煤倉集中控制系統(tǒng)方案研究

1、項(xiàng)目類別：綜合科 學(xué) 技 術(shù) 報(bào) 告煤倉集中控制系統(tǒng)方案研究摘要：本文對煤倉所有設(shè)備進(jìn)行基于可編程控制器（PLC）和計(jì)算機(jī)人機(jī)接口（HMI）的集中控制改造范圍、方案、可行性進(jìn)行分析、論證。關(guān)鍵詞：煤倉 集中 控制 方案目次頁 1 .現(xiàn)狀2集中控制系統(tǒng)方案研究21 改造的前提、范圍211改造的前提212 改造的范圍22 要實(shí)現(xiàn)的控制功能23 應(yīng)用配置和說明231 建立集中控制室232 建立工程師站233 膠帶運(yùn)輸機(jī)234 振動篩235 地坑給煤機(jī)236 破碎機(jī)2.3.7 儲煤倉和矸石倉2.3.8 系統(tǒng)通訊24 經(jīng)濟(jì)效益分析241 人力資源成本節(jié)省241 人力資源節(jié)省242 運(yùn)能增加243 保證安

2、全3結(jié)論及建議31 結(jié)論32 建議1現(xiàn)狀騎裕煤倉目前承擔(dān)富豪、泉城兩礦原煤入倉及裝車任務(wù)。騎裕煤倉運(yùn)輸系統(tǒng)建于1982年，共有膠帶運(yùn)輸機(jī)9臺，膠帶寬有1000mm、1200mm、500mm、800mm幾種規(guī)格。單軸振動篩2臺，地坑給煤機(jī)8臺，105給煤機(jī)1，24000噸煤坪一個(gè)，儲煤倉4個(gè)，液壓裝車閘門8臺，膠帶輸送機(jī)運(yùn)輸能力350噸/小時(shí)，全部采用就地人工控制的方式，操作人員較多，人力資源浪費(fèi)大，效率不高，大量的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)不能由調(diào)度人員即使監(jiān)測和管理，維護(hù)人員不能及時(shí)了解系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，故障不能被及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理，影響整個(gè)系統(tǒng)的可靠運(yùn)轉(zhuǎn)，進(jìn)而影響整個(gè)礦井生產(chǎn)系統(tǒng)的高效運(yùn)行。目前年入倉裝車量100萬

3、噸，隨著富豪煤礦擴(kuò)建為180萬噸，泉城煤礦擴(kuò)建為90萬噸，共計(jì)270萬噸產(chǎn)量（保守估計(jì)也將達(dá)200萬噸）將通過騎裕煤倉進(jìn)行裝車外運(yùn)。由于設(shè)備運(yùn)輸能力小，設(shè)備老化，振動篩過篩能力限制，排矸能力小，煤坪庫存能力有限，無法滿足擴(kuò)產(chǎn)后新增煤炭的入倉、裝車，將造成井下出煤后無法運(yùn)出，而限制礦井生產(chǎn)能力。煤倉設(shè)備運(yùn)行安全高效與否直接影響公司經(jīng)濟(jì)效益，為提高系統(tǒng)的可靠性及安全性，實(shí)施集中控制，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的集中監(jiān)測、控制、和綜合保護(hù)是十分必要的。2集中控制系統(tǒng)方案研究21 改造的前提、范圍211改造的前提煤倉設(shè)備集中控制系統(tǒng)與調(diào)度電話、工業(yè)電視系統(tǒng)一起，構(gòu)建為一個(gè)完整的操作、調(diào)度、監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)對整個(gè)系統(tǒng)的遙測

