王永成，楊海鳳

（1.遼寧省阜新市水源建設(shè)有限責(zé)任公司，遼寧 阜新 123000；2.沈陽(yáng)科迪通達(dá)工程技術(shù)有限公司，遼寧 沈陽(yáng) 110013）

TBS集中控制系統(tǒng)在西曲礦選煤廠的應(yīng)用

王永成1，楊海鳳2

（1.遼寧省阜新市水源建設(shè)有限責(zé)任公司，遼寧 阜新 123000；2.沈陽(yáng)科迪通達(dá)工程技術(shù)有限公司，遼寧 沈陽(yáng) 110013）

介紹了集中控制系統(tǒng)在西曲礦選煤廠TBS粗煤泥分選工藝中的應(yīng)用情況，控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、建立過(guò)程及基本功能。實(shí)踐表明：TBS集控系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定可靠，效果良好，創(chuàng)造了顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

集中控制；TBS；應(yīng)用效果

1 項(xiàng)目概述

山西西山煤電股份公司西曲礦選煤廠設(shè)計(jì)能力為300萬(wàn)t/a，于1987年建成投產(chǎn)，主產(chǎn)品為12級(jí)焦精煤。采用重介質(zhì)精選-煤泥浮選聯(lián)合工藝，為適應(yīng)煤礦生產(chǎn)的需要，滿足市場(chǎng)的需求，西曲礦選煤廠于2011年對(duì)主洗車間粗煤泥分選采用TBS進(jìn)行技術(shù)改造[1]，粗煤泥干擾床分選機(jī)（TeeteredBedSeparator），新增了TBS粗煤泥分選工藝的集中控制系統(tǒng)，改造后選煤工藝為重介質(zhì)精選-粗煤泥分選（TBS）-煤泥浮選聯(lián)合工藝，使得生產(chǎn)和管理過(guò)程得以優(yōu)化，自動(dòng)化程度高，能滿足用戶對(duì)產(chǎn)品指標(biāo)的需求。

2 控制系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)

2.1 設(shè)計(jì)要求

TBS分選機(jī)分選物料的粒度區(qū)間為0.15～3.00 mm，在工藝流程設(shè)計(jì)時(shí)，將TBS布置在重選系統(tǒng)和浮選系統(tǒng)之間，實(shí)現(xiàn)無(wú)縫全粒級(jí)的有效分選。采用TBS分選機(jī)，最大限度地降低重介系統(tǒng)和浮選系統(tǒng)的入料量，達(dá)到了降低介耗、油耗、電耗的目的[2]。

2.2 方案設(shè)計(jì)

2.2.1 自動(dòng)化方案

TBS粗煤泥分選工藝選用GE90-30系列PLC控制系統(tǒng)作為自動(dòng)化解決方案。對(duì)主洗車間TBS粗煤泥分選系統(tǒng)的主要工藝參數(shù)設(shè)置相應(yīng)的在線檢測(cè)，使用GE PROFICY HMI/SCADA-iFIX工控組態(tài)軟件配備先進(jìn)、成熟的生產(chǎn)過(guò)程監(jiān)控軟件，采集分析所有的數(shù)據(jù)，指導(dǎo)控制級(jí)實(shí)時(shí)完成對(duì)系統(tǒng)工藝參數(shù)的控制和所有生產(chǎn)機(jī)電設(shè)備的順序啟?？刂?，同時(shí)在集控室操作站上實(shí)時(shí)顯示對(duì)各參數(shù)的預(yù)處理，并上傳給生產(chǎn)管理系統(tǒng)網(wǎng)，處理現(xiàn)場(chǎng)發(fā)生的各種問(wèn)題?？刂葡到y(tǒng)網(wǎng)絡(luò)按3層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，包括信息層、生產(chǎn)監(jiān)控層和設(shè)備層[3]。

