開灤(集團)有限責任公司錢家營礦業(yè)分公司是國家“七五”重點建設(shè)項目之一，1978年開工建設(shè)，1988年12月 建成投產(chǎn)，設(shè)計年生產(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、水運十分便利。




錢礦公司井田總面積81平方公里，有6個可采煤層，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，是理想的動力用煤和 煉焦配煤。礦井采用豎井、階段石門、集中大巷開拓方式, 綜合機械化采煤，采掘機械化程度100%。

投產(chǎn)以來，錢礦公司以建設(shè)高產(chǎn)高效礦井為主線，大力實施科技興礦戰(zhàn)略，投資6億多元先后完成了主井自動化改 造、電液控自移支架等新型設(shè)備，實施了巖巷中深中孔光 爆、煤巷全錨網(wǎng)支護、皮帶集控等21項新工藝、新技術(shù), 基本形成了生產(chǎn)系統(tǒng)現(xiàn)代化、關(guān)鍵部位自動化、安全監(jiān)測 網(wǎng)絡(luò)化的格局，使礦井產(chǎn)量、勞動效率和經(jīng)濟效益同步大 幅度提升。1998年建成了行業(yè)級“雙高”礦井，2000年建 成行業(yè)特級“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、特級質(zhì)量標準化礦井、省級標兵企業(yè)、煤 炭企業(yè)現(xiàn)場管理先進單位、省級重合同守信用單位、省級 園林式單位和全國文明煤礦、全國“雙十佳”煤礦等稱號, 獲得國家、省市級以上科技成果多項，全國QC一等獎2項。

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，形成了精煤和動力煤兩大系列8個品種的多元化產(chǎn)品 結(jié)構(gòu)，并通過了ISO9001質(zhì)量體系認證，增強了市場競爭 力，產(chǎn)品暢銷東北、華北、江浙、上海、廣州等地，并實 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)工程分為計算機信息管理系統(tǒng)、全廠設(shè)備 集中控制系統(tǒng)、單機自動化/閉環(huán)控制系統(tǒng)、檢測/計量設(shè) 備4部分。

全廠總體網(wǎng)絡(luò)設(shè)計為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，選煤廠計算機信息管理系 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)人機界面的監(jiān)控計算機，采用了工業(yè)等級的計算機并通過百兆 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，與密度自動控制、浮選自動加藥、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點數(shù)約7000～8000點)，且屬于系統(tǒng)項目，要保證生產(chǎn) 的正常進行，需分步實施系統(tǒng)。為降低系統(tǒng)風險，確保在 不影響正常生產(chǎn)的情況下實施分步系統(tǒng)，該項目采用分散 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臺計算機監(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臺交換機，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，負責對3RS3所轄的參控 設(shè)備的監(jiān)控及相關(guān)信號的監(jiān)測。PLC主機選用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，負責對3RS2所轄的參控 設(shè)備的監(jiān)控及相關(guān)信號的監(jiān)測。PLC主機選用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，負責對3RS1所轄的參 控設(shè)備的監(jiān)控及相關(guān)信號的監(jiān)測。PLC主機選用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(CPU)站設(shè)在5RS配電室，負責對壓 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(CPU)站設(shè)在78RS配電室，負責對精中 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 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 選用S7-300系列的CPU 315-2DP。本PLC站配置5面PLC 控制柜。

密度自動控制系統(tǒng)

原密度自動控制系統(tǒng)自成一個獨立的子系統(tǒng)(S7-400系列, 其PLC主機配置一塊以太網(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、一臺以太網(wǎng)交換機, 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對浮選藥劑自控系統(tǒng)進行參量設(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；過濾機真空度等和過濾機給料閥 門開度；過濾機電機(變頻器)速度等。

壓濾機單機自控系統(tǒng)

新增的4臺壓濾機系統(tǒng)實行單機自控，系統(tǒng)的3臺壓濾機單 機自控，其運行狀況接入壓濾系統(tǒng)PLC站，實現(xiàn)對壓濾機 的監(jiān)控。

檢測/計量設(shè)備

液位計：連續(xù)測量液位計選用西門子公司的The Probe,2W，NIS型一體化超聲波液位計，測量范圍0～5米，共 配置14臺。

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個繼電器接點指示高低液位，動作調(diào)節(jié) 范圍0～5米，共配置20臺。

倉位計：倉位測量選用西門子公司的AiRanger系列超聲波料位計，具體配置如下：精煤倉、中煤倉各配置2點儀表AiRanger DPL Plus一臺、XPS30P探頭2只(每個煤倉1只),最大量程為30米；矸石倉配置單點儀表AiRanger SPL Plus一臺，最大量程為30米。

油流量計：油流量計選用西門子公司7ME3001-1ED03型 超聲波管道流量計，共配置2臺。

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)、壓濾機負壓傳感器、電流變換器、速度 變換器、電量變送器等、電機綜合保護器、溫度傳感器等

采用西門子自動化系統(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、電機電流、煤倉煤 位、液位、流量、介質(zhì)密度等實時數(shù)據(jù)，統(tǒng)計主要設(shè)備運 行時間和故障狀態(tài)，同時顯示在工控機大屏幕上，還可以 利用這些實時數(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)密度自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)及旋流器密度自動 控制系統(tǒng)納入全廠集控網(wǎng)絡(luò)后，不但可在集控室實現(xiàn)對該 子系統(tǒng)的監(jiān)視，還可使用同一套軟件實現(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用, 而且在人員培訓、工程調(diào)試、設(shè)備運行和維護上大大降低 了相關(guān)費用。