選煤廠配電及集控系統(tǒng)探討

張揚揚

摘 要：從用戶角度對選煤廠供配電及集控系統(tǒng)的設(shè)計和建設(shè)提出建議，對強(qiáng)電及弱電系統(tǒng)從設(shè)計源頭抓起，考慮實際使用需要，方便后期維護(hù)管理。

關(guān)鍵詞：供配電；信息化；集控；自動化

依據(jù)選煤廠設(shè)計規(guī)范，對整個選煤廠的供電、配電、照明、防雷和接地、控制、自動化、通信等的設(shè)計和建設(shè)都進(jìn)行了規(guī)范，但這些也只是在設(shè)計高度上對選煤廠建設(shè)所規(guī)定的框架，具體細(xì)化各項目因地制宜進(jìn)行考慮，本文僅從實際使用角度對選煤廠供配電及PLC集控系統(tǒng)的設(shè)計和建設(shè)提出一些建議，以供參考。

1 選煤廠供配電系統(tǒng)

選煤廠中變壓器最好采用干式變壓器，方便生產(chǎn)運行期間檢查及檢修；中心選煤廠設(shè)置高壓變配電所，礦井選煤廠高壓電可引自礦井變配電所，然后作為各配電室雙回供電電源；雙回路供電即可保證選煤廠用電安全，可提高供用電靈活性。

作為選煤廠供配電的主體，380V配電柜供電電流最大，設(shè)備啟停次數(shù)多，維修頻率最高，出現(xiàn)問題最多，設(shè)計時除受到場地限制，應(yīng)盡量避免采用GCK、GCS、MNS系列抽屜式配電柜，抽屜式配電柜在后期使用過程中優(yōu)點是出現(xiàn)故障后更換方便，節(jié)約故障處理時間，但缺點是故障檢查是需要將抽屜抽出，在此過程中抽屜已經(jīng)斷電，給元器件檢查帶來很大不便，考慮到電氣故障一般處理時間較短，同時選煤廠工藝流程中煤倉的存在使得對故障處理時間要求不是很嚴(yán)格，所以選煤廠最好配套采用GGD系列開關(guān)柜，方便后期檢修和配電柜除塵工作，充分發(fā)揮GGD柜機(jī)構(gòu)合理、維護(hù)方便、防護(hù)性能好、分?jǐn)嗄芰Ω摺⑷萘看蟆臃€(wěn)定性強(qiáng)、電氣方案適用性廣的優(yōu)點；GGD柜缺點是回路少，占地面積大，不能與計算機(jī)聯(lián)絡(luò)等，但在場地及資金允許的條件下，可適當(dāng)增加備用回路進(jìn)行彌補(bǔ)，且隨著現(xiàn)代設(shè)備集控技術(shù)的發(fā)展，GGD柜已經(jīng)完美適用于集控系統(tǒng)，特別是對于選煤廠技術(shù)更新的集控改造工程更是優(yōu)勢明顯。

2 PLC集中控制系統(tǒng)

目前，隨著選煤工藝設(shè)備的不斷革新和自動化技術(shù)的發(fā)展，PLC集中控制技術(shù)已經(jīng)在各類工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場得到廣泛的應(yīng)用，特別是中大型選煤廠煤流設(shè)備多，工藝流程復(fù)雜，設(shè)備及工藝參數(shù)的PLC集中控制已經(jīng)普及，配套合適的上位機(jī)組態(tài)軟件，大大提高了選煤廠設(shè)備控制的自動化程度和工藝參數(shù)調(diào)節(jié)準(zhǔn)確性。

選煤廠原煤準(zhǔn)備、洗煤、儲裝運三大核心生產(chǎn)車間，每一生產(chǎn)車間功能相對獨立，其車間設(shè)備的控制及參數(shù)調(diào)節(jié)應(yīng)自成體系，配電系統(tǒng)互相有一點的獨立性，目的是防止某一車間工藝設(shè)備及配電系統(tǒng)的停電檢修給其他車間的正常運行帶來不利影響，所以各配電室設(shè)備啟停都應(yīng)有獨立的帶有CPU的PLC來進(jìn)行控制。

對于原煤準(zhǔn)備系統(tǒng)，中心選煤廠和礦區(qū)選煤廠是有所區(qū)別的。礦區(qū)選煤廠的原煤準(zhǔn)備系統(tǒng)的運行可靠性將直接影響礦井提升運行，對煤礦正常生產(chǎn)影響很大，所以在其設(shè)備集中控制系統(tǒng)設(shè)計及改造時應(yīng)考慮控制冗余，以提升運行可靠性，以設(shè)備PLC集中控制與設(shè)備故障就地控制互為冗余，就地控制不通過PLC，這樣就可以在PLC系統(tǒng)運行出現(xiàn)故障時采用就地控制，減少對礦井提升影響時間。不管是一條、兩條或多條原煤準(zhǔn)備工藝流程，每條具備獨立功能的工藝流程都應(yīng)設(shè)置單獨配電室及集控PLC，每個配電室的集中控制設(shè)備都應(yīng)配置獨立CPU，以實現(xiàn)控制邏輯就地存儲，減少多流程間的故障干擾。平級CPU間實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通信互聯(lián)，實現(xiàn)一套上位機(jī)對多條原煤流程的控制，考慮系統(tǒng)運行安全，應(yīng)至少設(shè)置一套冗余上位機(jī)。

