双柳选煤厂煤泥水网络系统的研究

张 强

(汾西矿业集团 双柳煤矿选煤厂，山西 柳林 033300)

选煤厂煤泥水处理是煤炭洗选加工的一个重要环节，实现煤泥水处理的智能化控制能够从根本上实现降本增效，解决依赖人工加药和药剂损耗大等问题。双柳选煤厂在改进煤泥水处理控制系统时，发现原有的煤泥水系统已经接入主集控系统中，但是主集控中浓缩系统和压滤系统是互相独立的，两个系统形成了信息孤岛，导致操作人员对于煤泥水处理系统工况判断存在偏差。为有效避免生产过程中由于数据不同步引起的生产安全事故，需对双柳选煤厂煤泥水系统的网络架构升级进行研究设计。

1 总体架构

该次煤泥水系统网络架构的建设基于双柳选煤厂现有的设备条件，通过新增的工业级环网交换机，在不改变原有网关或PLC的IP地址的基础上，专门建立一套煤泥水工业级环网，并将其通过光纤接入原有的主集控网络中。这样，原主集控系统采集的压滤机运行信号及板数信号等数据，在煤泥水系统监控中，也可以进行显示。煤泥水系统网络架构见图1.

图1 网络系统架构图

2 硬件设备

网络架构需要硬件支持，通过加设工业级交换机和网关将浓缩机系统和压滤机系统构建成环网，并通过无线ap构建一套无线wifi系统进行数据通讯，做到三者数据互通。

在选用硬件设备时，考虑现场工作环境恶劣，并要保证网络架构稳定,经过多家比对最终选用了深圳三旺通信的产品。

3 软件系统设计

根据煤泥水系统数据的特点和需求，本着技术先进、实用可靠、经济实惠、操作简便的特点，设计了一套软件系统。系统运行平台选用了目前泛用性较广的Windows操作系统，应用软件选择了fameview组态软件，数据库则选用了开源通用数据库系统Mysql server[1]. 通过搭建的网络系统将煤泥水系统环网中的数据统一集中在煤泥水服务器中，同时通过环网将煤泥水系统的数据传送到操作站和集控中心，在对应客户端上通过fameview组态软件对当前数据进行展示，同时做到服务器与PLC通讯，实现远程控制。系统软件主要用于管理人员实时查看，采用fameview构建了一套可视化界面，所有的数据处理则在原有煤泥水服务器上运行，确保了数据安全。可视化界面开发时考虑到了操作和展示部分，做到了操作简洁、显示明了，降低了管理人员的工作强度。

4 实际施工应用

煤泥水系统的网络系统采用千兆光纤环网，作为主干网络。具体部署如下：

1) 主干网络。

采用3台千兆工业交换机，作为主干交换机，把煤泥水系统及相关的设备用网络连接起来，形成千兆主干环网。3台主干交换机分别布置在煤泥水集控室(压滤车间内)、浓缩车间配电室、压滤车间配电室。交换机之间的连接方式为光纤。该网络可以形成自愈环，当网络中的任意链路发生故障时，可自动从另一条链路进行通讯。自愈时间小于30 ms.

2) 浓缩机。

由于浓缩机为周边传动装置，系统预留的滑环通道数不够，故需要采用无线通信方式，实现对浓缩机及高精度浊度/浓度梯度检测装置的信息进行采集。

采集的方法是在每台浓缩机新增的高精度浊度/浓度梯度检测MPTM-2.0控制箱中，增加一台工业交换机，用于连接高精度浊度/浓度梯度检测装置。同时，浓缩机的PLC通过增加一个通讯网关，把原有系统的PPI接口转化为以太网接口，用网线连入浓缩车间主交换机中。

新增的无线以太网通讯装置，安装在高精度浊度/浓度梯度检测装置的控制单元中，并接入到工业交换机中。在一个能与两台浓缩机形成可视角度的位置上，增加一台以太网无线通信装置接入煤泥水网络系统中，通过这台装置可以实现与两台浓缩机及高精度浊度/浓度梯度检测装置的通讯功能。

3) 浓缩加药系统。

调查发现原浓缩加药系统的通讯接口无法直接接入新增的浓缩系统交换机，因此需要通过网关将原有的RS485接口转换为通用以太网口(MODBUS TCP)后，再接入浓缩车间主交换机中。

4) 压滤机。

把5台压滤机的PLC主机，联至新增的煤泥水系统专设的工业级环网交换机中，不改变原有网关或PLC的IP地址。这样，原主集控系统采集的压滤机运行信号及板数信号等数据，在煤泥水系统监控中，也可以进行显示。

5) 集控室。

将位于压滤车间的煤泥水系统控制室中新增一个服务器，负责运行相应的软件，实现煤泥水系统所要求的功能。将服务器接在主干交换机上并入千兆主干环网。同时，利用原有的网络线缆(光纤)，与主集控的网络连在一起。

6) 工业无线WIFI系统。

在煤泥水系统的覆盖范围内，搭建工业无线WiFi系统，用于实现移动监控的内网。配置3台移动PAD，用于进行煤泥水系统的画面监视和操作。PAD的功能，与煤泥水系统集控上位机功能一致。通过用户权限进行管理，确定操作人员的控制权限。实时监控画面+视频监控画面合为一体，可以使得压滤机司机对压滤机的移动操作更加安全可靠。

5 结 语

通过硬件系统建立和软件系统开发，对双柳选煤厂煤泥水处理系统进行了有效的智能化改造，实现了数据的电子化存储和局域网内部共享，并做了直观的数据展示。该系统改造后已投入使用，运行良好，煤泥水系统的稳定性和自动化程度得到提高，也提高了该选煤厂浓缩工艺过程的透明度，为安全生产提供了保障。