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XXXXX 矿业有限公司 选煤厂集中控制系统技 术 方 案天地（常州）自动化股份有限公司中煤科工集团常州自动化研究院目录第1章 前言----------------------------------------------------------------------------------------------------------------3第2章 选煤厂集控系统的需求分析----------------------------------------------------------------------------------42.1用户现状概述------------------------------------------------------------------------------------------------------42.2用户需求目标及功能---------------------------------------------------------------------------------------------4第3章 设计原则及标准-------------------------------------------------------------------------------------------------43.1设计原则------------------------------------------------------------------------------------------------------------43.2设计依据及标准---------------------------------------------------------------------------------------------------5第4章 设计思想----------------------------------------------------------------------------------------------------------6第5章 系统解决方案----------------------------------------------------------------------------------------------------75.1主厂房集控系统---------------------------------------------------------------------------------------------------75.1.1系统组成--------------------------------------------------------------------------------------------------------75.1.2系统实现功能-------------------------------------------------------------------------------------------------125.1.3设计特点-------------------------------------------------------------------------------------------------------145.2密控系统-----------------------------------------------------------------------------------------------------------145.3工业电视系统-----------------------------------------------------------------------------------------------------175.3.1系统概述-----------------------------------------------------------------------------------------------------175.3.2系统主要设备-----------------------------------------------------------------------------------------------185.4DLP大屏系统------------------------------------------------------------------------------------------------------205.4.1系统组成及规格--------------------------------------------------------------------------------------------205.4.2 