1）設(shè)備層。TBS粗煤泥分選系統(tǒng)PLC主機(jī)采用1套90-30系列CPU控制整套工藝系統(tǒng)。CPU型號(hào)為IC693CPU374，該CPU采用無(wú)風(fēng)扇設(shè)計(jì)，處理能力強(qiáng)，運(yùn)行穩(wěn)定，適用于對(duì)可靠性要求高的復(fù)雜控制對(duì)象。系列90-30PLC成本低、性能高，能方便地被應(yīng)用于從簡(jiǎn)單的繼電器邏輯到復(fù)雜的中大型自動(dòng)化方案中。90-30 PLC主要的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)在于：①?gòu)?qiáng)大的I/O的處理能力；②優(yōu)良的CPU基本指標(biāo)參數(shù)；③強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展能力；S90-30還支持Profibus DP，以太網(wǎng)，WorldFip，Interbus S，Lonwrks，Devicenet，SDS等通訊網(wǎng)絡(luò)方式。

2）生產(chǎn)監(jiān)控層。系統(tǒng)上位機(jī)選用高性能工業(yè)計(jì)算機(jī)和GE公司研制開(kāi)發(fā)的一流自動(dòng)化監(jiān)控組態(tài)軟件iFIX V5.0[4]。 iFIX實(shí)時(shí)監(jiān)控軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái)包含動(dòng)態(tài)顯示、報(bào)警、趨勢(shì)、控制策略、網(wǎng)絡(luò)通信等組件，為用戶提供了一個(gè)友好的界面，能夠在系統(tǒng)開(kāi)發(fā)過(guò)程中不中斷運(yùn)行系統(tǒng)的正常運(yùn)行，避免了切換期間停機(jī)問(wèn)題。系統(tǒng)采用10M/100M自適應(yīng)工業(yè)以太網(wǎng)環(huán)形網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，通過(guò)實(shí)時(shí)的I/O控制，控制器與上位機(jī)的數(shù)據(jù)傳送，實(shí)現(xiàn)全系統(tǒng)的高效集成。

3）信息層。系統(tǒng)采用10M/100M以太網(wǎng)結(jié)構(gòu)，用于全部的數(shù)據(jù)采集和程序維護(hù)。通過(guò)實(shí)施企業(yè)生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)，將完成各種數(shù)據(jù)信息的收集、處理、統(tǒng)計(jì)、分析、存儲(chǔ)，并根據(jù)不同的需求發(fā)送，來(lái)完成企業(yè)業(yè)務(wù)流程的全面實(shí)時(shí)控制和生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)決策。西曲礦選煤廠硬件配置和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

2.2.2 工業(yè)電視監(jiān)控系統(tǒng)

結(jié)合西曲礦選煤廠的現(xiàn)場(chǎng)情況，工業(yè)電視監(jiān)控系統(tǒng)包括監(jiān)控中心、本地監(jiān)控端和客戶端。監(jiān)控中心通過(guò)中心服務(wù)器來(lái)管理和配置系統(tǒng)內(nèi)的監(jiān)控主機(jī)。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)的監(jiān)控端所采集的視頻信號(hào)、數(shù)據(jù)都及時(shí)上傳到監(jiān)控中心的視頻工作站或客戶端，并連接到LED顯示屏上。監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)、圖像可存儲(chǔ)6個(gè)月以上，供事件查詢、追溯。

圖1 系統(tǒng)配置結(jié)構(gòu)

2.3 TBS系統(tǒng)的重點(diǎn)工序

TBS系統(tǒng)監(jiān)控項(xiàng)目主要技術(shù)參數(shù)見(jiàn)表1。

表1 TBS監(jiān)控項(xiàng)目主要技術(shù)參數(shù)

3 控制功能實(shí)現(xiàn)

