选煤厂集中控制系统方案

选煤厂集中控制系统方案内容摘要：

调节功能。 5） PROBE 超声波液位计 超声波液位计通过测量声波脉冲 的运行时间来连续测量介质液位。 高频率的压电陶瓷超声波探头发射聚焦成束的超声波脉冲，到达固体或液体介质的表面后被反射回来。 电子部件通过计算声波信号的运行时间、分析回波信号可以得到一个准确的测量环境图。 探头既是发射装置又是接收装置。 在接收回波信号时，探头就是一个灵敏度很高的压电扩音器。 通过计算声波的运行时间，电子部件准确的计算出探头到介质表面的距离。 这个距离数被转换成与液位成正比的测量信号，同时准确的给出液位高度。 由于声波的运行速度受一定的温度的影响，所以探头也连续测量环境温度，这样，当温度变化 时，也能准确地测出液位。 供电或输出信号通过一根两芯导线，输出 420Ma。 不受介质特性影响，如：密度，导电性，介质常数等。 自动清理膜片的冷凝水和灰尘。 3． 4． 3 生产系统控制的网络构成 我们在贵选煤厂的控制系统中，采用两层网络结构，控制网和监控网。 控制网采用了GENIUS 网。 控制网将完成对所全厂设备运行状态、工艺参数等的数据采集以及设备控制和相关的调节过程。 监控网采用以太网和 PLC 控制主机相连接，完成生产系统的监控管理功能。 第一层 网络为现场控制网，采用 PROFIBUS DP 通讯。 PROFIBUS DP 为 S7 系列的工业控制网络。 构成的网络最远可达 1000 米。 可通过中继器延长通讯距离。 第二层 网络为监控层，监控层采用以太网。 这种网具有通讯速度快，可靠性高，组网方便，和上、下级网的兼容性好等优点。 16 监控 系统功能 监控 系统组成和特点 选煤厂生产系统的控制主机采用 西门子 的 CPU4144H 作为控制主机，分站采用 西门子 的ET200MI/O 系列模块，此 ET200MI/O 系列模块系列为 西门子 中高性价 比产品，主站和分站之间通过 DP 控制网络与远程分站、监控系统相连 ,是 DP 网络系列的典范。 PLC 的开关量 I/O 点通过中间继电器隔离，为 I/O 模块的运行提供可靠保障 PLC 柜采用 UPS 供电 ,保证系统不间断运行。 集控系统配置集控电源柜 ,主要给 PLC 柜 ,计算机 、 打印机 、 投影议 、 电视机 、 现场仪表等监控系统设备提供电源。 保证供电电源可靠性。 集控系统采用稳压电源 ,保证供电电源稳定性。 设备控制原理 (代表性 ) 此原理图设计，集控设备要检测的信号 有： 17 （ 1） 设备禁起信号 （ 2） 就地起车信号 （ 3） 综合保护器信号 （ 4） 设备运行信号 （ 5） 皮带拉绳报警信号 （ 6） 皮带轻度跑偏、重度跑偏报警信号 （ 7） 溜槽堵塞报警信号 （ 8） 皮带失速报警信号 此种控制方案，设备集中就地完全由集控室调度人员在计算机上来选择，正常情况下采用集控开车，就地开车也须经过 PLC 来实现，避免面了现场人为的误动作，集中就地可在系统中在线切换，特殊情况下，如 PLC 系统突发故障 ,可以通过紧急就地继电器工作 ,实现就地开车方式 ,也不会影响正常生产。 此种控制方案可以完整的检测到设备各种状况，各种报警信号 ,能够及时准确地反映出设备的故障点，不仅方便了系统维护，同时减少了检修和停产时间，使选煤厂提高效益。 显而易见 , 此种控制方案完全能满足现场生产和检修的需要 ,控制方式更加合理和完善。 I/O 统计表 功能 1)集中控制系统 在程序设计上，主控 CPU 能自动诊断所选系统的运行条件、各设备的输入状态及保护接点是否满足起车条件，若出现异常情况 PLC 向上位机给出相应的报警信息。 生产系统在开、停车方面及密度调节方面实现 自动控制。 浮选和浓缩压滤系统及其他附属设备除外 ,其他设备 (包括参加集中控制的各种阀门 )全部参加集中控制。 PLC 通过各 I／ O 站对现场设备进行控制，控制方式分为自动、手动、就地和零位四种方式。 18 A ）自动方式 自动方式用于正常生产运行时使用。 