Visionpro® DLP显示单元-------------------------------------------------------------------------------225.4.3 Digicom® 1006+多屏处理器-----------------------------------------------------------------------------235.4.4显示墙应用管理系统（VWAS）软件--------------------------------------------------------------------235.4.5 LED电子显示屏--------------------------------------------------------------------------------------------245.4.6调度室效果图-----------------------------------------------------------------------------------------------255.5KTJ4H型数字程控调度通信及扩播系统----------------------------------------------------------------------255.5.1系统概述-----------------------------------------------------------------------------------------------------255.5.2系统组成-----------------------------------------------------------------------------------------------------265.5.3系统特点-----------------------------------------------------------------------------------------------------295.5.4主要技术性能及技术指标--------------------------------------------------------------------------------315.6计算机信息管理系统--------------------------------------------------------------------------------------------345.6.1概述-----------------------------------------------------------------------------------------------------------345.6.2系统建设目标及原则--------------------------------------------------------------------------------------345.6.3系统功能-----------------------------------------------------------------------------------------------------35第6章 系统主要设备清单---------------------------------------------------------------------------------------------39附一：XXX选煤厂选煤厂工业自动化控制系统IO分配表----------------------------------------------------44第1章 前言自上世纪开始，随着近代工业规模的不断扩大以及工厂自动化程度不断的提高，逐步出现了对工厂生产进行系统控制和调度的要求，经过长达一个世纪的发展，工业自动化系统已经从最初的继电器联锁控制方式发展到以PLC为控制核心的集中控制系统，有分布控制功能具备强大的网络通讯扩展的PLC（可编程控制器）产品和HMI （人机界面）软件已经逐渐在选煤厂控制系统中得到广泛应用。
