选煤厂集中控制技术应用与发展

摘要 通过对范各庄矿选煤厂集控系统改造的介绍，提出选煤厂集中控制技术应用的必要性，对其实践效果进行了分析，并论述了自动化控制技术的特点和选煤厂的发展前景。 关键词 选煤厂 集中控制 效果 发展

        选煤是中国洁净煤技术的源头技术，特别是近几年随着环保意识的加强和市场需求的变化，中国选煤业和选煤技术发展较快。煤炭的洗选加工是从源头上提高商品煤质量，提高煤炭利用率，节约运力，增加煤炭企业经济效益的有效方法。充分利用先进的选煤技术，提高原煤入洗比例，已经成为中国煤炭工业进行 业结构调整和优化升级、提高煤炭企业经济效益和社会效益，保持煤炭工业可持续发展的必然选择。为了进一步改善和提高选煤效果，各主要产煤国家都把注意力放在改进工艺、研制和采用新型、高效和高产洗选设备以及提高自动化、信息化和专业化水平方面。下面就范各庄矿选煤厂集控系统改造介绍如下。

一、集控系统改造背景          范各庄矿选煤厂是80年代从西德引进成套设备的大型选煤厂，1984年投产。工艺流程灵活、完善，设备处理能力大，自动化程度高，当时是国内比较先进的大型化现代化选煤厂。         生产过程控制采用10台S5计算机（既可编程序控制器）对全厂600多台设备实行程序联琐（闭琐）开车控制，并根据工艺要求设置了16个闭环系统，对全厂的密度、深度、流量、料位液位等工艺参数实行控制。为了便于指挥生产还设计了模拟盘及报警装置，主要岗位还安装了工业电视监视系统。         但是，随着计算机的迅速发展，范各庄矿业分公司选煤厂集控系统已经落后，不能直接处理模拟量，作为选煤厂控制核心的S5计算机机在国外已淘汰，部分插件严重老化，一些控制系统和测量仪器已无法使用，造成事故率高，不能满足洗煤生产的需要。因此，为了实现洗煤生产的高度自动化，确保洗煤生产顺利进行，必须采用先进、大容量、高速度的计算机替代原来落后、已经淘汰的计算机。并且，将原来的闭环系统全部由计算机进行控制、测量、调节。

二、集中控制系统技术改造内容 1.洗煤过程PLC控制系统          使用2台日本OMRON—CVM ID PLC替代原西门子10台S5-150APLC。改造后的CVM ID PLC除满足原S5-150A PLC的时序联锁控制、闭环控制和事故反警功能外，还具有内存量大、运算速度快、网络功能强等特点，它不仅能处理数字量，还能处理模拟量，取消原来在处理A/D和D/A过程中使用的大量外部仪表，由计算机对工艺参数进行控制、监视及调节，实现闭环控制功能，减化生产控制系统。 2.原煤运输PLC控制系统         新增原煤运输系统的集中控制，提高全厂的自动化水平。采用1台OMRON-C200HLC对原煤生产系统的27台（套）设备实现时序联锁控制，同时，增设拉绳、跑偏、打滑、煤满等保护。 3.配煤及指标闭环控制系统          在恢复和完善原来16个闭环控制的基础上，新增原煤配煤闭环和块精煤、末精煤、总精煤、洗末煤灰分闭环控制，以实现合理配洗和保证产品质量的目的。 4.电视监视控制系统         用上位计算机取代原来操作台实现对工艺参数及生产过程中的监视及控制，采用大屏幕电视墙替代原8500*1400模块式模拟盘，主要设备由闭路电视实时监控，主要生产岗位配置LD（1800*800）矩阵数码显示器屏，显示生产情况、工艺参数及洗煤指标，以指导洗煤生产。 5.生产管理电脑网络系统          新增生产管理网络系统，包括：生产管理、煤质技术管理、设备管理、成本管理、材料管理、技术资料及档案管理、安全技术培训管理等。