4、、遙信、遙控。212 改造的范圍經(jīng)過調(diào)查研究，針對騎裕煤倉生產(chǎn)實(shí)際，擬將9臺膠帶運(yùn)輸機(jī)、9臺往復(fù)式給煤機(jī)、2臺振動篩、1臺破碎機(jī)、4個(gè)儲煤倉、1個(gè)矸石倉納入集中控制范圍。其工藝流程如圖：22 要實(shí)現(xiàn)的控制功能根據(jù)煤倉運(yùn)輸工藝流程及生產(chǎn)實(shí)際情況分析，實(shí)現(xiàn)以下控制功能較為必要和經(jīng)濟(jì)： 實(shí)現(xiàn)工業(yè)計(jì)算機(jī)對煤倉設(shè)備的集中控制和生產(chǎn)數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)管理 用可編程控制器（PLC）實(shí)現(xiàn)設(shè)皮帶機(jī)啟停、正反轉(zhuǎn)控制，實(shí)現(xiàn)對破碎機(jī)、振動篩的起?？刂?PLC編程實(shí)現(xiàn)煤倉所有動力設(shè)備的啟、停順序控制 皮帶沿途緊急停車控制 皮帶運(yùn)輸機(jī)、給煤機(jī)、振動篩、破碎機(jī)、儲煤倉等設(shè)備的聯(lián)鎖控制 儲煤倉、矸石倉料位控制 料位記錄 皮帶運(yùn)輸機(jī)

5、跑偏、帶速、皮帶斷裂檢測報(bào)警 電機(jī)電流在線監(jiān)測及報(bào)警 堆煤報(bào)警及停車 皮帶機(jī)主滾筒溫度檢測 煙塵自動監(jiān)測，超標(biāo)時(shí)自動啟動灑水系統(tǒng)滅塵。 每臺皮帶運(yùn)輸機(jī)旁設(shè)就地操作控制箱，箱內(nèi)設(shè)工作方式轉(zhuǎn)換開關(guān)和就地啟停按鈕 重要部位安裝工業(yè)電視，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場情況實(shí)時(shí)監(jiān)控 建立煤倉廣播系統(tǒng) 設(shè)立一個(gè)操作員工作站和一個(gè)工程師站兼?zhèn)溆貌僮鲉T工作站23 應(yīng)用配置和說明231 建立集中控制室在振動篩旁原集中控制室設(shè)立集中控制室。集控室內(nèi)設(shè)2臺工業(yè)計(jì)算機(jī)作為操作員站、人機(jī)接口，作操作、監(jiān)視、報(bào)警及數(shù)據(jù)記錄、保存、打印用，并提供全中文的windows操作平臺。設(shè)一套PLC控制系統(tǒng)，它可以實(shí)現(xiàn)以下功能：、按崗位工作職責(zé)實(shí)現(xiàn)對各操

6、作人員的分工，做到各司其職；、監(jiān)控每臺設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)并將數(shù)據(jù)傳送至計(jì)算機(jī)；、根據(jù)工藝流程及聯(lián)鎖關(guān)系實(shí)現(xiàn)各子系統(tǒng)的集中自動、集中手動、就地控制，實(shí)現(xiàn)每臺設(shè)備之間的邏輯關(guān)系；、執(zhí)行操作人員通過工控機(jī)發(fā)出的各種指令并監(jiān)控指令的完成情況；、對各種設(shè)備的故障狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)測、聲光報(bào)警，并將故障信息保存并傳送至工程師站，以便對設(shè)備技術(shù)狀態(tài)的分析和對事故原因的調(diào)查；、存儲生產(chǎn)數(shù)據(jù)，供管理、生產(chǎn)、技術(shù)人員隨時(shí)查詢、打印各個(gè)時(shí)期的數(shù)據(jù)報(bào)表。232 建立工程師站在騎裕綜合隊(duì)值班室設(shè)工程師站，用于控制程序的編制及對系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)控，并在此實(shí)現(xiàn)與公司局域網(wǎng)絡(luò)的對接，使有權(quán)人員（調(diào)度員等）通過終端能夠掌握系統(tǒng)運(yùn)行的實(shí)時(shí)生產(chǎn)

