配煤、运焦自控系统
——石嘴山市某煤焦化有限公司配煤运焦自控系统案例
一、配煤运焦自控系统项目背景：
石嘴山市某煤焦化有限公司成立于二00四年一月，企业占地面积600亩，投资近8亿元，是集重介洗煤、炼焦、化产回收（粗笨、焦油、硫铵）、煤气净化及片碱、高效保温板生产项目等循环经济发展为一体的生产型企业。企业设置洗煤厂、焦炉车间、化产车间、高效保温板生产车间、机电六个车间，共有员工812人。为实现节能减排和循环发展利用，企业形成了从原煤入洗—焦炭生产—焦油回收—粗笨回收—硫铵生产—煤气净化、氢氧化钠、高效保温板生产的循环经济链，实现资源的最大利用和经济效益的最大化。企业为满足生产需求，新建两条煤焦运输线，由于运输线管廊长度过长，监控点多、操作点多，不利于人工操作，因此实现该运输线自动化的需求格外迫切。
图1 宁夏石嘴山市某煤焦化公司配煤运焦自动化控制项目
二、配煤运焦自控系统项目必要性：
该企业煤焦运输线管廊长度长，视野不开阔，如果在多个环节由人工进行生产控制，极易造成控制误判，带来不必要的巨大损失，而且工作环境差，煤粉极多，在此作业的工人需要配备精密的防尘装备，容易罹患疾病。因此通过自动化智能系统远程控制设备的启停，监视设备的运行状态以及输送带上料的情况，既能提高设备运行生产效率避免人为操作失误，又能极大限度的减轻劳动力，且避免了操作员一直在充满煤粉的环境中，减少煤粉给人带来的伤害。
三、配煤运焦自控系统设计思路：
1、在配电室安装一台PLC配电柜，通过柜间连线将备配煤传送系统中设备低压配电柜中的设备状态、启停信号接入到PLC系统中（所有设备的手动启停操作载设备低压配电柜上实现，PLC柜只实现自动操作）。
2、中控室配置操作台、打印机和工控机。工控机上安装PLC编程软件和上位组态软件。PLC软件用于编辑PLC程序，上位组态软件用于编辑设备监控画面，显示设备的工艺流程、运行状态，且实现设备的一键启功能、设备报警功能、报表系统；打印机用于报表的打印。
3、通过PLC编程，实现整个备配煤传送系统的自动连锁控制，实现全自动运行。
（1）开车顺序
图2 开车逻辑流程图
①为了满足日常运维、检修、故障处理等需要，具备三种控制模式：就地、远程和自动。操作人员可以采用不同方式控制各设备的启动和停止
②现场每台设备的防爆按钮箱上安装“启停确认”按钮，当所有的设备均满足启动条件后，中控室操作人员在监控画面上看到各设备均处于“确认”开车状态下，点按设备“自动”功能，所有的设备均会按照PLC程序逻辑自动启停。当任何一个设备的确认按钮没有信号时，即使操作人员点击一键启动，程序也不会执行自动启动功能。
③现场每台设备操作箱上安装“急停”按钮，将信号引到PLC中。设备运行过程中出现故障时，任何一个急停开关被按下，设备都会按照预设程序，顺序停止，防止事故危害性扩大。
④输送皮带安装有跑偏开关，跑偏开关信号被触发后，及时对设备进行报警，且定位到跑偏的皮带提示相关人员。皮带跑偏后声光报警会启动，声光提示操作人员进行纠偏。中控室人员根据报警信息及时联系维修人员。
⑤运焦输送传动系统的启动顺序如上图所示，前一个设备开启后，延时T秒时间（该时间灵活可设，操作员可以根据需求在上位监控软件上设置），再启动下一个设备。保证前端设备下的料不会堆积到后面的输送带上。
⑥关键设备上安装高清全彩摄像头，通过对角安装的方式，将设备进料、出料口进行料量监控；同时监控设备的运行状态及设备周围是否存在其他人员等，将视频通过光缆传到中控室。
⑦输煤输送机的控制回路安装电流互感器，采集电机电流，根据实际的电流值实时监控设备电机是否处于过载状态，当电流超限时，弹出报警信息提示巡检人员及时关注。
⑧中控室监控画面上显示的元素包括：运焦系统设备的工艺流程图；各设备的状态显示，包括就地/远程信号、运行信号、故障信号、启停确认信号以及启停按钮；报警提示，包括各设备的故障报警、跑偏开关的报警；报表系统等；
（2）停车顺序
图3 停车逻辑顺序
①设备在停机前，预先发出声光报警，提示现场操作工。
②设备执行停车操作后，依次由前向后进行停车动作。前一个设备停机T秒时间后，下一个设备再停车，依次顺序停止。设备之间的停车时间间隔是灵活可设的，操作员可以在上位监控画面上进行设置。
四、配煤运焦自控系统项目效果
企业煤焦运输线投入自动化控制系统后，生产效率和经济效益都有了较大提升，具体有以下几点：
1、现场的设备做到了可视化，即通过摄像头查看设备是否运转、输送带上的煤料是否堆积、现场是否有危情；
2、上位监控系统实时监测设备的启停状态、皮带运输机的工作电流，整个运输系统按照预定程序自动运转，减少劳动力、增加了设备的运行效率，保障设备更优运行；
3、通过自动化智能系统远程控制设备的启停，提高设备运行生产效率，避免了人为操作失误带来的损失；
4、极大限度的减轻劳动力，操作人员由原定30人（3班工作制），减少为现在的6人；
5、避免操作人员在恶劣环境中工作，减少精密装备的需要，避免过长时间在煤粉中工作。
