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煤礦洗煤廠自動控制系統

  一、系統概述:

  煤炭洗選是利用煤和矸石的物理、化學性質的差異 ,通過物理和表面化學方法將原煤中的可燃物和非可燃物(灰分)進行分離 ,使洗遷産品中的灰分、硫分、水份盡可能降低 ,以滿足煤炭燃燒對大氣地面環境的汙染控制要求 ,並加工成質量均勻、用途不同的煤炭産品的一種加工技術。高産、優質、安全、節能、省力 ,減少崗位人員 ,最終達到降低成本的目的 ,提高勞動生産率以獲取最大利潤是今後煤炭企業在競爭中生存的基礎 ,煤礦要發展、要生存 ,必須走安全、高産、高效、實現選煤自動化之路 ,通過自動化建設實現減員增效、降低成本 ,提高勞動生産率 ,而選煤自動控制系統是煤礦自動化的一個重要組成部分。

  隨著計算機控制技術及以微處理器爲核心的可編程序控制器的普遍應用 ,結合選煤系統的特點 ,在確保先進性與可靠性的基礎上 ,采用PLC控制器龐大的軟硬件資源 ,對運輸皮帶、給煤機、破碎機及振動篩等原煤系統設備配備傳感器、保護裝置、擴音、視頻等設備組成選煤自動控制系統。該自動控制系統可有效地保證生産設備的正常運行 ,減少安全隱患 ,降低工人勞動強度 ,加快啓、停車進程 ,縮短設備的空運轉時間 ,從而降低電能消耗及設備磨損 ,爲選煤廠安全、高效生産奠定堅實的基礎。

  二、選煤工藝介紹:

  洗煤廠的設計生産規模一般爲1000萬~20000萬噸 ,與礦井原煤生産能力相適應。

  煤炭洗選可分爲跳汰選煤、重介質選煤和浮選選煤三種主要方式;

  主要工藝組成部分:

 。1)原煤准備:包括原煤的接受、儲存、破碎和篩分。

 。2)原煤的分選:主要分選工藝包括跳汰--浮選聯合流程;重介--浮選聯合流程;跳汰--重介--浮選聯合流程;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。

 。4)粉煤幹燥:利用熱能對煤進行幹燥 ,一般在比較嚴寒的地區采用。

 。5)煤泥水處理。

 。6)粉煤裝車。

  按工藝要求劃分爲與之相對應的:原煤儲存、動篩車間、主洗車間、濃縮壓濾車間、裝車系統等部分。


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  三、系統組成:

  煤礦洗煤廠自動控制系統是由五部分组成:地面监控设备、传输信道、洗选监控设备、及可选扩音通讯、视频监控设备。系统组成框图如下:


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  地面監控設備:

  上位監控管理系統由計算機監控管理站、集控調度控制台、工業控制計算機、大屏幕工業控制顯示器等組成。監控計算機安裝Windows操作系統和洗煤廠自動控制系統組態軟件 ,系統完成原煤准備、洗選、煤泥水處理設備的監控和對裝車站設備的監測 ,裝車站可設置計算機完成對裝車系統設備監控。

  組態軟件:選用主流組態軟件(西門子Wincc) ,工作于Window2000/XP平台 ,完成所需的圖形監控、動態圖形顯示、曆史數據采集、狀態趨勢圖、自診斷、報警等諸多功能。

  通過OPC、FTP等接口 ,將監控主機的數據在局域網上傳輸到其它部門 ,以共享監測數據。

  傳輸信道:

  地面調度中心站監控主機至洗煤廠現場的數據傳輸信道基于千兆工業以太環網平台 ,利用單模普通光纜 ,通訊計算機與環網平台間傳輸介質采用光纜或阻燃信號電纜(帶雙絞功能)進行傳輸。

  PLC監控櫃之間的通訊采用礦用阻燃信號電纜或Profibus專用電纜傳輸 ,支持Profibus-DP總線協議;

  接入PLC監控櫃的模擬量及開關量信號采用傳感器信號電纜或礦用阻燃信號電纜;

  控制設備起停等信號采用KVV或MKVV系列控制電纜;

  洗選監控設備:

  PLC控制櫃

  整個控制系統設計原煤准備、主廠房水洗、煤水處理等分系統 ,在每個分系統的PLC分站點設置PLC控制櫃;櫃內安裝電源裝置、PLC分站、I/O模塊及隔離繼電器。設有後備交流電源淨化裝置 ,當系統電網掉電後 ,櫃內設備保持正常工作 ,以保證系統工作可靠性和控制的連續性;接線端子均使用德國菲尼克斯端子。櫃體尺寸爲800×2000×600、前後單開門。

  爲避免來自現場的幹擾電壓竄入PLC系統損壞PLC的開關量模塊 ,PLC的所有開關量I/O與現場信號采用進口中間繼電器隔離 ,隔離繼電器有吸合指示、強制閉合功能 ,觸點容量不低于AC220V10A。模擬量信號也采用隔離器進行隔離。

  就地控制箱(按鈕箱)

  現場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換開關 ,當轉換開關在“集控”位置時 ,該設備由集控系統控制 ,現場可以停車 ,但不可以開車;當轉換開關在“就地”位置時 ,該設備由崗位操作人員就地控制;當轉換開關在“停止”位置時 ,就地和集控均無法實現對該設備的控制。此外 ,通過轉換工作方式 ,系統還能自動産生禁起信號 ,使系統的安全性得到了保證。就地控制箱的防護等級不低于IP54。

  傳感器

  現場傳感器的配置待獲得選煤廠工藝設計資料後進行 ,配置的傳感器主要用于檢測供電狀況、關鍵設備電流、過程參數(諸如壓力、溫度、倉位、液位、密度、負壓、流量、灰份、開度、轉速等)生産計量(如入洗量、外運量、産品分類計量、用電量等)、皮帶保護(如堵煤、打滑、縱撕、拉繩、跑偏、煙霧等)。

  

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