7、數(shù)據(jù)和工業(yè)電視傳送的實(shí)時(shí)圖像。實(shí)現(xiàn)以下功能：、調(diào)整、修改控制程序，以適應(yīng)新的工藝；、將煤倉有關(guān)數(shù)據(jù)送入部調(diào)度信息網(wǎng)絡(luò)，以便調(diào)度室及時(shí)掌握騎裕煤倉儲煤量、煤坪儲煤量及煤倉設(shè)備運(yùn)行狀況，為合理安排裝車和安排檢修時(shí)間提供決策依據(jù)。233 膠帶運(yùn)輸機(jī) 每臺皮帶運(yùn)輸機(jī)旁設(shè)就地異地控制箱（以下簡稱“就異控制箱”），箱內(nèi)設(shè)控制方式轉(zhuǎn)換開關(guān)和就地啟停按鈕，實(shí)現(xiàn)設(shè)備的控制方式轉(zhuǎn)換和就地啟停；每條皮帶、各個(gè)溜槽入煤點(diǎn)設(shè)堆煤傳感器，發(fā)生堆煤時(shí)自動報(bào)警停機(jī)；皮帶機(jī)頭與機(jī)尾部兩側(cè)的機(jī)架的機(jī)架上分別安裝兩級跑偏傳感器，監(jiān)測皮帶跑偏，一級跑偏用于報(bào)警，二級跑偏用于停車。當(dāng)皮帶因偏載而發(fā)生跑偏時(shí)，皮帶與傳感器軸輥相互摩擦，迫

8、使軸輥偏移，當(dāng)軸輥擺動角大于25度時(shí)，一級微動開關(guān)，發(fā)出報(bào)警信號，當(dāng)軸輥擺動角大于35度時(shí)，二級微動開關(guān)動作，向集控室發(fā)出緊急停車信號，不需人工干預(yù)自動停車，故障排除后，跑偏傳感器軸輥?zhàn)詣踊謴?fù)正常狀態(tài)；每隔50米設(shè)急停拉線開關(guān)，巡檢人員發(fā)現(xiàn)異常，拉下開關(guān)即向集控室發(fā)出緊急停車命令，不需集控室操作人員人工干預(yù)即自行緊急停車，防止事故擴(kuò)大；設(shè)電機(jī)電流在線實(shí)施監(jiān)測裝置，用于對運(yùn)行中的電機(jī)電流進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測分析，可以發(fā)現(xiàn)一些機(jī)械設(shè)備的潛在故障隱患，發(fā)生電流超限或突變時(shí)報(bào)警，嚴(yán)重時(shí)停車；主滾筒設(shè)溫度傳感器和電磁閥控制的自動灑水裝置，隨時(shí)監(jiān)測滾筒溫度，超溫時(shí)報(bào)警并自動灑水對主滾筒進(jìn)行降溫；機(jī)頭設(shè)帶速傳感器，

9、防止皮帶超速和滾筒打滑，帶速異常時(shí)報(bào)警；入煤點(diǎn)設(shè)皮帶縱向撕裂傳感器，發(fā)生縱向撕裂時(shí)報(bào)警，517地坑皮帶機(jī)接受地坑給煤機(jī)從煤坪轉(zhuǎn)下的煤，地坑內(nèi)煙塵較大，煤坪煤炭時(shí)有自燃現(xiàn)象發(fā)生，因此在在地坑內(nèi)設(shè)置煙霧傳感器，空氣煙霧濃度達(dá)到傳感器整定值時(shí)，自動報(bào)警開啟灑水裝置，防止火災(zāi)事故的發(fā)生；在每臺皮帶機(jī)機(jī)頭設(shè)皮帶自動張緊裝置，自動調(diào)節(jié)皮帶張緊程度。501皮帶的出煤點(diǎn)設(shè)料位控制器，料位達(dá)上限，自動啟動跑車，向煤坪其它煤位加煤；每臺皮帶機(jī)機(jī)頭安裝工業(yè)電視探頭，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)傳送圖像，實(shí)現(xiàn)集控室和調(diào)度室對煤倉運(yùn)行情況的遠(yuǎn)程監(jiān)控。 234 振動篩振動篩設(shè)就異控制箱，箱內(nèi)設(shè)控制方式轉(zhuǎn)換開關(guān)和就地啟停按鈕，實(shí)現(xiàn)設(shè)備的控制方