自动方式的所有操作均可通过上位计算机进行操作，运行人员根据工艺要求可在 CRT 上调出预选流程菜单。 当程序选择无误且组成一条完整的流程时， CRT 上出现程选有效信号。 当挡板及其现场信号全部到位后，发出允许启动信号后 ,所选设备按逆煤流方向启动各台设备，设备起动前告警 器发出告警音响，设备启动后现场告警停止音响。 程序停机时顺煤流逐一按预定的延时停机。 同时能够动态监视设备的起停过程 ,对禁起设备、故障设备、做到及时报警 ,并作出相应处理 ,故障具有声光报警功能。 对于所有集控设备 (包括参加集中控制的阀门 ),在集中控制下 ,都能实现远控 ,用鼠标单起、单停每台设备。 B） 手动方式 手动方式分为联锁手动和解锁手动。 联锁手动是操作人员在上位机上通过 PLC 完成。 操作人员根据运行要求在上位机上调出相应画面进行。 对已选择好的流程的设备按联锁方式逆煤流逐台的启动设备，按顺煤流方向 逐台停机。 可在计算机上动态监控各设备的运行情况。 解锁手动也在上位机进行操作，此时无任何联锁关系，可通过计算机对集控系统各个设备进行单起单停操作 ,主要用于调试设备和故障时单独设备时使用。 C） 就地方式 就地方式为解锁手动，是在就地控制箱上进行操作，此时控制室对设备不起控制作用。 运煤系统在现场设有仅供设备检修的起停按钮及事故紧急停机拉线开关 (或按钮 )。 就地方式主要用于检修设备和事故状态下就地操作。 D） 调试或零位 用于软件系统调试或停车状态。 生产过程控制系统的具体功能如下： ① 起车前的操作过程 系统正常后，程序可根据各系统的实际情况选择各自的运行方式，并满足集中 /就地的无扰动切换。 a)控制方式选择 集控方式， PLC 执行用户程序的全部控制功能；就地方式下 PLC 仅执行模拟显示功能；单起方式下，在集控室实现单台设备的起、停车，并具有联锁、解锁功能。 b)系统流程选择 当选定任一选煤流程后， PLC 将检测有关输入状态，判断参与该流程控制的溜槽位置，设备工作方式，以及保护点状态等是否满足起车条件。 ② 起车过程的控制 a)当前述指令操作完毕，系统准备就绪，发出起车指令，所选系统将在指定的起车方式下进入起车控制过程。 19 b)在逆煤流起车过程中出现故障时，岗位工根据现场的实际情况可随时按下禁启按钮，终止起车过程。 起车指令自动撤除并报警，已起设备保持运行，在短时间排除故障后，可从故障设备接续起车。 否则可顺序停车。 ③ 系统运行的闭锁及控制 a) 在运行过程中出现故障时，逆煤流闭锁保护、报警。 b) 对各种保护、运行参数实时检测。 c) 完成系统中各调节过程的控制。 d) 调度人员和岗位 工人都可随时解除某个系统和设备的运行。 对不需参与顺序起车或难以进入顺序起车过程的设备，可在起车前或在任一时刻远方控制该设备（如某些泵、闸板、阀门等）。 ④ 停车过程的控制 a) 当系统对任一流程发出停车指令后， PLC 将按用户程序完成停车闭锁控制，确保设备停车后不出现存料现象。 b) 在停车过程中，如遇某台设备故障，则该设备和受其闭锁的设备立即停车，不受闭锁的设备仍可按程序停车。 ⑤ 凡因可能造成设备存料或因设备急停造成跑水跑料使车间环境恶化的设备，除 本设备故障立即停车外，其他设备故障引起设备闭锁停车时，则上述设备不立即停车，而按一定延时停车。 ⑥ 当发生紧急事故时，具有紧急停车功能，使全厂设备立即停车，最大限度的减少损失。 ⑦ 当现场设备出现异常现象时，控制系统发出事故报警信号。 对一般事故（如皮带的一级跑偏）只作报警，对影响设备和人身安全的事故和直接作用与停车。 2)调度监控系统 调度监控系统监控软件选用美国 Intellution 公司的 版。 采用模块化、层次化结构，可以 更方便地进行组态。 通过调度监控系统完成全厂工艺设备的监控，实时显示工艺设备的工作状态以及所采集的工艺过程参数。 通过以上信息，指导系统设备的开、停并及时调整生产过程；同时，通过工艺参数的采集处理，为逐步建立以工艺参数检测和人工实践知识为基础的智能监控系统创造条件。 