望峰岗180万吨选煤厂集控系统初步设计说明书(编辑修改稿)

望峰岗180万吨选煤厂集控系统初步设计说明书(编辑修改稿)内容摘要：

厂房建设特： 按照经济安全的使用原则，以美观的为设计原则和思想，按照技术先进，经济合理，综合效益好的思想，设计过程中力求采用最新最先进的技术，新型材料，新型结构，使得工程技术具有先进的水平，更加结构合理，施工简单方便，就地取材方便。 结构特色：根据各单项工程的功能特点，分别采用钢筋框架结构，钢框架结构和 安徽理工大学毕业设计 7 环保空心砖和混凝土结构，主厂房要求采光效果好，通风效果好。 建筑特色：厂区建筑要求简洁大方。 色彩符合厂区环境，带有工业 建筑的色彩特点。 望峰岗选煤厂工艺流程的主要特点 望 峰岗选煤厂是一座炼焦煤型选煤厂，经过多次改造与实践最终确定了采用目前选煤市场上具有最先进技术的大直径无压三产品重介旋流器 +煤泥浮选 +粗精煤泥重介 +细煤泥压滤 +粗煤泥筛网沉降回收。 本选煤厂的最大特色是采用了大直径无压三产品重介旋流器不脱泥入选的方式。 重介分选系统：原煤不脱泥直接采用大直径无压三产品重介旋流器进行分选，一段分选出精煤、二段分选中煤和矸石。 粗煤泥重介分选系统：采用了和合格介质分流的方法，弧形筛筛下合格介质进行分流，其中一部分收集到合格介质桶 供循环使用，另一部分流至煤泥重介旋流器进行分选，得到精煤和中煤两种产品。 产品脱介、脱水系统：精煤中煤经弧形筛、精煤脱介筛磁选机进行脱介脱水操作，矸石产品经过弧形脱介筛，振动脱水机直接得到产品，矸石不进行磁选。 介质系统：中煤和矸石经过脱介弧形筛得到的合格介质直接返回到合格介质桶供循环使用。 水力旋流器得到的稀介质回到稀介质桶，补加一部分赤铁矿粉达到合格介质标准后转移到合格介质通供循环使用。 粗煤泥回收系统：精煤磁选尾矿采用经煤泥离心脱水机脱水后得到粗煤泥，粗煤泥可以作为精煤使用出售。 尾煤压滤系统：浮选尾煤 通过管道进入耙式浓缩机进行浓缩，浓缩机的底流通过底流泵压送至压滤车间。 经压滤后得到煤泥，送至煤泥晾晒场进行自然晾晒。 3 现场控制系统概述 经过 30年的发展 plc 现在已经形成了完整的工业控制器产品系统，成为了工业控制领域中最常用的基础自动化控制设备。 它现在朝着小型化、廉价化、功能强、速度快、标准化列化的方向发展。 另一个是大型化的发展趋势，高度智能化链接计算机共同组成集控体系。 所谓的选煤厂集中控制就是对选煤厂生产工艺系统中有关联生产设备和生产过程，在集中控制系统下在集中控制室内按预先设定程序进行启车、停车，紧急 事故处理的处理。 选煤厂的生产环节多，设备多，设备之间联系紧密，想要实现整个在选煤厂的合理运作，就需要设置大量的就地控制工作岗位，而这些工人在工作时还需要相互合作，一旦合作失误就会出现一系 安徽理工大学毕业设计 8 列的生产事故，例如选煤厂启动设备的顺序要求是逆煤流延时逐台启动，如果其中一台设备没有按时启动就会造成堆煤的现象，对生产造成影响。 停车时要求顺煤流延时逐台停车，这是为让每台设备上的煤炭处理加工完成，使设备处于空载状态，为下次启车提供条件。 解决这些问题最有效的方法就是实现选煤厂的集中控制，首先可以解决现场工人操作差异性的问题，实 现统一操作 ，第二，可以很有效解决设备的启停顺序的控制。 通过预先设定的程序，通过 plc 控制设备的启停。 第三，可以自动控制生产工艺参数，并实现自动调节，对于保证产品的质量，工艺参数的稳定性有着很强的控制作作用。 集控系统是以 PLC 为主要核心，通过 PLC 检测生产设备的生产。 PLC 主要具有以下的特点： 1) 可靠性高，抗干扰能力强 PLC 是专门为了在工业环境应用而设计，具有很高的稳定性，抗干扰能力极强，从结构设计到零件选择制作工艺的均有严格的要求。 2) 通用性好， I/O 接口丰富 PLC 是一种通用性良好的工业控制设备，现场使 用的 PLC 大部分采用模块结构，使用方便，更换迅速。 3) 编程简单，使用方便 4) 设计，安装容易，维修工作量小 由于 PLC生产厂家不多，各家产品有自己产品的通用标准，同一厂家配件基本通用，使用过程中，在设计，安装，调试和维修等方面，简单实用。 