洗煤厂集中控制系统设计方案一、总结选煤厂自动控制系统的任务是完成所有生产设备的控制和锁定、洗选工艺自动调节以及信息上传和共享，是生产自动化和信息化的重要部分。
洗煤厂自动化控制系统按照安全、实用、可靠、先进、开放指导思想进行设计，吸收以往洗煤厂成功的经验，选用先进的技术和设备来保证整个系统安全可靠正常地运行。
传统的洗煤厂集中控制系统一般采用逻辑元件实现集中控制，通过硬接线实现联锁。
由于元件的特性不一，在生产过程中经常会出现烧毁元件的现象，对生产影响很大。
若需要修改联锁关系时，必须改变柜内的接线方式，灵活性不高。
由计算机实现的集中控制系统能对全厂设备实现自动化管理，由操作员在集控室内直接控制设备的起停及过程参数的调节。
上位机界面可以直观地显示各种设备的启停状态和故障状态，便于操作员及时的掌握现场情况。
通过以太网，生产过程中的各种产品指标和工艺参数可传输至控制室，从而使全矿能够统一地安排人力资源及物力资源，实现安全、高效的生产。
选煤厂由于环境恶劣，对设备和设备控制水平要求高。
一般情况下系统采PLC+计算机+总线模块等组成工业控制网络，提高系统的管理水平。
二、设计原则和依据“先进、实用、经济”为系统总体原则。
选煤厂工艺为原煤重介—煤泥重介—浮选—浓缩压滤—洗水闭路。
建设项目所需的集中控制系统技术先进、自动化程度高、设备运行可靠，最终实现技术先进、设备性能安全可靠、配置合理、经济，并确保设备和人身安全、满足系统实时性、开放性、互换性、可用性、易操作性、易维护性的要求，达到自动化程度高的现代化生产管理模式。
1、设计原则1) 可靠的系统性能、技术成熟、能长期、稳定、连续的运行。
2) 技术先进。
3) 设计、模型选择兼容性和可扩展性。
4) 经济、实用性。
2、设计规范1) 《煤炭工业选煤厂设计规范》2) 《选煤厂集中控制装置选型技术规程》3) 《煤炭工业调度信息化总体规划纲要》4) 《“九五”这一时期煤炭行业电子信息发展规划纲要》5) 《煤炭调度信息设备》6) 《选煤厂设备流程图》7) 《选煤厂供配电系统图》三、质量保证我们向用户承诺，将严格执行合同中提供的所有产品ISO9001质量体系程序，从技术设计、施工设计、元器件采购及检验、产品加工及检验、现场指导安装、调试等方面，严格进行产品质量控制，确保提供符合行业标准的优质产品，使产品性能完全满足或超过合同及技术协议的要求。
基于PLC的选煤厂控制系统的应用分析摘要：随着社会经济的发展，选煤厂自动化水平也在不断提高，可编程控制在选煤厂的广泛应用，给我国煤炭企业工作人员带来了福音。
本文主要从选煤厂集中控制新技术切入，着重分析了基于PLC的选煤厂控制系统的具体应用情况，希望能够对相关工作人员起到借鉴与参考的作用。
关键词：选煤厂；PLC；控制系统；应用前言近年来，国内外精煤市场对于精煤的需求日益提高，在这样的背景下，选煤厂为了提高精煤产量，需要不断革新自身选煤技术，才能够充分满足日益增长的市场需求。
选煤厂实现集中控制需要遵循三项基本原则，即在保证选煤质量的基础上提升选煤效率、在保证选煤质量和选煤效率的基础上降低选煤成本、在保证选煤质量、效率、成本的基础上提高系统运行的安全性与连续性。
基于PLC的选煤厂控制系统的应用，取得了极为显著的成效，不仅提高了选煤厂的选煤质量，而且还在很大程度上提升了选煤效率，保证了选煤系统的连续性与安全性，具有极高的推广价值。
一、概述（一）概念PLC又称PC，是可编程序控制器的简称，其在结合计算机技术与继电器逻辑控制技术的基础上，进行合理的改进和发展，最终成为新一代工业控制器。
可编程序控制器具有可靠性高、适应能力强、设备齐全及编程简单的特征，被广泛应用于我国各行业和领域。
选煤厂采用PLC对全厂设备进行控制，是实现选煤厂计算机集中控制的重要条件。
（二）工艺系统我选煤厂年处理能力约为3100万吨，控制系统主要包括产品装车系统、原煤系统及重介系统等。
二、系统配置及功能设置（一）系统配置选煤厂控制系统主要是由PLC、模拟屏、控制台和电源柜共同组成，其中，PLC作为选煤厂集中控制的核心部分，采用了美国罗克韦尔公司生产的AB型PLC，Logix5000系列。
ControlLogix系统与传统的PLC系统不同，具备更为先进的系统构建理念，其硬件性能高且软件功能强大，能实现多种性质的控制任务，属于复杂多任务控制平台。
