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钱矿公司井田总面积81平方公里，有6个可采煤层，其中5、7、9、12煤层为主采煤层，可采煤量6.38亿吨。煤种具有低灰、低硫、高发热量等特点，是理想的动力用煤和 炼焦配煤。矿井采用竖井、阶段石门、集中大巷开拓方式,综合机械化采煤，采掘机械化程度。
投产以来，钱矿公司以建设高产高效矿井为主线，大力实 施科技兴矿战略，投资6亿多元先后完成了主井自动化改造、电液控自移支架等新型设备，实施了岩巷中深中孔光 爆、煤巷全锚网支护、皮带集控等21项新工艺、新技术,基本形成了生产系统现代化、关键部位自动化、安全监测 网络化的格局，使矿井产量、劳动效率和经济效益同步大幅度**。1998年建成了行业级“双高”矿井，2000年建 成行业特级“双高”矿井。随着企业发展，钱矿公司先后荣获现代化矿井、特级质量标准化矿井、省级标兵企业、煤 炭企业现场管理先进单位、省级重合同守信用单位、省级园林式单位和全国文明煤矿、全国“双”煤矿等称号, 获得国家、省市级以上科技成果多项，全国QC一等奖2项。
多年来，公司以高质量、多品种为手段，大力开发煤炭市场，形成了精煤和动力煤两大系列8个品种的多元化产品结构，并通过了ISO9001质量体系认证，增强了市场竞争 力，产品东北、华北、江浙、上海、广州等地，并实 现了精煤出口。
选煤厂集控系统组成
选煤厂集控系统工程分为计算机信息管理系统、全厂设备 集中控制系统、单机自动化/闭环控制系统、检测/计量设 备4部分。
全厂总体网络设计为3层网络结构，如下图所示。
上层为公司网络，作为信息层，选煤厂计算机信息管理系 统定位为钱家营矿业分公司管理信息系统的一个组成部分。中间层是控制层，由全厂生产集中控制系统和工艺参 数闭环控制系统组成。
作为全厂生产集中控制系统和工艺参数闭环控制系统人机界面的监控计算机，采用了工业等级的计算机并通过百兆以太网上联全厂信息管理系统。底层通过10兆以太网下 连PLC，与密度自动控制、浮选自动加药、原煤、主洗、浮选、上仓、装车、及其它辅助生产系统的PLC站构成车间设备层网络；该层采用了当今国际上应用为广泛的PROFIBUS总线技术。
全厂监控系统
全厂监控系统全部由德国SIEMENS公司的S7系列PLC主 机组成。
钱家营矿选煤厂集控系统总的规模大(全部建成后PLC总的I/O点数约7000～8000点)，且属于系统项目，要保证生产的正常进行，需分步实施系统。为降低系统风险，确保在 不影响正常生产的情况下实施分步系统，该项目采用分散型控制系统结构构建了钱家营矿选煤监控系统。PLC监控 系统的网络结构见下图。
全厂集控(含闭环)系统设置下列PLC站：
·原煤系统PLC站：主机设在1RS，在2RS、74V及仓上配 电室设I/O站
· I系统PLC站：设在3RS3
· II系统PLC站：设在3RS2
· 浮选系统PLC站：设在3RS1
· 主、再洗重介密度控制系统PLC站
· 浮选调节系统PLC站
· 压滤(含浓缩、事故沉淀池、清水泵房、油库)系统PLC站：设在5RS。
· 精、中煤仓(含矸石仓、装车站)PLC站。
上述PLC站、上位监控系统的2台计算机监控管理站、数 据采集站都通过环型光纤以太网通信，构成控制层网络。该层网络共配置9台交换机，为**系统的性能及可靠性, 控制层网络采用环型光纤以太网。现场层则采用PROFI-BUS总线。该总线系统由传输技术(RS485、RS485-IS、光 纤、MBP, MBP-IS、MBP-LP等)、通讯技术协议、通用 行规和专用行规组成。由于PROFIBUS拥有统一的通信协议，并在此基础上发展了不同的通用应用行规和专用应用 行规,使得PROFIBUS可以广泛地应用煤矿业各个工艺段 的现场设备层。
