山西科技 ＳＨＡＮＸＩ ＳＣＩＥＮＣＥ ＡＮＤ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ２０１６年第３１卷第４期 文章编号：１００４—６４２９（２０１６）０４—００５２—０３ 选煤厂集中控制系统的分析及应用
李烨
收稿日期：２０１６—０４—１５
（１．太原理工大学信息工程学院，山西太原，０３００２４；２．山西大医院，山西太原，０３００３２） 摘要：西铭矿选煤厂通过把集中控制系统与生产工艺流程相结合，对生 产现场的实际情况进行实时监控跟踪，对系统进行控制优化，实现了选煤 厂自动化；通过对上位机监控系统、调度电视墙系统及信息管理系统进行 构架，实现了选煤设备的单机和连接作业；通过自动保护、监视信息上传、 现场实际数据自动分析、报警预警等技术的投入与应用，保证了设备的安 全运转，提高了设备的利用率。 关键词：集中控制系统；信息管理系统；选煤厂 中图分类号：ＴＤ９４２．８９ 文献标识码：Ａ
西铭矿选煤厂隶属于西山煤电集团公司，该厂通 过ＰＬＣ控制，实现了生产层面的自动化，降低了安全事 故发生的几率。计算机控制的介入使其远程控制成为 现实，在确保安全生产的同时，也保证各项指标稳定快 速地上传。
１选煤厂集中控制系统 自动化技术发展到今天，集中控制室已经由原来 的单纯生产过程的监控转变为更多地担负现场数据信 息处理的职能。这就对操作人员提出了更严格的要求，
层的高强度级别冲击转化为中等强度的冲击。 参考文献 ［１］郭东明，侯敬峰，闫红霞，等孙村煤矿一１ ３００ｍ深 部围岩冲击倾向性及防治对策研究［Ｊ］．焦作工学院学 报，２００３（１）：３３—３４． ［２］康天合，张建平，白世伟．综放开采预注水弱化顶 煤的理论研究及其工程应用［Ｊ］．岩石力学与工程学报， ２００４（１５）：２３—２４． ［３］赵德勤，韩承强，闫海有，等．观台煤矿煤岩物理力 学性质测定与冲击倾向性评价［Ｊ］．煤，２００７（９）：２６—２７． ［４］ 李建胜．综放开采预注水处理顶煤的注水参数确 定方法研究［Ｊ］．煤炭工程，２００４（１）：１７一ｌ８． ［５］李国宏，杨发武，吴元良．利用卸压钻孔防治冲击 地压的实践［Ｊ］．煤矿安全，２００４（１ １）：２８—２９． （责任编辑：薛培荣）
作者简介：李蓉，女，１９８１年生，青海省安全生产 监督管理局工程师。
Ｐｒｏｂｅ ｉｎｔｏ ｔｈｅ Ｐｒｅｖｅｎｔｉｏｎ ｏｆ Ｒｏｃｋ－ｂｕｒｓｔ ｗｉｔｈ Ｈｙｄｒｏｆｒａｃｔｕｒｉｎｇ
ＬＩ Ｒｏｎｇ ＡＢＳＴＲＡＣＴ：Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ａｎａｌｙｚｅｓ ｔｈｅ ｃａｕｓｅｓ ｏｆ ｔｈｅ ｒｏｃｋ－ｂｕｒｓｔ，ｅｘｐｏｕｎｄｓ ｔｈｅ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｆ ｔｈｅ ｗａｔｅｒ ｏｎ ｔｈｅ ｓｔｒａｔｕｍ ａｎｄ ｃｏａｌ’Ｓ ｂｕｒｓｔ ｔｅｎｄｅｎｃｙ，ａｎｄ ｔｈｒｏｕｇｈ ｐｒｏｂｉｎｇ ｉｎｔｏ ｔｈｅ ｐｒｅｖｅｎｔｉｏｎ ｏｆ ｒｏｃｋ－ｂｕｒｓｔ ｗｉｔｈ ｈｙｄｒｏｆｒａｃｔｕｒｉｎｇ ｉｎ Ｘｉｎｊｉａｎｇ Ｔｕｎｂａｏ Ｃｏａｌ Ｍｉｎｅ，ｄｒａｗｓ ｔｈｅ ｆｏｌｌｏｗｉｎｇ ｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎｓ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｅｌａｓｔｉｃ ｅｎｅｒｇｙ ｉｎｄｅｘ ｉｓ ｒｅｄｕｃｅｄ ｆｒｏｍ ９．７（ｎｏ ｗａｔｅｒ ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ）ｔｏ ３．