開灤(集團)有限責任公司錢家營礦業(yè)分公司是國家“七五”重點建設項目之一,1978年開工建設,1988年12月建成投產,設計年生產原煤400萬噸,并有一座與之相配套的選煤廠,是我國自行設計與施工建設的一座特大型現代化礦井,現有員工6395人,固定資產10.89億元。
公司位于河北省唐山市豐南區(qū)境內,自備鐵路和京山線相連,與秦皇島港、京唐港、塘沽港三個港口的公路距離均在一百公里左右,有三條高速公路和若干國道省道相通,地理位置優(yōu)越,路運、水運十分便利。
錢礦公司井田總面積81平方公里,有6個可采煤層,其中5、7、9、12煤層為主采煤層,可采煤量6.38億噸。煤種具有低灰、低硫、高發(fā)熱量等特點,是理想的動力用煤和煉焦配煤。礦井采用豎井、階段石門、集中大巷開拓方式,綜合機械化采煤,采掘機械化程度。
投產以來,錢礦公司以建設高產礦井為主線,大力實施科技興礦戰(zhàn)略,投資6億多元先后完成了主井自動化改造、電液控自移支架等新型設備,實施了巖巷中深中孔光爆、煤巷全錨網支護、皮帶集控等21項新工藝、新技術,基本形成了生產系統(tǒng)現代化、關鍵部位自動化、安全監(jiān)測網絡化的格局,使礦井產量、勞動效率和經濟效益同步大幅度提升。1998年建成了行業(yè)級“雙高”礦井,2000年建成行業(yè)特級“雙高”礦井。隨著企業(yè)發(fā)展,錢礦公司先后榮獲現代化礦井、特級質量標準化礦井、省級標兵企業(yè)、煤炭企業(yè)現場管理先進單位、省級重合同守信用單位、省級園林式單位和全國文明煤礦、全國“雙”煤礦等稱號,獲得國家、省市級以上科技成果多項,全國qc一等獎2項。
選煤廠集控系統(tǒng)組成
選煤廠集控系統(tǒng)工程分為計算機信息管理系統(tǒng)、全廠設備集中控制系統(tǒng)、單機自動化/閉環(huán)控制系統(tǒng)、檢測/計量設備4部分。
全廠總體網絡設計為3層網絡結構,如下圖所示。
上層為公司網絡,作為信息層,選煤廠計算機信息管理系統(tǒng)定位為錢家營礦業(yè)分公司管理信息系統(tǒng)的一個組成部分。中間層是控制層,由全廠生產集中控制系統(tǒng)和工藝參數閉環(huán)控制系統(tǒng)組成。
作為全廠生產集中控制系統(tǒng)和工藝參數閉環(huán)控制系統(tǒng)人機界面的監(jiān)控計算機,采用了工業(yè)等級的計算機并通過百兆以太網上聯(lián)全廠信息管理系統(tǒng)。z底層通過10兆以太網下連plc,與密度自動控制、浮選自動加藥、原煤、主洗、浮選、上倉、裝車、及其它輔助生產系統(tǒng)的plc站構成車間設備層網絡;該層采用了當今上應用z為廣泛的profibus總線技術。
全廠監(jiān)控系統(tǒng)
全廠監(jiān)控系統(tǒng)全部由德國siemens公司的s7系列plc主機組成。
錢家營礦選煤廠集控系統(tǒng)總的規(guī)模大(全部建成后plc總的i/o點數約7000~8000點),且屬于系統(tǒng)項目,要保證生產的正常進行,需分步實施系統(tǒng)。為降低系統(tǒng)風險,確保在不影響正常生產的情況下實施分步系統(tǒng),該項目采用分散型控制系統(tǒng)結構構建了錢家營礦選煤監(jiān)控系統(tǒng)。plc監(jiān)控系統(tǒng)的網絡結構見下圖。
全廠集控(含閉環(huán))系統(tǒng)設置下列plc站:
·原煤系統(tǒng)plc站:主機設在1rs,在2rs、74v及倉上配電室設i/o站
·i系統(tǒng)plc站:設在3rs3
·ii系統(tǒng)plc站:設在3rs2
·浮選系統(tǒng)plc站:設在3rs1
·主、再洗重介密度控制系統(tǒng)plc站
