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開灤(集團(tuán))有限責(zé)任公司錢家營礦業(yè)分公司是國家“七五”重點(diǎn)建設(shè)項(xiàng)目之一，1978年開工建設(shè)，1988年12月 建成投產(chǎn)，設(shè)計(jì)年生產(chǎn)原煤400萬噸，并有一座與之相配套的選煤廠，是我國自行設(shè)計(jì)與施工建設(shè)的一座特大型現(xiàn) 代化礦井，現(xiàn)有員工6395人，固定資產(chǎn)10.89億元。
公司位于河北省唐山市豐南區(qū)境內(nèi)，自備鐵路和京山線相連，與秦皇島港、京唐港、塘沽港三個(gè)港口的公路距離均 在一百公里左右，有三條高速公路和若干國道省道相通, 地理位置優(yōu)越，路運(yùn)、水運(yùn)十分便利。
錢礦公司井田總面積81平方公里，有6個(gè)可采煤層，其中5、7、9、12煤層為主采煤層，可采煤量6.38億噸。煤種 具有低灰、低硫、高發(fā)熱量等特點(diǎn)，是理想的動(dòng)力用煤和煉焦配煤。礦井采用豎井、階段石門、集中大巷開拓方式, 綜合機(jī)械化采煤，采掘機(jī)械化程度100%。
投產(chǎn)以來，錢礦公司以建設(shè)高產(chǎn)高效礦井為主線，大力實(shí) 施科技興礦戰(zhàn)略，投資6億多元先后完成了主井自動(dòng)化改 造、電液控自移支架等新型設(shè)備，實(shí)施了巖巷中深中孔光 爆、煤巷全錨網(wǎng)支護(hù)、皮帶集控等21項(xiàng)新工藝、新技術(shù), 基本形成了生產(chǎn)系統(tǒng)現(xiàn)代化、關(guān)鍵部位自動(dòng)化、安全監(jiān)測 網(wǎng)絡(luò)化的格局，使礦井產(chǎn)量、勞動(dòng)效率和經(jīng)濟(jì)效益同步大幅度提升。1998年建成了行業(yè)級(jí)“雙高”礦井，2000年建 成行業(yè)特級(jí)“雙高”礦井。隨著企業(yè)發(fā)展，錢礦公司先后 榮獲現(xiàn)代化礦井、特級(jí)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)化礦井、省級(jí)標(biāo)兵企業(yè)、煤 炭企業(yè)現(xiàn)場管理先進(jìn)單位、省級(jí)重合同守信用單位、省級(jí) 園林式單位和全國文明煤礦、全國“雙十佳”煤礦等稱號(hào), 獲得國家、省市級(jí)以上科技成果多項(xiàng)，全國QC一等獎(jiǎng)2項(xiàng)。
多年來，公司以高質(zhì)量、多品種為手段，大力開發(fā)煤炭市場，形成了精煤和動(dòng)力煤兩大系列8個(gè)品種的多元化產(chǎn)品 結(jié)構(gòu)，并通過了ISO9001質(zhì)量體系認(rèn)證，增強(qiáng)了市場競爭力，產(chǎn)品暢銷東北、華北、江浙、上海、廣州等地，并實(shí) 現(xiàn)了精煤出口。
選煤廠集控系統(tǒng)組成
選煤廠集控系統(tǒng)工程分為計(jì)算機(jī)信息管理系統(tǒng)、全廠設(shè)備集中控制系統(tǒng)、單機(jī)自動(dòng)化/閉環(huán)控制系統(tǒng)、檢測/計(jì)量設(shè)備4部分。
全廠總體網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)為3層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，如下圖所示。
上層為公司網(wǎng)絡(luò)，作為信息層，選煤廠計(jì)算機(jī)信息管理系統(tǒng)定位為錢家營礦業(yè)分公司管理信息系統(tǒng)的一個(gè)組成部分。中間層是控制層，由全廠生產(chǎn)集中控制系統(tǒng)和工藝參數(shù)閉環(huán)控制系統(tǒng)組成。
作為全廠生產(chǎn)集中控制系統(tǒng)和工藝參數(shù)閉環(huán)控制系統(tǒng)人機(jī)界面的監(jiān)控計(jì)算機(jī)，采用了工業(yè)等級(jí)的計(jì)算機(jī)并通過百兆 以太網(wǎng)上聯(lián)全廠信息管理系統(tǒng)。最底層通過10兆以太網(wǎng)下連PLC，與密度自動(dòng)控制、浮選自動(dòng)加藥、原煤、主洗、浮選、上倉、裝車、及其它輔助生產(chǎn)系統(tǒng)的PLC站構(gòu)成車間設(shè)備層網(wǎng)絡(luò)；該層采用了當(dāng)今國際上應(yīng)用最為廣泛的PROFIBUS總線技術(shù)。
全廠監(jiān)控系統(tǒng)