三、集中控制系统技术改造效果分析          PLC硬件系统的可靠性显著提高，原S5控制系统是单电源、单CPU工作，一旦出现故障，将造成整个控制系统瘫痪。而新系统采用了双CPU、双电源热备方式，当其中一套出现问题，另一套半自动投入运行，这样大大降低了事故率，提高了系统的可靠性。         PLC硬件系统的扩容性显著提高，设备存贮容量大，所带外设输入、输出点多，有利于被控设备的扩容，为以后工艺系统改造留有充裕的空间。         改造前，平均每月因S5出现故障2次，影响洗煤生产4小时，而新系统运行两年多来，没有发生故障。选煤厂小时处理量为1000吨，吨原煤利润为25元，则的可减少损失120万元。同时，原S5控制系统采用10台S5-150APLC装置，而新系统仅用了2台PLC系统，控制系统简单，便于检修，减少备品备件的库存量，每年可减少备件投入120万元，降低了洗煤成本。改造后，精煤批合楼率由93.46%提高到99.85%，精煤回收率提高了0.84%，年创效益300余万元。

四、集中控制系统技术实路评价 1.操作方式         原系统操作台上有100多个选择开关及测量控制仪表，而新系统全部采用了计算机虚拟开关和仪表替代原系统的硬件开发和测量仪表，操作员只需通过鼠标操作就可实现对全厂设备的控制。 2.监测方法         原系统采用硬件发光二极管显示设备的运行状况，信息少。新系统采用2台100英寸背投大屏幕显示全厂工艺流程及设备的运行状况，直观、明了，设备的各种故障报警均能故障定位，缩短了故障的查找和处理时间，且所有故障报警均有记录。主要设备安装了闭路电视，实时监控设备运行状态。 主要生产岗位配置了LD（1800*800）矩阵数码显示器屏，操作人员可以及时了解生产情况、工艺参数及洗煤指标，以指导洗煤生产。 3.网络结构        采用了设备、控制、信息3层网络结构，建立了选煤厂局域网络，并配置了8种管理软件，自动采集生产、技术、成本等各项参数，实现了管—监—控一体化目标。并通过远程分站了解选煤厂的生产情况，为各级领导及时掌握和指导洗煤生产创造了条件。 4.工艺参数的调节         新系统采用PLC直接处理各种模拟量输入、输出信号，这样在实现监测、控制、调节时，不需要安装各种调节器和记录仪，使工艺参数的调节更加简便、准确、快捷，并可减少各种干扰，提高了测量系统的稳定性和灵敏度。同时，在生产过程中，操作员只需通过鼠标操作就可以对原煤给料量、密度、浓度、料位、速度等参数进行设定，系统便可将上述参数调整到最佳状态，从而有效地保证了产品质量，提高洗煤效益。

五、VM1D控制系统的特点         CVM1D1可编程控制器系统除了具有一般可编程序控制器系统所具有的可靠性高、柔性好、功能强大、使用方便、体积小功耗低等特点之间外，还具有以下特点： 1.PLC设有RS422/485通信接口与上位计算机链接主要进行系统管理、状态监控、信息处理、编辑PLC程序和打印报表的工作。 2.操作系统简单：工业控制计算机与个人计算机兼容，操作方便，易学。 3.比较完善的网络体系：两台上位机分别通过两个不同的通讯单元同时对下位机进行监控，并互为备用。 4.编程语言采用梯形图语言，比较直观，它是在继电器接触控制线路的基础上演变而来的，与原有的继电器逻辑控制技术和电气操作原理基本一致，易为电气技术人员接受和掌握，查找处理故障简单快捷。

六、集中控制自动化技术（PLC）的发展趋势         可编程控制器经过30年的发展，现已形成了完整的工业控制器产品系统，成为工业控制领域中占主导地位的基础自动化设备。它的发展趋势一个是小型化向着体积小、价格低、速度快、功能强、标准化和系列化发展。另一个是大型化向着大容量、智能化和网络化发展使之能与计算机组成集成控制系统。另外PLC大多数采用Windows作为编程和操作平台，采用符合开放系统互联标准的通信协议实现通信联网，采用梯形图与高级语言相结合的标准化编程语言进行编程，为 PLC在选煤厂集中控制的广泛应用提供了广阔前景。

七、结论         范各庄矿选煤厂集控系统改造完成后，达到了管—监—控一体化的目标，系统简单可靠、故障率低、操作简便，提高了选煤厂的自动化控制水平，对老选煤厂集控系统改造和新建选煤厂的集中控制均有一定的鉴作用。 [作者简介]孙建中（1968.7—），男，汉族，河北省丰润县人，1991年毕业于中国矿业大学选矿工程专业，获工学士学位，中国矿业大学硕士研究生在读，现任范各庄矿业公司选煤厂技术副厂长，高级工程师。联系电话：0315-3067827地址：河北省唐山市南范各庄邮政编码：063109。