GE90系列PLC在选煤厂的应用

GE 90系列PLC在选煤厂的应用
 

引言

自上个世纪90年代前后，GE公司的PLC在选煤厂控制系统设计中是选用较多的机型之一；我们在大型选煤厂设计中，先后在安徽淮北芦岭煤矿选煤厂（2.1Mt/a）、山西阳泉三矿选煤厂（3.0Mt/a）、河南平顶山十三矿选煤厂（1.8Mt/a）、安徽淮北祁南煤矿选煤厂（1.8Mt/a）、神华集团上湾煤矿选煤厂（6.0Mt/a）、安徽辛集煤矿选煤厂（3.0Mt/a）、山东兖矿集团济三煤矿选煤厂（10Mt/a）和山西平朔安太堡露天煤矿选煤厂（15Mt/a）技术改造等工程项目中选用GE 90系列PLC，完成选煤厂以二值信息为主要内容的设备运行控制（通称集控）和主要工艺数据参数的采集，如入选煤量、产品煤量、主要产品质量、主要煤仓料位、水池（箱）液位以及选煤作业消耗的电量、水量等参数，有的选煤厂还完成选煤作业工艺参数的自动调控。

应用背景

最近，在山西平朔安家岭露天煤矿选煤厂（15Mt/a）新增磨煤排矸系统设计中，选用了GE 90-70 系列PLC作为控制系统主机；平朔安家岭露天煤矿选煤厂是我国自行设计的最大规模的选煤厂，是国际上第三大选煤厂，工艺采用当前国际先进的全重介入洗的选煤工艺；新增磨煤排矸系统的主要目的是增加尾煤的处理能力，完善原有工艺流程，提高精煤的回收率。选煤厂原有控制系统采用的控制主机由于I/O处理能力的限制已不能满足改造的需要；经过综合分析该厂现有控制系统现状，考虑到GE 90-70 PLC在安太堡选煤厂应用成功的经验以及该系列产品高性能、高可靠性和优良的技术支持和售后服务等，选用了GE 90-70 系列PLC完成新增工艺系统的设备控制及工艺参数调控。

系统结构

在选煤厂原有中央控制室新增操纵台、控制柜，改造原模拟盘盘面，纳入新增加工艺系统内容；在磨煤车间新增配电室内设控制分站柜；重介工艺参数自动调控亦通过控制分站完成；其间以Genius Bus总线联网通讯，从而共同实现磨煤系统调控和数据采集功能；磨煤系统需和原有控制系统交换的信息通过模拟屏内控制分站的DI/DO模块以硬接线方式解决。为提高系统运行的可靠性，控制主机采用双机热备方式，Genius Bus通讯总线采用双网络冗余结构；CPU选用IC697CGR935热备冗余CPU，控制分站选用Field control 控制分站。

设置两套上位操作站和一套智能触摸式操作屏；操作站选用CONTEC ICS-2000系列工业控制计算机，其中一套兼具服务器和操作站功能；CRT选用飞利浦210B系列；上位监控软件平台采用GE公司的Cimplicity HMI软件完成工艺设备运行及工艺参数等信息的采集、处理、储存、显示及故障报警等功能；对新增组合变电站均设GE公司的PowerTrack电量管理模块，以实现对配电系统的电量监控。

在操作台上设QuickPanel智能触摸屏，其通过Genius Bus以通信方式实现与控制系统的人机接口，由其可完成集控系统的基本操作：控制方式转换及重介密度调控系统的参数设定及微调等功能。上述软件具有界面友好、图形功能强大、操作方便、易于掌握等特点。

上述控制系统框图如附图1所示。该控制系统已安装完毕，目前正处于模拟联合调试阶段中。

系统特点

Ø          采用Field Control分布式控制站直接深入控制中心，节约了电缆，大大降低了施工成本。

Ø          控制主机热备和通讯网络冗余的应用大大提高了控制系统的可靠性，减少了系统停机时间，增加了选煤厂的效益，特别适用于大型选煤厂的大规模生产。

Ø          GE 90系列丰富的模块资源，快速高效的处理能力以及Genius Bus灵活开放的结构为未来选煤厂综合自动化系统的全厂改造打下了基础；减少了重复投资。

Ø          CIMPLICITY HMI软件的开放型结构和强大的功能，使选煤厂控制系统可以和企业计算机信息管理系统（ERP）无缝的集成，从而实现了选煤厂高效的监控管理功能。

Ø          CIMPLICITY HMI软件真正的客户/服务器体系结构，为未来选煤厂综合自动化系统全厂改造的操作站扩展提供了良好得接口准备。

实施效果

GE90系列PLC作为控制主机，以Genius bus通信网络与深入控制中心（MCC）的控制分站（GE公司的Field control 、Genius智能模块或GE90–70、GE90–30 PLC）相连，完成控制和数据采集信息的双向交换，同时，以Genius bus和Ethernet与调度监控和管理监控微机系统相连，构成了选煤厂控制系统“三个层次、两级网络”的模式，实现了选煤厂的设备运行控制和生产工艺参数数量化管理与工艺参数自动化调控的相结合，取得了显著的社会效益和经济效益。

总而言之，经过10多年的实际应用证明，GE公司PLC及Field control系列产品，性能稳定，运行良好，深受用户好评。预期，随着应用深度的开发和使用层次的提高，其优良的品质和高性能价格比等特点，将会显现的更为充分。