全廠監(jiān)控系統(tǒng)全部由德國SIEMENS公司的S7系列PLC主 機(jī)組成。
錢家營礦選煤廠集控系統(tǒng)總的規(guī)模大(全部建成后PLC總的I/O點(diǎn)數(shù)約7000～8000點(diǎn))，且屬于系統(tǒng)項(xiàng)目，要保證生產(chǎn)的正常進(jìn)行，需分步實(shí)施系統(tǒng)。為降低系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)，確保在不影響正常生產(chǎn)的情況下實(shí)施分步系統(tǒng)，該項(xiàng)目采用分散型控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)構(gòu)建了錢家營礦選煤監(jiān)控系統(tǒng)。PLC監(jiān)控 系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)見下圖。
全廠集控(含閉環(huán))系統(tǒng)設(shè)置下列PLC站：
· 原煤系統(tǒng)PLC站：主機(jī)設(shè)在1RS，在2RS、74V及倉上配 電室設(shè)I/O站
· I系統(tǒng)PLC站：設(shè)在3RS3
· II系統(tǒng)PLC站：設(shè)在3RS2
· 浮選系統(tǒng)PLC站：設(shè)在3RS1
· 主、再洗重介密度控制系統(tǒng)PLC站
· 浮選調(diào)節(jié)系統(tǒng)PLC站
· 壓濾(含濃縮、事故沉淀池、清水泵房、油庫)系統(tǒng)PLC站：設(shè)在5RS。
· 精、中煤倉(含矸石倉、裝車站)PLC站。
上述PLC站、上位監(jiān)控系統(tǒng)的2臺(tái)計(jì)算機(jī)監(jiān)控管理站、數(shù) 據(jù)采集站都通過環(huán)型光纖以太網(wǎng)通信，構(gòu)成控制層網(wǎng)絡(luò)。該 層網(wǎng)絡(luò)共配置9臺(tái)交換機(jī)，為提高系統(tǒng)的性能及可靠性, 控制層網(wǎng)絡(luò)采用環(huán)型光纖以太網(wǎng)�，F(xiàn)場層則采用PROFI- BUS總線。該總線系統(tǒng)由傳輸技術(shù)(RS485、RS485-IS、光 纖、MBP, MBP-IS、MBP-LP等)、通訊技術(shù)協(xié)議、通用 行規(guī)和專用行規(guī)組成。由于PROFIBUS擁有統(tǒng)一的通信協(xié) 議，并在此基礎(chǔ)上發(fā)展了不同的通用應(yīng)用行規(guī)和專用應(yīng)用 行規(guī),使得PROFIBUS可以廣泛地應(yīng)用煤礦業(yè)各個(gè)工藝段 的現(xiàn)場設(shè)備層。
－I系統(tǒng)PLC站
I系統(tǒng)PLC站設(shè)在3RS3配電室，負(fù)責(zé)對3RS3所轄的參控設(shè)備的監(jiān)控及相關(guān)信號(hào)的監(jiān)測。PLC主機(jī)選用S7-300系 列的CPU 315-2DP。本PLC站共配置5面PLC控制柜。
－II系統(tǒng)PLC站
II系統(tǒng)PLC站設(shè)在3RS2配電室，負(fù)責(zé)對3RS2所轄的參控 設(shè)備的監(jiān)控及相關(guān)信號(hào)的監(jiān)測。PLC主機(jī)選用S7-400系 列的CPU 414-2。本PLC站共配置8面PLC控制柜。
－浮選系統(tǒng)PLC站
浮選系統(tǒng)PLC站設(shè)在3RS1配電室，負(fù)責(zé)對3RS1所轄的參 控設(shè)備的監(jiān)控及相關(guān)信號(hào)的監(jiān)測。PLC主機(jī)選用S7-300 系列的CPU 315-2DP。本PLC站配置4面PLC控制柜。
－壓濾(含事故沉淀池、清水泵房、油庫)系統(tǒng)PLC站 壓濾系統(tǒng)PLC主機(jī)(CPU)站設(shè)在5RS配電室，負(fù)責(zé)對壓 濾、濃縮、事故沉淀池、清水泵房及油庫系統(tǒng)參控設(shè)備 的監(jiān)控及相關(guān)信號(hào)的監(jiān)測，在各相關(guān)系統(tǒng)配電室設(shè)置I/O 控制柜。PLC主機(jī)選用S7-300系列的CPU 315-2DP。壓 濾系統(tǒng)PLC站共配置7面PLC控制柜。
－精、中煤倉(含矸石倉、裝車站)系統(tǒng)PLC站 本站的PLC主機(jī)(CPU)站設(shè)在78RS配電室，負(fù)責(zé)對精中 煤倉、矸石倉及裝車站系統(tǒng)參控設(shè)備的監(jiān)控及相關(guān)信號(hào) 的監(jiān)測，在各相關(guān)系統(tǒng)配電室設(shè)置I/O控制柜。PLC主機(jī) 選用S7-300系列的CPU 315-2DP。本PLC站配置5面PLC 控制柜。
