解析地层破碎送煤体系的扼制技艺

　　1工艺概况

　　输煤系统设计有4条输煤胶带，小时生产能力为1200t。集中控制系统的基本控制任务是对输煤系统中一次破碎机，连接胶带机，二次破碎机，转载胶带机，上仓胶带机，配仓胶带机的实时监视和控制。通过安装在中央控制室的上位计算机，在集中方式下控制各胶带输送机及破碎机，同时将现场胶带输送机，破碎机的运行状态参数及料位计、皮带秤参数实时显示，以及对所控胶带机实施保护。

　　2控制系统结构及功能

　　在本项目中，系统主站及从站控制单元均采用德国倍福（BECKHOFF）CX1000控制器。上位机采用德国倍福（BECKHOFF）C5102工业IPC.

　　德国倍福（BECKHOFF）是世界知名的自动化公司，不断倡导自动化新技术，为自动化应用添加了不少高质量新产品。

　　2.1性能及功能优点

　　（1）产品种类齐全，从工业IPC，总线端子，到伺服驱动。

　　（2）产品支持协仪广泛：光导总线（LightBus），Profibus，Interbus，Canopen，DeviceNet，ControlNet，SE－RCOS，Ethernet，EtherCAT，Modbus，Fipio，AS以及常用接口RS232／RS485等。因此可以广泛的连接其他各类厂商的标准自动化产品。

　　（3）统一的软件平台TWINCAT，实现倍福全系列产品的组态，编程。

　　（4）特有的电力电量测量模块KL3403，可对电力系统在线电压，电流，有功功率，视在功率及功率因素进行测定。

　　（5）德国倍福CX1000控制器，采用了奔腾MMX处理器，运行时钟频率达266MHZ。可以同时运行4个PLC控制任务。为系统提供稳定，可靠的控制程序运行平台。

　　2.2功能

　　根据输煤生产系统工艺，全系统设置一个主站，2个从站系统。主站设置于中央控制室中，位于整个系统中部，1＃从站设置于一次破碎机与二次破碎机之间，2＃从站设置于上仓胶带机驱动站处。

　　在系统主站中，采用德国倍福CX1000控制器作为主控制器，主控制器通过光纤通讯完成系统主站与现场从站间的信息交换，通过超5类屏蔽双绞线实现主站与上位机的通讯链路连接。

　　（1）主站与1＃从站控制器信息交换，实现采集并控制1＃从站现场设备。

　　（2）主站与2＃从站控制器信息交换，实现采集并控制2＃从站现场设备。

　　（3）主站控制器与上位机间信息交换，实现上位机与各从站间的通讯连接，实现人机界面与现场信号的交互。

　　（4）主控制室综合控制任务（通过自己配置的输入模块，输出模块）。

　　2.31＃从站的控制功能

　　1＃从站中采用德国倍福CX1000可编程控制器作为主控制器，通过光纤通讯完成系统主站与1＃从站间的信息交换。同时采集并控制就地设备。

　　（1）通过串行通信模块KL6021，按照MODBUS RTU协议与胶带综合保护仪ZB02进行通讯连接，实现连接胶带保护功能（拉绳开关，跑偏开关，堵塞）（2）连接胶带上位机集中控制，包含集中信号，就地信号，运行信号，紧急停止信号等采集，集中控制，就地控制，运行命令及预告信号输出。

　　（3）一次破碎机上位机集中控制，包含集中信号，就地信号，运行信号，紧急停止信号等采集，运行命令及预告信号输出。

　　（4）二次破碎机上位机集中控制，包含集中信号，就地信号，运行信号，紧急停止信号等采集，集中控制，就地控制，运行命令及预告信号输出。

　　（5）通过配置KL3403电力测量模块，实现连接胶带，一次破碎机，二次破碎机，连接胶带处变电所进线电源的电压、电流、有功功率、累计电能及功率因素的检测及在线监控。

　　（6）连接胶带、一次破碎机、二次破碎机、除铁器综合控制任务及连锁控制。

　　2.42＃从站的控制功能

　　2＃从站中采用德国倍福CX1000可编程控制器作为主控制器，通过光纤通讯完成系统主站与2＃从站间的信息交换。同时采集并控制就地工艺设备。

　　（1）通过串行通信模块KL6021，按照MODBUS RTU协议与胶带综合保护仪ZB02进行通讯连接，实现转载胶带保护功能（拉绳开关、跑偏开关、打滑、堵塞，撕裂）（2）通过串行通信模块KL6021，按照MODBUS RTU协议与胶带综合保护仪ZB02进行通讯连接，实现上仓胶带保护功能（拉绳开关、跑偏开关、打滑、堵塞、撕裂）（3）转载胶带上位机集中控制，包含集中信号、就地信号、1＃电机运行信号、2＃电机运行信号、3＃电机运行信号、紧急停止信号、进线断路器工作信号、故障信号及准备就绪信号等采集，集中控制，就地控制，运行命令及预告信号输出。