5) 体积小，能耗低 6) 联网方便，便于系统集成 选煤厂集中控制系统的实现目标 由于各选煤厂之间的工艺流程个各不相同，所使用的设备也有很大的区别，这导致了各选煤厂之间的集控系统有着很大的差别。 但都应具有以下几个方面的功能 1. 集控系统可分类为三种控制方式：集控、单起、就地。 各个生产系统之间的设备应该还可以灵活的相互转换而不影响其他的设备。 ，包括远程集控和就地。 两种方式可相互切换而不存在启车停车失败的现象。 ，逆煤流延时启车，避免集中启车的冲击电流。 ，则与其有闭锁的设备立即停车。 5. 上位机系统具有一下几个功能 ,数据打印，历史储存，传输图形显示，报警。 安徽理工大学毕业设计 9 选煤厂生产工艺系统对集中控制系统的要求 选煤厂的工艺流程具有很强的连续性，所以各台设备之间有很严格的启停顺序。 任意一台设备发生故障都会造成 与其有相关闭锁关系的设备的停车。 因此，集中控制系统应遵循以下原则： 1. 工艺流程和设备的应具有灵活性。 2. 控制方式之间灵活的相互转换 3. 闭锁关系：当某台设备发生故障的时候，其逆煤流方向的上游设备应该立即停车，以免出现设备压煤现象。 ③事故报警信号：当某台设备发生故障的时候，集控系统应迅速的做出反应发出事故信号，提醒岗位司机注意。 4. 启、停顺序 : ①启车顺序：逆煤流延时启动，延时一般为 35s，这样就减小集中启车的冲击电流对电网的冲击。 ②停车顺序：正常的停车顺序是顺煤流方向逐台延时停车，延时时 间为该台设备上的煤全部处理完的时间。 选煤厂集中控制系统的设计步骤 集中控制系统的设计、调试、运行包括以下几个方面： ：在设计集控之前首先要弄清选煤厂的工艺流程要求，弄清哪些变量需要监控，再其次，弄清哪些变量需要输入 PLC，是模拟量还是开关量，需要哪些保护措施，只有一一了解上述的内容 ，能开始集中控制的设计。 ：要深入了解集中控制系统的全部功能，输入 /输出信号种类、控制方式、以及对信号的要求，对动作过程中的控制的时序进行分析。 PLC 机型 和输入 /输出模块：首先要确定合适的输入 /输出模块，确定主电路各电器以及保护器件，选择报警和显示元件等。 根据电器以及保护器件的数量统计出 PLC 的 I/O 点数，根据相关要求确定 PLC的型号。 4. 程序设计：当完成以上要求之后，接下来就是对控制系统进行编程了。 PLC的编程语言有多种，本设计中采用的是梯形图语言，适用性很强。 可编程控制器（ PLC） 可编程控制器（ PLC）的概述 可编程序控制器（ PLC）是执行数字运算的电子操作系统，主要是为了解决工业环境下的复杂要求而设计的。 它采用存储器为可编程的 ，主要用来执行存储顺 安徽理工大学毕业设计 10 序控制、逻辑运算、计数等操作的命令，并利用数字式输入 /输出，控制不同类型的设备和工艺流程。 PLC 及其外围设备，都按易于使工业系统与其连成一个整体，且有利于扩充其功能的原则设计。 可编程序控制器是以微处理为基础，并且将控制规则存于存储器中，最后应用到以控制开关量为主的逻辑、过程控制等工业领域。 可编程序控制器（ PLC）的主要特点 PLC 虽然可以简单视为具有特殊体系结构的工业计算机，由于它具有更强的与工业过程相连的特殊接口以及特殊监控软件，有更适用于控制要求的编程语言，工作原理也与计 算机有一定差别，因此它不同于一般的工业计算机。 它的主要特点如下： ： PLC 的编程语言有梯形图语言、助记符语言、逻辑功能图语言、顺序功能流程图语言以及某些高级语言，但大多数使用的还是梯形图语言，它具有简单易学、直观清晰的特点。 ： PLC 内部包括计数器、定时器，移位寄存器、时序电路等等，这些组合起来就可以实现闭锁、延时、跳转等许多功能。 ：它的输出接口有很强大的驱动能力，可与继电器、接触器等连接在一起。 不论是输出接口还是输入接口，使用都很方便。 性高，抗干扰强： PLC 选用的是大规模的集成电路和微处理器，使得系统器件数量大大减少，并且在软件和硬件的设计制造过程中采取了一系列隔离和干扰措施，使得它能够适应恶劣的工作环境，所以具有很高的可靠性。 ： PLC采用的是模块化组合结构，使得系统构成十分灵活。 ： PLC 的硬件采用模块化结构，可以灵活的组态以适应不同的控制对象、控制规模和控制功能的要求。 ： PLC 采用的是微型计算机技术，容易装入机械设备内部 可编程序控制器的循环扫描工作方式 PLC 采用的工作方式为 循环扫描，不论用户程序运行与否，都周而复始的进行循环扫描，并执行系统程序规定的任务。 下图是 PLC 的扫描工作流程图，可大致分为 3 个阶段（ 1）输入采样阶段 PLC在输入采样阶段，首先扫描所有输入端子，并将各输入状态存入对应的输入映象寄存器中。 当输入映象寄存器被刷新后，进入程序执行阶段，在程序执行阶段和输出刷新阶段，因输入锁存在输入电路中，无论输入信号如何变化，其内容都保持不变，直到下一个扫描周期的输入采样阶段开始，才重新向输入端写入新内容。 （ 2）程序执行阶段 PLC 按从上到下、从左到右的顺序逐句扫描程序。 当指令涉及输入、输出状态时， PLC 就从 安徽理工大学毕业设计 11 输入映象寄存器“读入”上一阶段采入的对应输入端子的状态，从元件映象寄存器“读入”对应元件（“软继电器”）的当前状态。 然后，进行相应的运算，并将运算结果存入元件映象寄存器中。 对元件映象寄存器来说，每一个元件（“软继电器”）的状态都会随着程序执行过程而变化。 （ 3）输出刷新阶段 当用户程序执行结束后，元件映象寄存器中所有输出继电器的状态，在输出刷新阶段转存到输出锁存器中，并通过一定方式输出，驱动外部负载。 每一次扫描所用的时间称为一个扫描周期。 接通电源清I / O 继电器区，复位所有定时器检查I / O 单元连接复位定时系统检查系统硬件和程序存储器所有检查是否正确连接服务执行外设命令复位系统定时器和程序地址计数器执行用户程序程序结束复位系统定时器I / O 刷新，从输入端子接收信号，向输出端子发出信号外设端口服务设置异常继电器异常：灯亮报警：闪烁异常或报警否报警异常 图 31 PLC 的扫描工作流程图 ：扫描之前， CPU 进行复位监视定时器、硬件检查、内存检查等。 若有异常，灯亮，判断并显示故障的性质。 ： CPU 对程序按照先左后右、先上后下的顺序进行解释和执行。 安徽理工大学毕业设计 12 ： CPU 首先读取输入点的状态，将此写入 PLC 内部。 无论输入点的状态怎样变化，输入端都将写入的内容保持不变。 然后将所有输出继电器的状态送至输出端口，驱动执行元件动作。 ： PLC 完成上述各阶段处理后，返回公共处理阶段，周而复始的进行扫描。 正常情况下，监视定时器不会动作。 PLC 的 I/O 滞后现象 PLC 的输入输出响应滞后时间指的是输出动作的时间滞后于输入动作的时间，造成这一滞后的原因如下： PLC 通过它的输入，输出模块与外部联系，为了提高 PLC 工作的可靠性，所有外部的 I/O 信号都要经过光电耦合或继电器等隔离后才能传入与送出 PLC。 PLC 在设计输入电路的时候，为了防止输入触点的颤抖和输入线混入的干扰而引起的错误动作，电路一般设有 PLC 滤波器，因此外部输入从断到通时， PLC 内部约有 10 毫秒钟的响应滞后，这种滞后属于屋里滞后。 由元件和电路原因造成 的滞后属于物理滞后，由于 PLC 是采用扫描方式进行工作的，所以还存在着由于扫描工作而引起的 I/O 响应延迟。 这种滞后是因为输入输出刷新时间和运行用户程序所造成的，可以称为逻辑滞后。 从上面的分析，不难得知： 为了保证输入信息可靠进入输入采样阶段，输入信息的稳定驻留时间必须大于 PLC 的扫描周期，这样可以保证输入信息不会丢失。 要减少 I/O 响应时间，除在硬件上想办法减少延迟时间外，在传送方式上可采用直接传送方式。 现场控制系统设计 集控系统基本配置方案 根据主厂房的布置情况，分别在一楼设置一个分 站，二楼一个分站，三四楼一个分站，原煤车间一个分站，还要设立上位机，主站。 二次回路的控制 二次回路（ secondary circuit） ，是指测量回路、继电保护回路、开关控制及信号回路、操作电源回路、断路器和隔离开关的电气闭锁回路等全部低压回路。 由二次设备互相连接，构成对一次设备进行监测、控制、调节和保护的电气回路。 测量仪表、继电器、控制和信号元件，自动装置、继电保护装置、电流、电压互感器等，按一定的要求连接在一起所构成的电气回路，称为二次接线或称为二次回路。 一次回路的组成由发电机、变压器 、电力电缆、断路器、隔离开关、电压、电流互感器、避。