５，ｔｈｅ ｉｍｐａｃｔ ｅｎｅｒｇｙ ｉｎｄｅｘ ｉｓ ｒｅｄｕｃｅｄ ｆｒｏｍ ７（ｎｏ ｗａｔｅｒ ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ）ｔｏ ３，ａｎｄ ｔｈｅ ｄｙｎａｍｉｃ ｆａｉｌｕｒｅ ｔｉｍｅ ｉｓ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ ｆｒｏｍ ７ ｍｓ（ｎｏ ｗａｔｅｒ ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ）ｔｏ ２２９ ｍｓ，ｔｒａｎｓｌａｔｉｎｇ ｔｈｅ ｏｒｉｇｉｎａｌ ｈｉｇｈ ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ ｉｍｐａｃｔ ｉｎｔｏ ｍｏｄｅｒａｔｅ ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ ｉｍｐａｃｔ ｏｎ ｔｈｅ ｃｏａｌ ｓｅａｍ． ＫＥＹ ＷＯＲＤＳ：ｈｙｄｒｏｆｒａｃｔｕｒｉｎｇ；ｒｏｃｋ－ｂｕｒｓｔ；ｂｕｒｓｔ ｔｅｎｄｅｎｃｙ ｉｍｐａｃｔ；ｓｔｒａｔｕｍ ｉｍｐａｃｔ ５２ 李烨选煤厂集中控制系统的分析及应用 本刊Ｅ－ｍａｉｌ：ｓｘｋｊｚｚｓ＠１６３．ｃｏｒｎ科技论坛
除了具备简单的Ｅｔ常监控能力外，还应具备对信息的 收集和处理能力，出现安全隐患和事故的时候，要能及 时做出准确的判断，直接干预事故的处理过程。可以说 培养出一批高素质、高能力的控制操作人员是目前各 选煤厂迫切需要解决的问题。 由于生产工艺流程、设备选型和成品煤的种类不 同，各选煤厂自动化侧重点略有不同。从控制的内容上 区分，由于多数采用的重介选煤法，自动化大体上是针 对现场监控系统、实现数据的自动检测和自动调节、生 产设备单机和联动控制三方面展开的［１］。 如果按照洗煤工艺流程区分，也可以分为三大环 节，针对各作业环节（或车间）也有具体的要求： （１）准备系统。自动清除原煤中的大块矸石、铁器 和木块等杂物。 （２）重介系统。上位机对现场采集来的数据，如液 位、压力、流量、密度等进行数据分析，将分析的结果与 工艺流程的设定数据进行比对［２＿。比如合介桶内的密 度数据过低，则证明此时精煤中的灰分过大，介质粉在 生产过程中随着灰分进入稀介桶，需要及时补充介质 粉，使得合介桶内的密度升高到设定值。调度室内的控 制人员，在监督生产时，可以随时观察各个桶的液位， 按照实际需求增加或减少水量的注入。 （３）装车系统。实现产品储量（或仓位）的自动检 测。 选煤技术核心部分是重介系统，重介系统自动化 程度的高低，直接决定企业在市场上竞争能力的强弱［３］。 所有的工艺和设备都是围绕重介质系统开展的，无论 是设备选型，设备自动控制，还是悬浮液的稀释、浓缩、 补充悬浮液的比重等，都是为了提高生产效率，取得理 想的经济效果［４３。 ２控制系统概述 （１）集中控制。操作人员可以通过监控电视墙和上 位机监控系统随时了解现场的工作情况，必要时要主 动做出事故预防判断，可以先停止生产任务，然后再向 管理层汇报，配合做好现场的维护工作。 第一，启动：在启动状态下全场设备必须处于闭锁 联动状态。 第二，停车：在停车检修时可以解除设备的闭锁关 系，将设备的启停状态打到就地，如果是事故停车，在 没有排除事故的情况下，设备的闭锁关系不能解 。 第三，紧急停车：在每条皮带沿线设置拉绳开关。 第四，故障：设故障报警信号。 （２）集控单机启停。 （３）集中闭锁启停。 （４）禁启。等到检修完毕，调度人员收到检修完毕 的票据后，方可解除设备的禁启状态。 （５）就地启停。当系统处在连锁状态时，由于有上 位机的保护，现场是无法对设备进行控制的，紧急情况 除外。当需要对单台设备进行维护实验时，则需要上位 机将设备的状态打到就地启停，方便现场维护人员对 设备进行维护和实验。当检修完毕后，通知调度人员解 除就地启停状态＿６＿。