在 调度监控系统中，在集控室设 2 台监控调度计算机（为原集控系统和密控系统的上位机），监控调度计算机将分系统完成全厂数据的显示、存储。 以趋势图等多种方式显示全厂煤位、水位、煤量、灰份、密度、压力等。 并做为自动调节过程控制系统的人机接口。 且具备生产报 20 表 的定时打印、事故报警打印等功能。 a）图形显示功能 图形显示功能是一个实时动画显示功能。 通过观察显示器画面上系统对设备状态描述来监视生产过程的运行状况； 系统采用立体动画图形对某些主要设备进行描述，如：皮带机、磁选机、压滤机、介质泵等，当设备处于停止状态时，代表该设备的图形是静态的，当设备处于运行状态时，系统就会以动画的形式模拟设备运行，形象逼真，富有动感； 系统采用不同颜色来表示设备的各种运行状态。 红色表示设备处于带电状态；绿色表示设备正在运行；黄色表示设备处于故障状态，所有的流程线均 采用不同颜色的线条进行描述：煤流用黑色、煤泥水用灰色、循环水用蓝色等； 系统可集中显示全厂工艺流程系统图，也可以分系统显示各独立的工艺流程。 ；也可以采用循环分页显示、定格及调出显示等方式； 不论在任何显示方式下，一旦设备发生故障，计算机自动调出故障设备发生故障的类型、时间等。 b）数据显示功能 数据显示功能主要以各种方式显示数据采集系统所采集的各种参数：如煤量、灰分、密度、电机电流、仓位、水位等。  煤量显示 —— 按流程显示原煤煤量、精煤煤量和其它产品煤的煤量，以图表方式显示瞬时值及累加值；并有 数字显示方式）  灰分显示 —— 以柱状图、图表方式显示精煤灰分；（并有数字显示方式）  仓位 —— 以直方图动态显示原煤仓、中煤仓、精煤仓仓位的连续变化，以煤仓的固有几何尺寸自动换算出为煤仓储煤量，并在直方图上实时显示，仓位设高、低位超限报警；  水位 —— 以直方图方式动态显示 合格介质桶、稀介质桶 等液位的连续变化，以水池（桶）的固有几何尺寸自动换算出水池储水量，并直方图上显示；水位设高、低位超限报警； c）历史趋势功能 根据采集到的各参数性质，按类别形成多幅历史趋势曲线图，如煤量历史趋势图、介质密度历史趋势图、灰分历史趋势图等，一些重要参数可记录在硬盘，随时可调盘显示，做到无序查询、统计、汇总、打印，从而科学地指导生产。 d）语音报警系统 语音报警系统是由多媒体工业计算机完成的。 全厂控制系统的各种预告方式、设备故障 21 等需由语音播出的状态均可由语音系统完成，且可方便的更改及增减。 所有的报警记录和报警状态在报警状态表中都有详细的记录。 做到无序查询 、 统计 、 汇总 、 打印。 e）远程访问监视功能 无论是在办公室、家里或其他地方 ,管理人员和技术人员都可以利用标准 INTERNET 流览器实时流 览选煤厂的生产过程。 重介质密度参数调节系统 重介密度自动控制系统控制功能的实现采用 GE9030 系列 PLC 可编程控制器为控制主机。 工控机作为人机接口界面，是操作者和系统交互联系的平台，显示密度、压力、液位、执行机构等工艺参数及流程，显示参数对话框，可实现参数的读写功能。 在选煤厂集中控制室人机界面是以 Intellution IFIX 为开发平台，采用可视化开发技术进行图形界面的过程处理，实时显示图形，用户界面清晰，在上位机上显示整个工艺参数、工艺流程及设备状态，操作人员可以清晰、直观地监视系统的运行 状况。 各种操作均以按钮、下拉菜单、列表框来实现。 立体感强，操作简便，直观舒适。 操作者可用鼠标完成对软件的全部操作。 我们设计的用户界面包括： 工艺流程界面 ：显示工艺和运行状态和给煤量等的实时数据，据此可判断现场各设备运行是事业正常； 控制界面 ：以常见调节器面板为模板，动态显示各控制量的实时数据和输出值，可以在此界面上修改设定值，密度等参数； 历史查询 ：利用 FIX的历史数据自动生成功能完成； 参数设定 ：当现场情况发生变化时，需要对系统的一些参数，如采样时间、下限、上限等。