·浮選調節(jié)系統(tǒng)plc站
·壓濾(含濃縮、事故沉淀池、清水泵房、油庫)系統(tǒng)plc站:設在5rs。
·精、中煤倉(含矸石倉、裝車站)plc站。
上述plc站、上位監(jiān)控系統(tǒng)的2臺計算機監(jiān)控管理站、數據采集站都通過環(huán)型光纖以太網通信,構成控制層網絡。該層網絡共配置9臺交換機,為提高系統(tǒng)的性能及可靠性,控制層網絡采用環(huán)型光纖以太網?,F場層則采用profibus總線。該總線系統(tǒng)由傳輸技術(rs485、rs485-is、光纖、mbp,mbp-is、mbp-lp等)、通訊技術協(xié)議、通用行規(guī)和行規(guī)組成。由于profibus擁有統(tǒng)一的通信協(xié)議,并在此基礎上發(fā)展了不同的通用應用行規(guī)和應用行規(guī),使得profibus可以廣泛地應用煤礦業(yè)各個工藝段的現場設備層。
-i系統(tǒng)plc站
i系統(tǒng)plc站設在3rs3配電室,負責對3rs3所轄的參控設備的監(jiān)控及相關信號的監(jiān)測。plc主機選用s7-300系列的cpu315-2dp。本plc站共配置5面plc控制柜。
-ii系統(tǒng)plc站
ii系統(tǒng)plc站設在3rs2配電室,負責對3rs2所轄的參控設備的監(jiān)控及相關信號的監(jiān)測。plc主機選用s7-400系列的cpu414-2。本plc站共配置8面plc控制柜。
-浮選系統(tǒng)plc站
浮選系統(tǒng)plc站設在3rs1配電室,負責對3rs1所轄的參控設備的監(jiān)控及相關信號的監(jiān)測。plc主機選用s7-300系列的cpu315-2dp。本plc站配置4面plc控制柜。
-壓濾(含事故沉淀池、清水泵房、油庫)系統(tǒng)plc站
壓濾系統(tǒng)plc主機(cpu)站設在5rs配電室,負責對壓濾、濃縮、事故沉淀池、清水泵房及油庫系統(tǒng)參控設備的監(jiān)控及相關信號的監(jiān)測,在各相關系統(tǒng)配電室設置i/o控制柜。plc主機選用s7-300系列的cpu315-2dp。壓濾系統(tǒng)plc站共配置7面plc控制柜。
-精、中煤倉(含矸石倉、裝車站)系統(tǒng)plc站
本站的plc主機(cpu)站設在78rs配電室,負責對精中煤倉、矸石倉及裝車站系統(tǒng)參控設備的監(jiān)控及相關信號的監(jiān)測,在各相關系統(tǒng)配電室設置i/o控制柜。plc主機選用s7-300系列的cpu315-2dp。本plc站配置5面plc控制柜。
密度自動控制系統(tǒng)
原密度自動控制系統(tǒng)自成一個獨立的子系統(tǒng)(s7-400系列,其plc主機配置一塊以太網通訊模塊),該子系統(tǒng)接入控制層環(huán)網。
浮選藥劑自控系統(tǒng)
浮選系統(tǒng)采用西門子s7400plc構成藥劑自控系統(tǒng),本工程提供一塊s7400以太網通訊模塊、一臺以太網交換機,將藥劑自控系統(tǒng)作為子系統(tǒng)接入控制層環(huán)網。聯(lián)網后,可通過集控室的上位機對浮選藥劑自控系統(tǒng)進行參量設定和系統(tǒng)控制。
檢測對象和控制對象
包括過濾機液位;精、中礦箱液位;主軸轉速(變頻器輸出);給料閥門的開度;過濾機真空度等和過濾機給料閥門開度;過濾機電機(變頻器)速度等。
壓濾機單機自控系統(tǒng)
新增的4臺壓濾機系統(tǒng)實行單機自控,系統(tǒng)的3臺壓濾機單機自控,其運行狀況接入壓濾系統(tǒng)plc站,實現對壓濾機的監(jiān)控。
檢測/計量設備