３西铭矿选煤厂的ＰＬＣ构架 ３．１ ＰＬＣ基本结构 （１）中央处理单元（ＣＰＵ）。中央处理单元（ＣＰＵ）是 ＰＬＣ的控制中枢。 （２）存储器。ＰＬＣ常用的存储器类型有ＲＡＭ、 ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ。 ３．２通用背板 下位机采用的是ＧＥ公司的ＲＸ３ｉ系列产品，所支 持的模块见表１。 表１ ＲＸ３ｉ支持的模块 背板类型 产品编码 １６插槽的ＲＸ３ｉ通用背板 ＩＣ６９５ＣＨＯ１６ ｌ２插槽的ＲＸ３ｉ通用背板 ＩＣ６９５ＣＨ０１６ ５插槽的ＲＸ３ｉ串行扩展背板 ＩＣ６９４ＣＨ３９２ １Ｏ插槽的ＲＸ３ｉ串行扩展背板 ＩＣ６９４ＣＨ３９８ ５插槽的系列９Ｏ一３Ｏ扩展背板 ＩＣ６９３ＣＨ３９８ ｌ０插槽的系列９Ｏ一３０扩展背板 ＩＣ６９３ＣＨ３９２ ５插槽的系列９Ｏ一３０远程背板 ＩＣ６９３ＣＨ３９８ １Ｏ插槽的系列９Ｏ一３０远程背板 ＩＣ６９３ＣＨ３９３
ＲＸ３ｉ背板的特点如下：其一，背板接地必须采用 ＡＷＧ１２号或更大尺寸的电线；其二，一个完整的背板 连接必须有连接系统和屏蔽接地系统；其三，多数模块 可以共同占用一个插槽。 ３．３开关量输入模块 １２０ Ｖ ＡＣ隔离输入模块，该模块只可以使用交流 电源。 ５３ 李焯选煤厂集中控制系统的分析及应用 本刊Ｅ—ｍａｉｈｓｘｋｊｚｚｓ＠１６３．ｃｏｍ 科技论坛 ３．４开关量输出模块 ＭＤＬ３１０需要交流电源供电，当红色的ＬＥＤ（Ｆ）变 亮时，表明一个输出保险丝断开。
４上位机系统 调度监控系统是选煤厂自动控制系统的上位监控 部分，这一层属于选煤厂自动控制体系的管理层，管理 层在协调、管理、监督生产方面有着积极的作用。
５工业电视墙监控系统 工业电视监控系统基本配置主要由现场探头和调 度电视墙显示两部分组成。现场探头采用黑白高清探 头对实际的监控画面进行采集，并且通过传输设备将 监控画面传送到图形矩阵中［７］。
６信息管理系统 监控现场设备的运行状态、生产系统的数值信息， 进行后期数据的分析，及时对生产数据进行分析和优 化，有利于节约成本，减少危险事故的发生。 ７结语 西铭矿选煤厂把集中控制系统与生产工艺流程相 结合，对现场的实际生产情况进行实时监控跟踪，对系 统进行控制优化，实现了选煤厂自动化；并对上位机监 控系统、调度电视墙系统、信息管理系统进行了构架， 实现了选煤设备的单机和连接作业；自动保护措施、监 视信息上传、现场实际数据自动分析、报警预警等技术 的投入与应用，保证了设备安全运转，提高了设备的利 用率。 参考文献 ［１］张宗华．选煤厂人员智能视频监控系统设计［Ｊ］． 工矿自动化，２０１３（５）：３２—３３． ［２］高宇，朱延涛．选煤厂工业电视系统的数字化应用 ［Ｊ］．工矿自动化，２０１０（５）：１７一ｌ９． ［３］韩朝晖．选煤厂自动控制系统的实现ＥＪ ３．工矿自 动化，２０１１（８）：２８—２９． ［４］康海藩，魏小林，卢永宽．工业电视监控系统在小 型轻烃回收厂的设计与应［Ｊ］．工程建设与设计，２００６， （１１）：３３—３５． ［５］刘保民．自动化装车系统在鹤煤公司六矿选煤厂 的应用［Ｊ］．时代报告（学术版），２０１２（１２）：３１—３２． ［６］张鹏惠，张晓凤．集中控制系统在杏花选煤厂中的 应用［Ｊ］．鸡西大学学报，２０１１（５）：４８—４９． ［７］张恒．综合自动化系统在冯家塔煤矿的应用［Ｊ］． 工矿自动化，２０１２（１２）：３６—３８． （责任编辑：薛培荣）
作者简介：李烨，女，１９８７年生，太原理工大学信 息工程学院控制工程专业２０１３级在读工程硕士研究 生，山西大医院医保专管员。
Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｎ ａｎｄ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ Ｃｅｎｔｒａｌｉｚｅｄ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｓｙｓｔｅｍ ｉｎ Ｃｏａｌ Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ Ｐｌａｎｔ