10、式轉(zhuǎn)換和就地啟停；設(shè)電機(jī)電流在線監(jiān)測裝置，監(jiān)測振動篩工作狀態(tài)，電流超限或突變時(shí)報(bào)警，便于發(fā)現(xiàn)故障。設(shè)工業(yè)電視探頭，傳送實(shí)時(shí)圖像。安裝軸承溫度檢測儀、機(jī)械振動測試儀，當(dāng)軸承溫度或振動幅度、頻率超過規(guī)定范圍傳出報(bào)警信號。235 給煤機(jī)每臺給煤機(jī)設(shè)就異控制箱，箱內(nèi)設(shè)控制方式轉(zhuǎn)換開關(guān)和就地啟停按鈕，實(shí)現(xiàn)各種控制方式的轉(zhuǎn)換；設(shè)電機(jī)電流在線監(jiān)測裝置，監(jiān)測給煤機(jī)工作狀態(tài)，電流超限或突變時(shí)報(bào)警，便于發(fā)現(xiàn)故障。設(shè)工業(yè)電視探頭，傳送實(shí)時(shí)圖像。236 破碎機(jī)設(shè)就異控制箱，箱內(nèi)設(shè)控制方式轉(zhuǎn)換開關(guān)和就地啟停按鈕；設(shè)電機(jī)電流在線監(jiān)測裝置，監(jiān)測破碎機(jī)工作狀態(tài)。安裝軸承溫度檢測儀、機(jī)械振動測試儀，當(dāng)軸承溫度或振動幅度、頻率超

11、過規(guī)定范圍傳出報(bào)警信號。設(shè)工業(yè)電視探頭，傳送實(shí)時(shí)圖像。2.3.7 儲煤倉和矸石倉儲煤倉、矸石倉內(nèi)設(shè)料位控制器，監(jiān)測料位，達(dá)上限時(shí)自動向系統(tǒng)發(fā)出信號，由計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理，401跑車自動開向其它未滿的倉。所有的倉滿后自動按停車順序依次停止該工序上各臺設(shè)備的運(yùn)行。2.3.8 系統(tǒng)通訊皮帶機(jī)前后設(shè)置電鈴，由PLC控制，皮帶啟停時(shí)給現(xiàn)場發(fā)出聲音信號，提醒現(xiàn)場工作人員注意，溜槽堵塞、皮帶跑偏、倉滿、煙霧濃度超過整定值、皮帶縱向撕裂等情況，系統(tǒng)都會發(fā)出聲光報(bào)警。集控室安裝程控電話交換機(jī)，每臺設(shè)備安裝一臺防爆電話機(jī)，以便現(xiàn)場巡視人員與集控室聯(lián)系。建立煤倉廣播系統(tǒng)，便于集控操作員通知所有現(xiàn)場人員。建立煤倉至值班室

12、的網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)，便于向工程師站及調(diào)度信息系統(tǒng)傳送信息。設(shè)備名稱傳感器皮帶運(yùn)輸機(jī)給煤機(jī)振動篩破碎機(jī)儲煤倉矸石倉合計(jì)就異控制箱982120堆煤1010跑偏3131煙霧22振動測試213帶速99皮帶張緊99急停3131電流982120溫度92112灑水9817縱先撕裂99電視探頭922114料位415集控室（操作站）11工程師站11主要監(jiān)控設(shè)備配置見下表24 經(jīng)濟(jì)效益分析241 人力資源成本節(jié)省現(xiàn)騎裕煤倉運(yùn)轉(zhuǎn)工共分三班，每班9人，共計(jì)27人，實(shí)施集控后，加上巡視人員和安排合理的休息，每班安排5人即可，共計(jì)15人，節(jié)約人力資源12人，每年減少工資支出18萬（按15000元/人/年計(jì)算）。242 運(yùn)能增加減少了故障檢修時(shí)間，皮帶運(yùn)輸能力可由現(xiàn)在的350噸/小時(shí)提高到400噸/小時(shí)，每小時(shí)提高50噸，按50%的開機(jī)率計(jì)算，每年可增加皮帶運(yùn)輸能力21.9萬噸。243 保證安全由于增配了大量的監(jiān)控措施，保證了煤倉設(shè)備安全穩(wěn)定運(yùn)行。3結(jié)論及建議31 結(jié)論、通過的研究、論證，提出了騎裕煤倉所有設(shè)備進(jìn)行基于可編程控制器（PLC）和計(jì)算機(jī)人機(jī)接口（HMI）的集中控制改造范圍和合理可行的方案。、煤倉設(shè)備集中控制系統(tǒng)與調(diào)度電話、工業(yè)電視系統(tǒng)一起，構(gòu)成一個(gè)完整的操作、調(diào)度、監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)對整個(gè)系統(tǒng)的遙測、遙信、遙控。、方案達(dá)