量,使利用率得以提高。但是洗煤厂设备位置比较分散,不利于管理,浪费成本,所以实施集中自动化控制有利于降低成本、便于管理。
        关键词:洗煤厂;集中自动化控制系统;设计
        引言
        洗煤厂具备较多的测控点且生产工艺要求比较复杂,通过设计集中自动化控制系统,可以有效控制煤炭质量水平,并提升企业的生产效率。本文便以此为基础,分析了洗煤厂集中自动化控制系统的具体设计方法。
        1洗煤厂简述
        在煤炭加工业中,洗煤厂作为煤炭企业的重要组成部分,对煤炭企业的发展有着巨大的影响。其工作内容主要是对原煤进行更深层次的加工,将其进行分类,进而选择出质量更优的煤炭,这在很大程度上提升了企业的品牌效应,使企业的经济效益得以增加。洗煤厂通常分为炼焦煤洗煤厂和动力煤洗煤厂,其生产系统十分复杂,在进行洗煤的过程中,需要经过众多的工艺工序,其加工工艺十分复杂,在一个企业中存在多个洗煤控制点,对其进行统一管理的需求是十分迫切的。对其进行集中自动化管理,原煤的生产效率会得到大幅提高,能够更好的对煤炭的质量加以控制,其投资低收益高,应在煤炭领域中广泛应用。
        2洗煤厂控制对象
        洗煤厂三大组成部分为:a)主洗厂房。主洗厂房是洗煤厂的核心部分,用于对原煤进行初步粗选,原煤通过自动设备依次进入洗频带、高频筛、捞坑斗式提升机、跳汰机,最后进入末煤、精煤和混煤刮板运输机,完成对原煤的筛选;b)泵站房。泵站房主要用于为主洗厂房供应生产过程所需要的水循环系统、浓缩煤泥等,由液位计、滤液泵和煤泥泵控制;c)装车房。装车房主要用于对已洗煤进行装车控制,主要控制设备包括给煤机、配仓刮板机、装车皮带和称重机。自动化控制系统在设计上有一定的要求。分布式集中控制系统由主站上位机和3个PLC从站共同组成,控制整个系统运转,同时监控系统整体的运转情况。而3个PLC从站分散控制主洗厂房、泵站房和装车房的运转,同时对相关的运转状况进行调控和数据采集。系统启动模式必须遵循“启动逆向、停止2.1顺向”的原则,在这个过程中如发现设备问题,必须立即叫停所有相关上级设备,下级设备也要遵循“顺向”原则依次延时按停。集中控制与单机控制相结合,相辅相成。上游设备在整个过程中应当展现活动控制流程及信号指示的相关信息,画面保持清晰流畅。
        3洗煤厂集中自动化控制系统设计
        3.1控制系统硬件设计
        FX2N是在三菱家族中的一款性价比高、先进并且实用的设备,其实用性主要体现在能够在标准化生产过程中,以相当迅速的处理速度完成已经设定好的机械操作程序,经过后期的完善,将通信功能变得更加全面便捷,能够满足更多复杂且特殊的设备需求。改善过后的设备可将最高控制点数提升到250点,充分实现了自动化控制系统的灵活性。同时为了增强控制系统抗干扰功能,专业的设计人员投入了大量时间和精力进行研究。在3个PLC从站收集信息后进行传输的过程中,为了减少继电器干扰,运用的是屏蔽干扰的信息传输方式。
        3.2控制系统软件设计
        控制系统主要是由PLC编程程序和上机位监控程序这两个控制系统由两部分组成,即PLC编程软件和上机位监控软件。

独立开发的PLC编程软件是在专门分析FX系统环境后所开发出的,是针对相关工作指令、梯形图表和时序图等相关专业技能所做的编程;监控软件方面主要是利用三维科技的ForceControl,即力控科技,在Windows操作系统上更占优势,具有更便捷的展示监控、更丰富的人机界面以及更完善的数据采集系统,技术方面可以说是首屈一指。经3个PLC从站采集到的现场测点信号,经由RS485网络系统发送出去,IPC(进程间通信)接收并显示相关信息,通过IPC可以很直观地进行观测,比如对煤仓中的煤位、水仓中水的余量进行观测,甚至可以自动调节,设定报警值,将整体情况通过RS485集中发送至各相应的IPC显示器上,确保整道工序安全有效,大大节省了人力成本,提升了工作效率。力控软件有它独特的数据获取方式,系统自带的数据驱动程序建立了客户计算模式,3个从站相连接进行数据采集、计算和回送,完成一个流程的数据处理,通过PLC数据连接和传送创建程序脚本,最终由IPC传达,发出最终的指令。自动化控制系统具有趋势图显示、历史曲线显示、模拟表显示、棒图显示等功能,根据不同需求、不同工序以及不同的操作要求分门别类,别出心裁地设计,比如上述提到的故障报警、水泵站、装车房,以及整个洗煤厂所有程序运行状态图,根据不同的运转模式,设计最贴合实际情况的数据显示方式,直观、精准,在很大程度上消除了安全隐患。
        3.3圆振动筛加水量自动控制设计
        对加水量进行自动控制能够提高洗煤工序的质量和效率,通过圆振动筛的加水量进行调节,使用传送机对其频率进行调节,使得圆振动筛的加水量随着传送带输煤量的变化而变化,进而实现其自动化,在对其进行调节的过程中,对流量的控制需要使用流量闭环的方式,进而使其满足工序所需流量,根据传送机变频器的预定值来对供水管道进行对照,使用数字电视对其进行控制,其控制由可编辑逻辑控制器来完成,掉定值和反馈值进行相应的分析和比较,进而实现对其的计算,达到控制的效。
        3.4自动化控制系统通信设计
        洗煤厂的自动化控制系统包括监控管理层和现场控制层,这两个方面的通信方式是不同的,监控管理层的通信则是通过监控机以太网卡作为媒介与可编辑逻辑控制器相连接进而实现其系统的通信,这种通信方式对于远程通信来说是最好的选择,在洗煤厂中各个监测点距离远,使用此种通信方式能够对满足其这一现状。然而现场控制层的设备和主控站的距离较远,其抗干扰能力较小,因此在进行通信时会因信号的干扰而不能准确的传输信息,这就使其稳定性大大的降低,在此种情况下,应对隔离继电器,使干扰信号不能获取足够的电流,进而排除干扰,使其能够稳定准确的进行通信。
        4集中控制系统实施方案
        4.1控制部分运转模式
        在集中自动化控制模式下,相关机械操控人员通过总控机将命令发送给控制室,按设定顺序实现洗煤程序的工作,在任何情况下可以随时启动或暂停机器的运转。这种控制模式是当前洗煤厂的控制系统最常用的控制方式。
        4.2集中(远程)手动控制
        在集中手动控制模式的操控下,相关操控人员可以通过主控机对整个设备进行控制和检测。当单个设备出现不能正常运转的状况时,所有的设备都会被主控机控制。
        结语
        实现洗煤厂集中自动化控制,可以提高洗煤厂工作效率,同时提升供应的煤炭能源质量,减小工作人员工作压力,推动洗煤厂向科技化、技术化、自动化的方向转变。PLC系统在实现洗煤厂集中自动化控制做出了很大贡献,推动我国乃至国外煤炭产业的转型,展现我国现代科技发展的重要成果,促进我国经济发展,走可持续发展的道路。
        参考文献:
        [1]何晶晶.PLC控制系统的设计和优化方案[J].装备制造技术,2017(3):22-24.
        [2]熊幸明.提高PLC控制系统可靠性的探讨[J].机床电器,2003(1):29-31.
 
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