－I系统PLC站
I系统PLC站设在3RS3配电室，负责对3RS3所辖的参控 设备的监控及相关信号的监测。PLC主机选用S7-300系 列的CPU315-2DP。本PLC站共配置5面PLC控制柜。
－II系统PLC站
II系统PLC站设在3RS2配电室，负责对3RS2所辖的参控 设备的监控及相关信号的监测。PLC主机选用S7-400系 列的CPU414-2。本PLC站共配置8面PLC控制柜。
－浮选系统PLC站
浮选系统PLC站设在3RS1配电室，负责对3RS1所辖的参 控设备的监控及相关信号的监测。PLC主机选用S7-300 系列的CPU315-2DP。本PLC站配置4面PLC控制柜。
－压滤(含事故沉淀池、清水泵房、油库)系统PLC站 压滤系统PLC主机(CPU)站设在5RS配电室，负责对压滤、浓缩、事故沉淀池、清水泵房及油库系统参控设备 的监控及相关信号的监测，在各相关系统配电室设置I/O控制柜。PLC主机选用S7-300系列的CPU 315-2DP。压 滤系统PLC站共配置7面PLC控制柜。
－精、中煤仓(含矸石仓、装车站)系统PLC站 本站的PLC主机(CPU)站设在78RS配电室，负责对精中煤仓、矸石仓及装车站系统参控设备的监控及相关信号 的监测，在各相关系统配电室设置I/O控制柜。PLC主机 选用S7-300系列的CPU315-2DP。本PLC站配置5面PLC 控制柜。
密度自动控制系统
原密度自动控制系统自成一个独立的子系统(S7-400系列, 其PLC主机配置一块以太网通讯模块)，该子系统接入控制 层环网。
浮选药剂自控系统
浮选系统采用西门子S7400PLC构成药剂自控系统，本工 程提供一块S7400以太网通讯模块、一台以太网交换机,将药剂自控系统作为子系统接入控制层环网。联网后，可 通过集控室的上位机对浮选药剂自控系统进行参量设定和 系统控制。
检测对象和控制对象
包括过滤机液位；精、中矿箱液位；主轴转速(变频器输 出)；给料阀门的开度；过滤机真空度等和过滤机给料阀门开度；过滤机电机(变频器)速度等。
压滤机单机自控系统
新增的4台压滤机系统实行单机自控，系统的3台压滤机单 机自控，其运行状况接入压滤系统PLC站，实现对压滤机 的监控。
检测/计量设备
液位计：连续测量液位计选用西门子公司的The Probe,2W，NIS型一体化超声波液位计，测量范围0～5米，共 配置14台。
高低液位测量选用西门子公司的ULS200，24V超声波液 位开关，可输出2个继电器接点指示高低液位，动作调节范围0～5米，共配置20台。
仓位计：仓位测量选用西门子公司的AiRanger系列超声波料位计，具体配置如下：精煤仓、中煤仓各配置2点仪表AiRanger DPL Plus一台、XPS30P探头2只(每个煤仓1只),大量程为30米；矸石仓配置单点仪表AiRanger SPLPlus一台，大量程为30米。
油**计：油**计选用西门子公司7ME3001-1ED03型 超声波管道**计，共配置2台。
其它：皮带秤、测灰仪、拉绳开关、皮带欠速开关、跑偏 开关、堵塞开关、压滤机负压传感器、电流变换器、速度变换器、电量变送器等、电机综合保护器、温度传感器等
采用西门子自动化系统所带来的好处：
