??? 開灤(集團(tuán))有限責(zé)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(jī)械化采煤,，采掘機(jī)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(hù)、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(jì)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(biāo)準(zhǔn)化礦井,、省級標(biāo)兵企業(yè)、煤 炭企業(yè)現(xiàn)場管理先進(jìn)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(rèn)證，增強(qiáng)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(jī)信息管理系統(tǒng),、全廠設(shè)備集中控制系統(tǒng)" title="控制系統(tǒng)">控制系統(tǒng),、單機(jī)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(jī)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(jī)界面的監(jiān)控計算機(jī),，采用了工業(yè)等級的計算機(jī)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" title="浮選">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(dāng)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)" title="監(jiān)控系統(tǒng)">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(jī)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" title="I/O">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(jìn)行,，需分步實施系統(tǒng),。為降低系統(tǒng)風(fēng)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(jī)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(jī)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(jī),，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)。現(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,。
?。璉系統(tǒng)PLC站
I系統(tǒng)PLC站設(shè)在3RS3配電室，負(fù)責(zé)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(jī)選用S7-300系 列的CPU 315-2DP,。本PLC站共配置5面PLC控制柜。
?。璉I系統(tǒng)PLC站
II系統(tǒng)PLC站設(shè)在3RS2配電室,，負(fù)責(zé)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(jī)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(fù)責(zé)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(jī)選用S7-300 系列的CPU 315-2DP。本PLC站配置4面PLC控制柜。
?。瓑簽V(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(jī)(CPU)站設(shè)在5RS配電室,，負(fù)責(zé)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(jī)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(jī)(CPU)站設(shè)在78RS配電室，負(fù)責(zé)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(jī) 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(jī)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(jī), 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(jī)對浮選藥劑自控系統(tǒng)進(jìn)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(jī)液位" title="液位">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(jī)真空度等和過濾機(jī)給料閥 門開度,；過濾機(jī)電機(jī)(變頻器)速度等,。
壓濾機(jī)單機(jī)自控系統(tǒng)
新增的4臺壓濾機(jī)系統(tǒng)實行單機(jī)自控，系統(tǒng)的3臺壓濾機(jī)單 機(jī)自控,，其運行狀況接入壓濾系統(tǒng)PLC站,，實現(xiàn)對壓濾機(jī) 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(jī)負(fù)壓傳感器,、電流變換器、速度 變換器,、電量變送器等,、電機(jī)綜合保護(hù)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(jī)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(jī)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(xùn),、工程調(diào)試、設(shè)備運行和維護(hù)上大大降低 了相關(guān)費用,。