選煤車間參控設(shè)備及調(diào)節(jié)參數(shù)較多，工藝流程復(fù)雜，特別是密度調(diào)節(jié)，重介質(zhì)懸浮液的調(diào)配精度直接影響精煤產(chǎn)品質(zhì)量，必須實現(xiàn)密度控制自動化。選煤車間的密度控制通常與設(shè)備啟停控制整合在同一臺套PLC中，上位機(jī)操作亦合并為一，也可考慮選煤廠的實際情況將密度控制單獨分開設(shè)置。以西門子300PLC為例，通常采用PLC自帶PID控制單元來實現(xiàn)對重介懸浮液的密度檢測和調(diào)節(jié)補(bǔ)加水動作，相應(yīng)PID參數(shù)可根據(jù)現(xiàn)場實際情況進(jìn)行微調(diào)，以縮短調(diào)節(jié)反應(yīng)時間，提高靈敏度，此參數(shù)一經(jīng)整定，不可隨意更改；選煤車間設(shè)備較多，形式多樣，一般設(shè)置一套帶CPU的PLC主站，多套設(shè)置于配電室的通過DP總線通信的分站，程序存儲于主站CPU中，分站一般不保存程序。選煤車間現(xiàn)場一般設(shè)備控制箱最好采用按鈕盒形式，防銹且簡單；控制復(fù)雜設(shè)備的現(xiàn)場控制箱位于潮濕場所最好采用不銹鋼外殼，防止生銹失效。選煤車間衛(wèi)生工作量大，用水沖洗設(shè)備、墻壁、地面較多，車間內(nèi)部所有易受水侵害的控制箱、控制柜、按鈕盒應(yīng)做好防水措施，所有電器設(shè)備進(jìn)出線應(yīng)做好防水封堵措施。

全廠集控系統(tǒng)的配置架構(gòu)在很大程度上影響各車間設(shè)備能否正常運行，通常可在原煤準(zhǔn)備車間、洗煤車間、儲運車間等各車間之間設(shè)置光纖通信環(huán)網(wǎng)，以滿足通信的穩(wěn)定可靠要求，各個PLC之間的聯(lián)系通信可通過網(wǎng)絡(luò)模塊配合交換機(jī)實現(xiàn)，這樣系統(tǒng)后期擴(kuò)展較容易；交換機(jī)應(yīng)選用大品牌、高速交換機(jī)，否則可能會出現(xiàn)不期望的數(shù)據(jù)通信擁塞、丟包現(xiàn)象，造成信號失真；選煤廠全廠可以設(shè)置一處調(diào)度室，配置兩臺集控上位機(jī)，一用一備，整合原煤、洗煤、儲運等所有參控設(shè)備，實現(xiàn)對所有設(shè)備的上位機(jī)集中控制；礦區(qū)型選煤廠也可根據(jù)礦井需要將原煤準(zhǔn)備系統(tǒng)單獨設(shè)置調(diào)度室，同樣密度控制系統(tǒng)也可根據(jù)實際需要單獨設(shè)立密控室，趨勢上應(yīng)該采用第一種方案比較合理，符合高產(chǎn)高效選煤廠的要求。集控系統(tǒng)應(yīng)自成體系，防止與其他網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)連接，否則有可能遭遇病毒攻擊，造成系統(tǒng)癱瘓，如果存在不可避免的外在聯(lián)系，應(yīng)在系統(tǒng)間設(shè)置硬件防火墻。

無論是對選煤廠配電系統(tǒng)還是集中控制系統(tǒng)的施工中，抑或是對選煤廠的后期改造過程中，都應(yīng)對所有線路、接頭及端子做出明顯且永久的詳細(xì)標(biāo)記，電纜按規(guī)定掛標(biāo)牌，特別是在選煤廠改造過程中，這是以往我們很容易忽視掉的一個小問題，其實這恰恰是一個很大的隱患，會對以后的檢修帶來很大的麻煩，應(yīng)該引起足夠重視。如何構(gòu)建一個結(jié)構(gòu)簡單、穩(wěn)定可靠、控制靈活的選煤廠配電及集控系統(tǒng)，是我們在實際工作中一直在思考的問題，一套設(shè)計合理、改造得當(dāng)?shù)倪x煤廠配電及集控系統(tǒng)，應(yīng)該是考慮實際生產(chǎn)及檢修需要的，更應(yīng)該是立足當(dāng)前、考慮長遠(yuǎn)的，系統(tǒng)具有很好的擴(kuò)展性及兼容性、安全性和較低的故障率，過于花哨和復(fù)雜的系統(tǒng)特別是頻繁改造的選煤廠，將會給后期正常可靠運行埋下隱患的種子，我們更加期待的是一個簡單且高效的現(xiàn)代化選煤廠。

參考文獻(xiàn)：

[1]GB 50359-2005.煤炭工業(yè)選煤廠設(shè)計規(guī)范[S].