综合自动化系统在白庄煤矿洗煤厂的应用

孙利文++王清波+尹大明

摘 要：介绍了洗煤厂综合自动化系统的构成、系统功能与作用以及在白庄煤矿洗煤厂的应用实践。

关键词：综合自动化；集中控制；监视；上位机

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.03.066

1 系统概述

肥城白庄煤矿有限公司隶属于肥城矿业集团有限责任公司，煤矿规模为1.40Mt/a。为提高产品质量及管理水平，2010年对原有的跳汰系统进行了集控改造，2011年对洗煤厂主选系统又进行重介技术改造， 两套系统全部采用自动化控制系统，完全实现了对全厂所有机电设备的集中控制监测，包括厂外相关设备也纳入集中控制系统，并实现工业电视监控功能和语音调度通讯功能，使生产与管理系统建立在一个高度信息化的平台上。

2 系统组成

白庄矿洗煤厂集中控制系统以PLC控制系统为核心，系统控制采用三层网络结构体系，即信息层、控制层、设备层。信息层在控制室组成100M局域网，监控主机通过以太网卡与PLC主机连接数据交换。控制层PLC CPU与采集模块之间通过背板总线，进行数据交换，实现集中控制室对各系统设备的集中监测控制；设备层各参控设备通过控制电缆与本地IO模块连接实现各离散信号及模拟信号的监控。

该系统通过三层网络结构完成洗煤厂整个现场设备的集中控制。

3 系统功能

3.1 生产集中集控系统

（1）洗煤厂集控室负责整个生产系统的生产管理、调度任务和设备操作。控制方式采用HMI+PLC的控制方式，分别完成各个相关工艺设备的集中控制任务。生产系统包括整个生产过程中的运输皮带和主厂房洗煤设备。上位机监控系统选用两台研华工业计算机，互为备用，使用力控组态软件可以显示全厂生产设备运行情况和运行参数，包括图形监控、动态图形显示、历史数据采集管理、状态趋势图、自诊断、报警等诸多功能。

（2）PLC控制系统选用SIEMENS S7-300系列可编程序逻辑控制器（PLC）为主站，根据配电室位置情况设7个PLC分站，现场通过PROFIBUS总线连接，主站与控制室通过以太网连接，上位机实现双机热备。

（3）监控功能和控制功能采用在调度监控计算机上集中进行，由集控室调度人员对运行控制方式进行选择，以实现单台设备启动或自动顺序启停功能。

3.2 控制方式

生产集中控制系统有两种控制操作方式，即集控室集中控制操作和现场单台设备就地操作操作。集制室集中控制操作是洗煤厂综合自动化控制系统的主要操作方式，现场单台设备就地操作方式主要用于设备的调试和检修。集控室集中控制优先，现场单台设备就地控制为辅。

（1）集中控制方式。集中控制方式分为集中自动和手动两种方式。集中自动控制方式即通过集控室上位机鼠标，对计算机进行控制，结合计算机显示器显示，按照符合现场的工艺流程实现现场设备的逆煤流依次起动，设备间的启动延时可以根据现场需要，从PLC程序里方便地设定。集中手动方式即通过集控室计算机鼠标，实现对现场单台设备的起停控制。

（2）现场单台设备操作方式。现场设备附近均设置就地操作控制箱，实现单台设备的起停控制，该操作方式主要供单机调试、维护使用。在此工作方式下，设备的操作独立于PLC控制，确保在控制系统发生严重故障情况下，不影响正常生产。

3.3 实现功能

集中控制系统，以PLC控制系统为核心结合上位机力控组态软件，利用一根网线就可以实现上位机与PLC之间的数据交换功能，从而根据采集到现场各种开关量和模拟量的输入、输出信号，实现对现场设备的控制、监测和调节。同时，在启车和停车时，集控室调度员在上位机只需通过鼠标操作就可实现对全厂设备的控制，这不仅大大节约了人力而且大大降低了工人的劳动强度。

4 工业电视系统

工业电视系统是由现场的三星摄像头、旋转云台，以及位于洗煤厂集控室的工业电视主机柜、电视墙、计算机等组成。集控室内的电视墙由21台29寸创维工业监视器组成，其中工业电视机柜内装3台16路视频分配器，45路视频光接收机，和1台矩阵组成。此系统通过37个摄像头，采集现场37个重要岗点的信息，以光纤为载体传入集控室主机柜，经视频分配器输出至各监视器和显示服务器。

集控室调度台有手动键盘，一方面能够通过键盘切换现场37路画面，同时能够通过键盘上的手柄能够实现对现场云台攝像头的放大、缩小和旋转功能，从而实现对各个监控点动态直观实时监控，使集控室调度人员24小时都能实时监控各岗点的设备运行状态和生产情况，降低了事故发生率，实现了集中监控管理和辅助指挥调度的目的。

5 调度通讯系统

调度通讯系统由KTJ4H型数字程控调度机、调度键盘、维护终端、扩音终端、喇叭、本安电话机等组成。通过调度通讯系统把集控室主键盘和现场电话及喇叭结合起来，强大的抗噪音功能及喇叭的扩音功能，实现了集控室与现场的直接通讯。集控开车时，通过集控室工作人员在上位机电脑上点击语音预警，可以实现全厂的启车报警功能，避免事故的发生。

6 结语

综合自动化控制系统在白庄煤矿洗煤厂的成功应用，大大提高了洗煤厂的自动化水平，提高了生产效率，减轻了现场工人的劳动强度，使洗煤厂实现了管——监——控一体化的目标。该系统操作简单可靠、故障率低，便于维护和管理，为洗煤厂的高效发展奠定了基础，值得在洗煤企业中大力推广应用。

参考文献：

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