　　（4）上仓胶带上位机集中控制，包含集中信号、就地信号、运行信号、紧急停止信号、进线断路器工作信号、故障信号、松闸、合闸及准备就绪信号等采集、集中控制、就地控制，运行命令及预告信号输出。

　　（5）配仓胶带上位机集中控制，包含集中信号、就地信号、正转运行信号、反转运行信号、紧急停止信号等采集、集中控制、就地控制、正转运行命令、反转运行命令及预告信号输出。

　　（6）通过配置KL3403电力测量模块，实现转载胶带3个电机，上仓胶带一个电机，配仓胶带一台电动滚筒，进线电源，进线电源的电压、电流、有功功率、累计电能及功率因素的检测及在线监控。

　　（7）通过配置KL3022模拟量测量模块，实现1个皮带秤信号（4￣20mA），6个料位计信号（4￣20 mA）的检测及在线监控。

　　（8）转载胶带、上仓胶带、配仓胶带综合控制任务及连锁控制。

　　（9）实现转载胶带机的RockwellDODGECST（软起动装置）数据传输及显示。

　　2.5控制室的功能

　　在中央控制室配置2台工业控制计算机（IPC），一台彩色喷墨打印机及控制台。

　　2台工控机配置WinCC人机界面应用程序冗余。工控机采用2套德国倍福C5102IPC（配置P42.4G，40G硬盘，DDR 256M内存，17＇LCD显示器），通过超五类屏蔽双绞线连接工业以太网交换机实现系统主站与上位机间的高速（10／100M）、可靠的信息交换。

　　（1）现场总工艺设备状态参数显示，及各独立设备状态参数显示。

　　（2）连接胶带、转载胶带、上仓胶带、配仓胶带的控制状态显示以及集中控制，拉绳开关、跑偏开关、撕裂、打滑、堵塞的在线实时状态显示。

　　（3）一次破碎机、二次破碎机、吸铁器的控制状态显示及集中控制。

　　（4）一个皮带秤，料位计在线实时状态显示。

　　（5）电机（一次破碎机、二次破碎机、连接胶带机、上仓胶带机、配仓胶带机）的运行电压、电流、有功功率、累计电能及功率因素的检测及在线监控。

　　（6）历史数据曲线显示、打印。

　　（7）数据报表显示、打印。

　　（8）报警信息显示。

　　（9）、帮助信息显示。

　　在本项目中，为实现可靠、高速（10／100M）信息交换，在上位机与CX1000控制器之间经过工业以太网交换机实现。由于现场各分控站间距离较长，其中主控制站与1＃从站间距离为3100m，主控制站与2＃从站间距离为2450m，而且现场实际安装有多台6kV高压电机，为彻底有效防止电磁干扰对系统的影响，对现场控制及信息交换通过单模光纤以太网实现。

　　1＃从站CX1000控制器，2＃从站控制器间是基于单模光纤以太网构成RealTimeEthernet。控制器间信息交换，通过各CX1000控制器定义Publisher向指定设备或全局设备发布交换变量状态值，Subscriber来接受交换变量状态值。

　　3地面输煤系统的经济效益

　　随着露天矿的逐步建设，煤炭产量的逐步增加，除对一号露天煤矿地面生产系统进行能力改造外，还建立了电厂输煤系统。地面输煤系统集中控制可带来如下经济效益。

　　（1）缩短汽车运输距离，降低运输成本。此系统建造以前，露天煤矿的煤炭全部到一号露天煤矿地面系统破碎后，发运至电厂，运输距离长，运输费用高。而采用胶带运输，大幅度节约运输成本。

　　（2）采用新技术，减轻维修人员的检修强度，提高设备实动率，保证生产任务的顺利完成。

　　普通通讯电缆的分支接头，时常会因为震动或氧化带来很多故障，由于采用光线通信，避免了普通通讯电缆的弱点，系统运行以来，从未发生过此类通讯故障。

　　由于现在软件发展很快，此系统出现故障时，系统软件会把所有的故障信息保存起来随时调用，大大降低了检修工人的劳动强度。系统设备的运行时间，运行产量通过皮带称及相应软件全部保存在电脑中，为设备的检修保养提供科学依据。

　　地面输煤集中控制系统已正式投入运行，控制系统各项功能均达到设计要求。控制系统中新技术的引入不仅提高了系统的可靠运行，更为企业生产和管理提供良好的平台。