計算機技術在選煤廠中的應用

摘要:本文介紹了選煤廠計算機控制系統組成部分以及它的主要功能，并對其在選煤廠中的一些功能的實現原理作了介紹。

關鍵詞:計算機控制系統功能原理

中圖分類號:TP3文獻標識碼:A文章編號:1672-3791(2011)02(b)-0062-02

自20世紀80年代以來，隨著國內外技術和設備的引進，我國選煤廠的技術裝備水平有了極大的提高。主要表現在洗選設備的大型化、高可靠性、高效率和計算機技術、網絡技術、智能在線儀表等應用，使選煤廠整體技術水平，特別是管理水平有了顯著的提高。

選煤廠控制系統一般包括集中控制系統、調度監控系統和管理監控系統組成。

1選煤廠集中控制系統

是將工藝設備運行狀態，包括與設備運行有關的溜槽翻板、刮板輸送機閘板位置等的控制操縱集中在控制室，由操作員集中控制設備的起、停和監視設備的運行。

1.1 系統設定

當選定任一工藝流程后，PLC將檢測有關輸入狀態，判斷參于該流程的設備的工作方式，以及保護接點狀態等是否滿足開機條件，若條件具備，則可以開機。控制方式有三種:集中自動控制方式，PLC自動完成逆煤流開機過程;現場單機操作方式，由現場操作人員通過PLC控制設備的起、停;集中手動控制方式，在集控室實現單臺設備的起、停機，并具有聯鎖、解鎖功能。這三種控制方式能方便地相互轉換。對不需參與順序開機的設備，可在開機前或任一時刻進行遠方控制。設備開、停機后，原則上為按逆煤流方向相互閉鎖，但對因存料可能造成設備下次帶料啟動困難或因急停會造成跑料、跑水使車間環境惡化的設備均設有跳轉功能。

在正常生產過程中，當設備出現故障時，對于能夠檢測到的故障可在集控室內及時發出事故報警信號。當系統對任一流程發出停機指令后，系統發出停機預告信號，PLC將按程序完成停機閉鎖控制。停機時設備沿順煤流方向單獨停機，即從各設備停止給料后，按本設備正常處理能力及允許的存料條件及時停機，以減少設備開、停機時的空運轉時間。在停機過程中，如遇某臺設備發生故障，則該設備和受其閉鎖的設備立即停機，不受閉鎖的設備仍可按順序停機。凡因設備急停可能造成存料堆積使車間環境惡化的設備，除本設備故障立即停機或其他設備故障引起設備閉鎖停機外，這些設備需延時停機。

1.2 集控與就地控制的轉換

系統中每一個控制分站總是處于兩種控制狀態之一，即集中控制狀態或就地控制狀態。集中控制時，設備控制權交由PLC執行，由上位機通過現場總線通訊指揮PLC的運行。而就地控制狀態，設備控制權在就地，上位機與PLC只是監測設備的運行，集控與就地控制方式的轉換通過硬件來實現，控制狀態轉換原理如圖1所示

2選煤廠調度監控系統及功能

選煤廠調度監控系統主要完成生產信息，包括:工藝設備運行狀態和主要工藝設備工作狀態;翻板、閘板、匣閥位置;儲存倉料位和主要水池(箱)、介質桶、混料桶、煤泥桶等的液位;工藝數據;能源消耗數據等的采集與處理，以圖形、曲線、柱狀圖和報表的形式予以存貯、顯示、打印、并實時提供給調度員和生產管理者，實現數量化的管理，實時掌握生產工況，通過調度或者直接及時調整不合理的生產環節和工藝數據，是選煤廠的生產處于產品質量穩定，效率高，能源消耗低的較理想狀態，提高選煤廠的經濟效益和社會效益。

選煤廠調度監控系統，其硬件系統以工業型微機(IPC)為核心，與集控系統PLC和現場在線檢測儀表、通信網絡等組成，其軟件由系統軟件、應用軟件和網絡通信軟件組成。應用軟件多由IFIX、組態王等，按層次化、模塊化的原則組態形成。

2.1 監控系統功能

如圖2所示。在集控室設2臺上位機和1臺投影儀，來顯示不同系統中工藝設備的工作狀態、貯存桶的料位、主要水池液位、入選原煤量、產品煤量、精煤灰分、煤位、主要設備電機電流和閥門開度等。