密度自動(dòng)控制系統(tǒng)
原密度自動(dòng)控制系統(tǒng)自成一個(gè)獨(dú)立的子系統(tǒng)(S7-400系列, 其PLC主機(jī)配置一塊以太網(wǎng)通訊模塊)，該子系統(tǒng)接入控制 層環(huán)網(wǎng)。
浮選藥劑自控系統(tǒng)
浮選系統(tǒng)采用西門子S7400PLC構(gòu)成藥劑自控系統(tǒng)，本工 程提供一塊S7400以太網(wǎng)通訊模塊、一臺(tái)以太網(wǎng)交換機(jī), 將藥劑自控系統(tǒng)作為子系統(tǒng)接入控制層環(huán)網(wǎng)。聯(lián)網(wǎng)后，可 通過集控室的上位機(jī)對浮選藥劑自控系統(tǒng)進(jìn)行參量設(shè)定和 系統(tǒng)控制。
檢測對象和控制對象
包括過濾機(jī)液位；精、中礦箱液位；主軸轉(zhuǎn)速(變頻器輸 出)；給料閥門的開度；過濾機(jī)真空度等和過濾機(jī)給料閥 門開度；過濾機(jī)電機(jī)(變頻器)速度等。
壓濾機(jī)單機(jī)自控系統(tǒng)
新增的4臺(tái)壓濾機(jī)系統(tǒng)實(shí)行單機(jī)自控，系統(tǒng)的3臺(tái)壓濾機(jī)單機(jī)自控，其運(yùn)行狀況接入壓濾系統(tǒng)PLC站，實(shí)現(xiàn)對壓濾機(jī) 的監(jiān)控。
檢測/計(jì)量設(shè)備
液位計(jì)：連續(xù)測量液位計(jì)選用西門子公司的The Probe,2W，NIS型一體化超聲波液位計(jì)，測量范圍0～5米，共 配置14臺(tái)。
高低液位測量選用西門子公司的ULS200，24V超聲波液 位開關(guān)，可輸出2個(gè)繼電器接點(diǎn)指示高低液位，動(dòng)作調(diào)節(jié) 范圍0～5米，共配置20臺(tái)。
倉位計(jì)：倉位測量選用西門子公司的AiRanger系列超聲波料位計(jì)，具體配置如下：精煤倉、中煤倉各配置2點(diǎn)儀表AiRanger DPL Plus一臺(tái)、XPS30P探頭2只(每個(gè)煤倉1只),最大量程為30米；矸石倉配置單點(diǎn)儀表AiRanger SPL Plus一臺(tái)，最大量程為30米。
油流量計(jì)：油流量計(jì)選用西門子公司7ME3001-1ED03型 超聲波管道流量計(jì)，共配置2臺(tái)。
其它：皮帶秤、測灰儀、拉繩開關(guān)、皮帶欠速開關(guān)、跑偏 開關(guān)、堵塞開關(guān)、壓濾機(jī)負(fù)壓傳感器、電流變換器、速度 變換器、電量變送器等、電機(jī)綜合保護(hù)器、溫度傳感器等
采用西門子自動(dòng)化系統(tǒng)所帶來的好處：
該系統(tǒng)通過PLC及通訊網(wǎng)絡(luò)不僅可方便地采集現(xiàn)場設(shè)備的 開/停、故障狀態(tài)、變頻器輸出頻率、電機(jī)電流、煤倉煤 位、液位、流量、介質(zhì)密度等實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，統(tǒng)計(jì)主要設(shè)備運(yùn) 行時(shí)間和故障狀態(tài)，同時(shí)顯示在工控機(jī)大屏幕上，還可以 利用這些實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)參與系統(tǒng)控制，通過網(wǎng)絡(luò)將這些數(shù)據(jù)發(fā)往 更高級(jí)管理層作為安排設(shè)備檢修以及有關(guān)生產(chǎn)任務(wù)的參考。
由于全部采用西門子公司的控制系統(tǒng)部件及統(tǒng)一的編程組態(tài)軟件，塊煤重介質(zhì)密度自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)及旋流器密度自動(dòng) 控制系統(tǒng)納入全廠集控網(wǎng)絡(luò)后，不但可在集控室實(shí)現(xiàn)對該 子系統(tǒng)的監(jiān)視，還可使用同一套軟件實(shí)現(xiàn)對該子系統(tǒng)的編 程、調(diào)試和控制任務(wù)，不但降低了購買備品備件的費(fèi)用, 而且在人員培訓(xùn)、工程調(diào)試、設(shè)備運(yùn)行和維護(hù)上大大降低 了相關(guān)費(fèi)用。
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