一、 选煤厂集中控制系统 为满足生产工艺要求，根据可靠、实用、先进、合理的原则，采用以可编程序控制器（PLC）为主要控制元件的集中控制系统，以实现对全厂主要动力设备的集中控制和设备运转状态的集中监视、设备故障自动处理和报警，以及全厂主要工艺参数的采集、动态显示，同时作为主控机实现与重介质密度自动控制系统的信号联络及数据传送。 该集中控制系统以进口PLC为控制核心，镶嵌式模拟屏动态显示设备的运行状态，形象直观，经济实用，可视性好。为提高系统的可靠性，主要元器件如控制操作按钮、转换开关、状态指示灯等选用进口产品。为提高集中控制系统在实际运行过程中的抗干扰能力，在主机和元器件选型、系统控制信号传输、控制电缆布置、接地系统等方面采取有效措施，以保证集中控制系统安全可靠地运行。 为实现工艺系统的灵活性，节能降耗，对介质泵采用变频控制。 1. 控制原则 1) 对纳入集中控制的动力驱动设备采用集中和就地两种控制方式。 2) 对其他未参与集中控制的动力驱动设备采用人工就地控制。 3) 纳入集中控制的设备和纳入联锁的设备，按工艺要求设置电气联锁， 其他就地控制的设备不设置电气连锁。 4) 纳入集中控制的设备，按逆煤流方向启车，顺煤流方向停车。 5) 集中启动采用允启制。即启车前集中控制室预先发出启动预告信号，待现场各岗位回答允许启动信号后才能启车，否则系统不能启车。 6) 系统在集中控制方式时，纳入集中控制的设备不能就地启动，但可就地停车。 7) 集中启动时，任一设备因故未能启动时，启动过程立即停止并报警。 8) 运行过程中，全厂洗选系统任一台设备发生异常，均能就地紧急停车。 9) 纳入集中控制的设备发生异常，操作现场及集中控制室均能紧急停车，并由该设备始，处于逆煤流方向的所有设备均紧急自动联锁停车。 2. 信号箱及信号 生产系统设若干信号箱，以便与集中控制室交流信号。集控系统设如下信号： 1) 启动预告声光信号：由集控室向全厂各信号箱发出，连续声响30S。 2) 允许启动回答信号：由各信号箱向集控室发出，当某个信号箱的预告回答按钮按下后，该处的预告铃声停止、预告灯熄灭，同时集控室操作台上对应的预告灯熄灭，表示已接收到回答信号。只有在规定的时间内所有信号全部回答完毕，此次预告才成功，允许起车；否则预告失败。 3) 主系统起车信号（声、光），由集控室发出，每小节两短，共4小节。 4) 煤泥水系统起车信号（声、光），由集控室发出，每小节三短，共3小节。 5) 主系统停车信号（声、光），由集控室发出，每小节两长，共4小节。 6) 煤泥水系统停车信号（声、光），由集控室发出，每小节一长一短，共3小节。 7) 联锁停车故障报警信号（声、光），指示灯亮及蜂鸣器声响，只限集控室内部。 3. 集控功能的设计 1) 主洗系统启、停车顺序 煤炭的洗选过程是一个连续的流水线生产过程，在生产过程中，物流（包括煤流和介质流等）线上，任一台设备发生故障停车时，如果在其来料方向的设备不能及时停止运行，将立即引起物料的堆积，从而造成跑煤、跑介质、跑水，并引起事故扩大化，不仅浪费原材料，而且增加检修难度和增加检修时间，恢复生产时间加长，尤其是跑介质时，其很难再回收利用，将使生产成本大大增加。 按照工艺系统生产的要求，将主煤流线上的设备全部归纳在主系统中，通过主系统控制其启动、停止。开始生产时，按照逆煤流方向顺序启动设备；在生产结束时，按照工艺要求，应将设备中的物料排空，以便再次开始生产时设备轻载启动，设备物料排空时应及时按顺煤流方向开始停车，以节约电耗。 说明：合介泵为生产准备阶段人工开启设备，即只参加集中停车，不参加集中启车。离心机启动过程为先启动油泵电机，油压正常后启动工作电机。 2) 煤泥水系统启停车顺序 此部分的启停车顺序根据工艺要求执行。 4. 集控功能概述 集控系统的主要功能主要有以下几个方面： 1) 按照逆煤流方向顺序启车，通过合理的设计设备间的启动时间间隔，在供电系统的能力范围内，以最短的时间完成全厂设备启动及时投入生产。减小设备空运转时间，节约电耗。 2) 按照顺煤流方向顺序停车，以设备中物料排空为前提及时停车。 3) 在运行过程中，参加集控的任一台设备故障偷停时，按照逆流方向实施紧急停车，避免事故扩大和造成跑煤、跑介、跑水等浪费现象。 4) 在运行过程中如发现可能产生危急情况时，如人身伤害、设备严重损坏等，可在集控室实施全厂紧急停车。 5) 系统采用允启制。 6) 具有手动/自动功能转换。当打到手动位置时，纳入集中控制的设备可就地启动、停止操作。打到集中位置时，参控设备的启动、停止由集控系统集中控制，不可就地起车，但可就地停车。 7) 试验/运行功能转换。打到试验位置时，用于集控系统的调试；此时将参控设备空气开关断开，即可在设备主回路不得电、设备不启动的情况下，模拟设备的启动状况。既可以检查外部接线，又可进行程序的调试。当打到运行位置时，集控系统正常运行。 一个现代化的生产过程，集控系统是节能降耗，减员提效的基本生产保障。首先通过减小启停车过程时间，可以节约用电、用水；通过故障逻辑联锁停车，防止事故扩大化（例如，旋流堵塞的维修时间大约需要一个班的工作量）,尽快恢复生产。