影響TBS分選效果的參數(shù)主要有入料粒級(jí)范圍、濃度、供水壓力、流量、電控系統(tǒng)及執(zhí)行器的控制精度、響應(yīng)速度等[5]。TBS分選機(jī)的分選密度可調(diào)，調(diào)節(jié)范圍1.3～1.8 g/cm3；分選粒度范圍寬，入料粒度范圍為0.15～3.00 mm，最佳分選粒度0.25～1.00mm；無(wú)需添加重介質(zhì)和化學(xué)藥劑且無(wú)動(dòng)力運(yùn)行，節(jié)省生產(chǎn)成本；自動(dòng)化程度高，執(zhí)行器采用電液動(dòng)智能控制，無(wú)需專人值守；處理量大，分選精度高。由于采用PLC結(jié)構(gòu)化編程，整個(gè)TBS系統(tǒng)按工藝流程分為各控制子部分，各個(gè)子部分編程為各不相同的系統(tǒng)功能塊。在主程序中根據(jù)工藝條件控制要求調(diào)用各功能塊，分別控制各子部分的設(shè)備動(dòng)作，完成系統(tǒng)的工藝需求和控制要求。TBS系統(tǒng)密度的控制精度穩(wěn)定在設(shè)定值±0.005 g/cm3之間，滿足工藝系統(tǒng)要求?，F(xiàn)場(chǎng)設(shè)備及控制系統(tǒng)安裝完成并檢驗(yàn)合格后，開(kāi)始開(kāi)機(jī)調(diào)試。首先要確認(rèn)執(zhí)行器已經(jīng)歸零，底流閥完全關(guān)閉。然后緩慢上水，通過(guò)設(shè)定流量自動(dòng)調(diào)節(jié)供水泵的供水，當(dāng)水從溢流口開(kāi)始流出后再入料。在此過(guò)程中要仔細(xì)檢查閥門及管道是否漏水，如有漏水要及時(shí)處理。根據(jù)實(shí)際工藝要求設(shè)定系統(tǒng)密度，PLC控制系統(tǒng)會(huì)通過(guò)PID調(diào)節(jié)自動(dòng)調(diào)整底流閥開(kāi)度，以實(shí)現(xiàn)TBS系統(tǒng)的自動(dòng)密度選煤。當(dāng)出現(xiàn)故障時(shí)，通過(guò)查詢?cè)\斷緩沖區(qū)信息，能很快查明故障原因。

4 結(jié) 語(yǔ)

西曲礦選煤廠TBS集中控制系統(tǒng)投用后，運(yùn)行穩(wěn)定可靠，應(yīng)用效果良好，TBS粗煤泥分選系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制，配套輔助設(shè)備實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守，減少了操作人員。TBS粗煤泥分選系統(tǒng)使精煤產(chǎn)品得到有效回收，主洗車間重介旋流器分選系統(tǒng)介耗降低，尾煤灰分控制在50%以上，精煤灰分控制在6%～8%，避免了總精煤灰分超標(biāo)事故的發(fā)生，提高了精煤產(chǎn)率，經(jīng)濟(jì)效益顯著。

［1］ 邢成國(guó)，許建寧，李寶.煤礦井下重介淺槽排矸系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用［J］.選煤技術(shù)，2011（5）：51-54.

［2］ 許建寧，岳興華，張玉石，等.重介淺槽集中控制系統(tǒng)在西曲礦選煤廠的應(yīng)用［J］.選煤技術(shù)，2015（2）：77-80.

［3］ 許建寧，張玉石，楊海鳳.淺槽重介自動(dòng)化系統(tǒng)在華豐礦選煤廠的應(yīng)用［J］.選煤技術(shù)，2014（1）：70-74.

［4］ 柳二軍.GE PAC3i冗余控制系統(tǒng)在寨崖底選煤廠的應(yīng)用［J］.煤炭加工與綜合利用，2012（6）：14-16.

［5］ GB/T 50359—2005煤炭洗選工程設(shè)計(jì)規(guī)范［S］.

【責(zé)任編輯：陳 毓】

Application of TBS centralized control system in Xiqu coal preparation plant

WANG Yongcheng1,YANG Haifeng2
(1.Fuxin Water Supplying Construction Co.,Ltd.,Fuxin 123000,China; 2.Shenyang Kedi Tongda Engineering Technology Co.,Ltd.,Shenyang 110013,China)

This article introduces the application of centralized control system in TBS teetered-bed separator,especially in design, establishment procedure and basic function of control system.Practice shows that TBS system runs stable and has good effect, which creates significant economic and social benefits.

centralized control;TBS;application effect

TD928.9

B

1671－9816（2017）04－0036－03

10.13235/j.cnki.ltcm.2017.04.011

王永成，楊海鳳.TBS集中控制系統(tǒng)在西曲礦選煤廠的應(yīng)用［J］.露天采礦技術(shù)，2017，32（4）：36-38.

2016-11-17

王永成（1962—），男，遼寧大連人，高級(jí)工程師，本科，主要從事工業(yè)自動(dòng)化、過(guò)程控制等方面的技術(shù)應(yīng)用與管理工作。