2.2 控制方式

系統采用在監控室監控計算機上集中操作和各分站操作員接口分別操作，由操作人員運行系統和控制方式進行選擇，以實現微機單臺啟動和自動順序停功能。

啟動預告功能:系統啟動前，設備啟車預告功能通過笛、鈴和語音向現場設備發出啟動預告信號，以提醒工作人員注意安全。

具有設備禁止啟動功能:在預告期間，監控系統上位機若接收到現場禁啟信號，則停止啟動設備;否則按逆煤流順序啟車。

啟動/暫停功能:在啟車過程中，若有任一臺設備故障或禁啟，系統立即暫停啟車過程，閉鎖來煤設備，延時一定時間，在延時時間內，已啟動設備不停，若故障能短時間排除，可繼續啟車。

事故處理、暫停/解除功能:在設備運行過程中。當某臺設備發生故障時，故障設備至煤源側設備立即停車，故障點沿煤流方向以后的設備煤運空后延時停車。若故障能盡快處理，現場人員可解除故障。這時停車過程自動停止，未停完設備不再繼續停車。系統向設備重新發出啟動預告信號，預告結束后設備自動啟車至煤源，使系統恢復正常運行，以減少設備的頻繁啟停，降低設備的損壞率。

診斷功能:系統具有先進的綜合診斷功能，能快速正確的識別模塊配置錯誤、模擬量超程、線路斷線等故障，并自動報告故障。

網絡功能:PLC與I/O之間采用遠程I/O體系結構，該遠程I/O系統可將I/O分別設置在配電室及各配電點，以減少控制電纜，降低干擾，實現系統布線方式的優化。上位機與計算機管理系統之間采用以太網絡形式連接，組成快速以太網，為計算機管理信息系統傳送生產數據和圖形。

通訊功能:具有直接通訊、高速對等通訊和開放性標準通訊功能，使系統通訊結構簡單、性能高，以滿足計算機與控制器之間的緊密聯系，完成實時數據的傳送與統計。

集控功能:系統設置集中、就地、試驗三種工作方式。集中、就地良種方式可在系統運行中再線切換，試驗方式作為軟件調試及硬件接線檢查用。控制方式由集中控制室調度人員在計算機上進行選擇。故障時參與集控的設備按程序自故障設備起逆煤流閉鎖迅速急停車，在集控室上位機顯示器報警、顯示故障原因。圖形顯示器功能:設備流程圖以不同顏色表示設備的運行、停止、故障狀態;煤位、水位棒狀圖顯示煤倉煤位、水池水位等的變化趨勢。

3工業電視和大屏幕顯示系統的功能

工業電視監控系統是選煤廠監測監控系統的一個子系統，通過裝備工業電視，可各重要作業環節和設備，如膠帶輸送機的給煤點。裝載點、動跳汰機、壓濾機及室外堆煤場、裝車點等場所的現狀，直觀地反映在控制中心的背投監視器上或者通過計算機網絡顯示于端機的顯示屏上，可及時發現帶式輸送機的給煤點、轉載點的堆煤以及受控場所設備的各類故障等，某些場所可替代人員值守，有利于安全生產。工業電視系統的投入運行將為選煤廠調度指揮、安全監控提供直觀可靠的手段，對于提高選煤廠生產管理的現代化水平具有十分重要的意義。

3.1 系統組成

工業電視系統由圖像采集、圖像顯示、圖像傳輸等部分組成。

3.2 系統功能

攝像機的圖像通過光纜或者同軸電纜傳送到選煤廠控制中心的矩陣主機，經視頻分配器輸出至電視機、大屏幕系統和硬盤錄像系統，通過控制鍵盤選擇定點顯示或按順序輪換顯示。矩陣主機系統可接入報警探測器，完成視頻報警處理。

視頻信號還可以從模擬信號轉換成數字信號傳送至計算機網絡，各網絡終端經授權通過客戶端軟件，實現任意切換觀看各監視點圖像，控制云臺和鏡頭。

4結語

集控系統是選煤廠綜合自動化系統的核心，是實現各種單機自動化的基礎，該系統負責對全廠生產設備集中控制，檢測各種參數，所產生的效益是多方面的。生產信息管理系統投運后，顯著提高了選煤廠的現代化生產和管理水平，實現工藝參數的動態管理，降低設備事故率，使管理者準確指揮生產，減少決策失誤，從而達到提高經濟效益的目的。工業電視監視系統的投運，使全廠主要生產設備的運行情況一目了然，及時排除設備事故，及時調度生產崗位人員，從而更好地實現減人提效。

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