还可以减少由此引起的跑煤、跑介、跑水，降低原材料消耗。某些设备可以由专人看守改为巡检制，提高全员劳动生产效率。因此，一套设计合理、操作方便的集中控制系统，加以正确的操作，及时的维护，对提高选煤厂生产效率、节能降耗是必不可少的。 5. 集中控制系统的操作说明 操作台电源为钥匙开关，当打到“开”位置时，电源指示灯亮；操作台220V AC电源及DC24V 电源均已送电。 试验/运行转换开关，生产时应打到运行位置。 就地/集中转换开关，打到集中位置，集中灯亮。 停车紧急按钮为红色蘑菇紧停钮，不能自恢复。一旦发生紧急情况，按下紧停按钮，运行设备均紧急停车，PLC输出封死，集控母线、就地母线断开，软件、硬件双关断，即使PLC出现故障，确保紧停功能万无一失。 当“预告”按钮按下，预告指示灯亮，预告铃响。召唤岗位司机回答信号。当某个预告点预告回答按钮按下时，对应指示灯熄灭；当所有信号全部回答完毕，操作台预告灯熄灭，就绪灯亮。表示目前准备就绪，可以启车。 预告时间为30秒，超过30秒回答信号未全部返回，此次预告失败。 预告过程中，若要停止预告，按下预告解除按钮，预告灯熄灭、预告铃停止，此次预告终止。再次按下预告按钮，继续预告。 就绪灯亮时，按下起车按钮，起车灯亮，起车铃响，起车程序开始执行。 当主洗设备启动后，应启动合格介质泵，开始进行介质制备，当密度达到带煤要求时，按下介质合格按钮，表示允许启动原煤系统，可以带煤运行。该按钮不按下，即表示不允许启动原煤系统，集控系统一直处于等待状态。 启动完成，运行灯亮，系统进入正常运行。 在主洗系统启动后，按下煤泥水起车按钮，发出煤泥水起车铃响，煤泥水启车灯亮，启动煤泥水系统。 压滤系统的启车要根据浮选精矿池和尾矿桶的液位情况，围绕各自压滤机的启动联锁进行。 当按下停止按钮，停止灯亮，发出停车铃响，集控系统按照顺煤流方向从给煤机开始停车，停车时间间隔以物料排空为原则，该时间为软件设定，调试时可根据需要任意调整。 煤泥水系统停车应在主洗系统停车后，按下煤泥水停车按钮，开始停车。
二、 选煤厂密度自动控制系统 1. 密度控制 在重介选煤过程中，重介质密度对于保证产品质量最为关键。重介质密度将直接影响产品质量和产率。 由于各种因素扰动，重介质密度经常高于或低于工艺要求的范围，为了提高洗选效率，减小分选密度的波动，通常要求重介质悬浮液的密度波动小于±0.01t/m3。在生产中，根据选煤厂采用的具体工艺，确定密度计安装位置。对于无压工艺，密度计可以安装在上料管道或回流管道上均可；对于有压工艺，介质泵所输送的是重介质和原煤的混合物，在上料管中不代表重介质密度。但根据计算由此引起的偏差甚小，重介质密度检测设计可以安装在上料管上，密度计选用澳大利亚阿姆德尔技术、中国昆明生产的放射性同位素管上密度计或我公司的差压式密度计。通过多年的使用证明，该密度计工作可靠，运行稳定，其标称测量误差为±0.005t/ m3。完全满足工艺要求。 在生产准备阶段，根据工艺设计要求，通常是先鼓风、开合介泵，这时，重介质由合介桶通过上料管，流经旋流器、弧形筛，其中流经精煤弧形筛部分进入分流箱。若将分流箱初始位置调整在最小分流量位置，这样最后几乎全部重介质回到合介桶。在重介质的循环过程中，一方面，使合介桶内沉积分层的悬浮液混合均匀；另一方面在正常生产前，一般要根据操作经验，向合介桶内添加一定量的介质粉和相应的水，但其配比不一定、也没必要很准确，通过循环使其均匀混合。这时密度计自动监测重介质密度并输入到自动控制系统，当自动控制系统判断其密度较为稳定时，可认为悬浮液基本均匀。这时，自控系统将给出操作指导，提示开车，启车过程如前所述，原煤部分在介质合格前并不启动。 若最初的重介质悬浮液密度高于工艺要求值（即设定值）时，自动控制系统自动打开加水阀门，直至密度合格为止。 若最初的重介质悬浮液密度低于工艺要求值（即设定值）时，自动控制系统将控制分流器分流一部分悬浮液，被分流的部分悬浮液进入磁选机（此时磁选机已运行），通过磁选机浓缩后的磁铁矿粉重新进入合介桶，经混合后介质密度增加，直至介质密度合格为止。 上述生产准备阶段调节过程（包括人工加介）可在数分钟内完成，即介质密度达到工艺要求的设定值，这时，原煤部分启车，生产开始。 重介质选煤在生产过程中，由于正常的介质消耗，重介质悬浮液密度会逐渐降低，产品也会由重介质悬浮液中带走一部分水份，反而会使重介质悬浮液密度上升，但二者并不平衡，重介质悬浮液的水量损失大于介质损失，最终总的效果是，重介质悬浮液密度上升。另外，重介质悬浮液随着煤泥量的增加其密度也会变高，且粘度也增大。粘度的增大会不利于分选。因此，在工艺设计中、在分流箱设计有一定意在减小煤泥量的部分自然分流，而不管当前密度是否高于或低于工艺要求的值，是合理的，但这是一种定性的补偿。定量的自动控制则由
