施耐德Quantum PLC提升选煤自动化设计效率

　　1  引言
　　神华集团是中国最大的煤炭企业，准格尔旗黑岱沟选煤厂是选煤主力企业，2004年通过集中控制系统工程招标，范围包括对原1200万吨选煤厂的集控系统升级改造，新建800万吨重介车间的集控系统制造调试，全厂综合自动化系统，改造后的设计产量达到2400万吨CONTROL ENGINEERING China版权所有，为国内最大。全厂控制设备众多，保护装置齐全，工艺复杂，各系统间衔接关系多样，整体系统控制点数庞大，网络分布广大，对控制系统的要求较高。
　　2  工艺概述
　　准能公司选煤厂采用跳汰、重介、浅槽洗选工艺。主要设备均由国外进口。
　　2.1 跳汰洗选工艺
　　来煤经预先分级、手选、除铁除杂后，筛下物(小于50mm)进入原煤仓，经仓下给煤机给煤至皮带输送机，既可以去主厂房控制工程网版权所有，又可装车。筛上物(大于50mm)经缓冲仓进入4台跳汰机，跳汰机采用肯哈得(khd)公司产品，车间采用双系统，各系统既可独立运行，也可同时运行。块精煤直接或经破碎后入块精煤仓，矸石入矸石仓。
　　跳汰洗精煤经捞坑分级、筛子和离心机脱水后入精煤仓，洗混煤经脱水后入洗混煤仓CONTROL ENGINEERING China版权所有，矸石入矸石仓。煤泥水经过倾斜板沉淀器沉淀后，打入煤泥浓缩分级旋流器组，溢流入煤泥

浓缩机，底流进高频筛。浓缩机底流经搅拌捅入压滤机，滤饼经刮板入煤泥凉干场。
　　2.2 浅槽重介洗选工艺
　　原煤经筛分破碎后，块煤进入主厂房浅槽分选床，产品煤分别经脱介筛和离心机脱水后，进入亚洲最大的槽型产品仓。介质循环系统对介质进行密度调节和磁选、脱泥工艺处理，保证工艺要求的密度、煤泥含量、液位。煤泥水处理系统：煤泥水经煤泥水泵至煤泥旋流器、煤泥浓缩机，底流至安德里兹(andritz)公司的加压过滤机，脱水后的煤泥进入精煤皮带。装车系统采用了世界先进的小时能力2×5000t的卡那瓦(kanawa)公司的快速装车系统外运，如图1所示。

　　图1  洗选工艺

　　3  施耐德解决方案
　　黑岱沟选煤厂包括1200万吨跳汰洗煤车间、新建800万吨浅槽重介洗煤车间、400万吨旋流器重介车间、原煤车间、筛分车间、快速装车系统。跳汰洗煤厂旧的控制系统采用施耐德984系列产品，rio网络采用s908方式，cpu至人机界面fix 32 采用mb+网络联接。系统生产能力近2000万吨，每天产量5万吨，而目前煤炭形势较好，因此，如何减少系统停车时间，尽快将新集控投入，恢复正常生产控制工程网版权所有，将带来巨大的经济效益，而施耐德公司的quantum系列产品在网络和软件的向下兼容性无疑成为此次改造的不二选择。以下将从选煤厂集中控制系统的软件、硬件、网络等方面分别进行技术改造方案的阐述。
　　3.1 基于iec61131-3的系统兼容性
　　原有984 PLC的编程软件为mod-soft，运行于dos环境，采用ld梯形图编程。quantum系列编程软件concept是基于windows环境的先进的编程工具。采用microsoft windows图形用户接口(gui)，符合iec61131-3国际标准，所以它的编辑器是统一的，使用简单。支持984梯形逻辑，这为老产品的用户提供了从dos到windows的平滑过渡。concept除编程外还提供了强大的硬件、软件配置器、安全级配置器、导出功能块(dfb)编辑器、程序转换器、exec下载器和16位及32位仿真器等。concept完全可以将modsoft环境的984程序移植到新的环境，同时不改变原有的程序逻辑、操作习惯，保证操作人员直接使用新的系统而不必培训和学习。
　　3.2 人机界面
　　fix32与ifix皆为intellution公司的人机界面软件，ifix 为fix32的升级产品CONTROL ENGINEERING China版权所有，兼容原有数据库，而画面虽不能直接使用，但可以由ifix程序组中的pictureconverter.exe直接转换，经简单代码编写后可以顺利移植原上位机。
　　3.3 plc部分
　　新模块选型已考虑到直接一一对应替换老模块，如离散输入模块点数都为16位，这样可以直接由quantum 140dai74000替换原b809-016；离散输出模块点数为16位，这样可以直接由quantum 140dra84-000替换原b808-016；这样原有电缆保留、原有端子接线保留，只需将导线从老模块上拆下后直接一一对应到新模块端子上，即可实现原有功能，使接线改动量最少。由此减少由于接线造成的错误。
　　4  网络设计
　　方案设计追求最大限度的减少改造可能造成的错误及延误的时间，神华集团准能公司黑岱沟选煤厂综合自动化系统网络拓如图2所示。

　　图2  神华集团准能公司黑岱沟选煤厂综合自动化系统网络拓扑图

　　原984 plc采用s908 rio网络，通讯介质(电缆)为同轴电缆，新的quantum plc亦采用rio网络，通讯介质(电缆)同样也
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