该系统通过PLC及通讯网络不仅可方便地采集现场设备的 开/停、故障状态、变频器输出频率、电机电流、煤仓煤位、液位、**、介质密度等实时数据，统计主要设备运 行时间和故障状态，显示在工控机大屏幕上，还可以利用这些实时数据参与系统控制，通过网络将这些数据发往 更管理层作为安排设备检修以及有关生产任务的参考。
由于全部采用西门子公司的控制系统部件及统一的编程组态软件，块煤重介质密度自动调节系统及旋流器密度自动控制系统纳入全厂集控网络后，不但可在集控室实现对该 子系统的监视，还可使用同一套软件实现对该子系统的编程、调试和控制任务，不但降低了购买备品备件的费用, 在人员培训、工程调试、设备运行和维护上大大降低 了相关费用。
潞安矿区位于山西省上党盆地，是国家重要的煤炭生产基地。矿区内储量丰富，煤质优良，现开采的煤层主要有瘦煤和贫瘦煤，属特低硫、低磷、低中灰、高发热量的优质动力煤或炼焦配煤。发热量每千克为6500千卡左右，灰分在16%左右，三号煤含硫0.5%以下，适用于炼焦、发电、动力、冶金、化工生产，用途十分广泛。矿区地理位置优越,交通便利。四邻有较好的工业基础和交通条件，化工、发电、冶金、机制等大型企业多，并在不断兴建，煤炭就地消化能力很大。太焦、邯长铁路纵贯全境，南经郑州接京广、陇海，东经邯郸上京九、接同蒲，北经太原连石太;新建的长太208国道南通北达，连通着矿区公路交通网络,煤炭外运十分便利。
潞安矿业(集团)有限责任公司，是2000年在原潞安矿务局的基础上改制成立的，属山西省授权经营的12户国有重点企业，全国500家大工业企业之一。2001年，潞安矿业(集团)有限责任公司作为主发起人，以下辖王庄、漳村、五阳、常村4对生产矿井及其选煤厂、石圪节选煤厂等的经营性净资产作为出资，郑州铁路局、日照港务局、宝钢集团国际经济贸易总公司、天脊煤化工集团有限公司和潞安工程有限公司等5家发起人投入货币资本，共同发起设立了潞安环保能源开发股份有限公司。潞安环保能源开发股份有限公司煤炭产品在国内拥有17个省市的500多家常年用户,还向日本等国家出口；所产动力煤，为山西省产品;所研发出的以贫煤加工的喷粉煤新产品，填补了市场空白,其技术标准，成为订立国家标准的基准。
潞安矿业(集团)有限责任公司现控股经营和生产经营煤炭规模为1500万吨/年，其中95%以上为控股经营。现除持有潞安环保能源开发股份有限公司91.51%的股权外，还有控股和参股的企业20家；包括西白兔电厂、五阳热电厂、水泥厂、机修公司、工程公司、民爆器材公司等生产单位;是一个以煤-焦-化、煤-电-化为主线，焦化、发电、机制、化工、建材、建筑、汽修、林业、印刷等多种经营、综合发展的现代化经营联合体。现有员工2.8万余名，固定资产53.8亿元，年销售收入近30亿元。
常村矿主煤流集中控制系统概述
常村煤矿隶属潞安矿业(集团)有限责任公司，设计能力年产400万吨原煤，是我国特大型现代化矿井之一。随着矿井服务年限的增长和采区的开拓布局，井下输煤主要运输工具强力胶带机和各采区胶带机需要延长或接力,并且煤流的转载90%是由采区胶带机直接转载到主运输胶带机上，这样就形成运输系统线路长、岗位多、联络环节多等特点，势必造成人员增加、分散，不利于安全生产和科学管理。
根据现场实际使用要求，达到安全可靠运行以及减人提效目的，在本项目中采用全球节点安装数量的PROFIBUS现场总线技术，通过集中控制和工业电视相结合，对井下主煤流强力胶带机S0、S1、S2.1、S2.2和振动给煤机及煤仓煤位等相关设施监测，实现“主煤流系统集中控制”。
系统构成
系统由地面控制中心、传输线路、井下分站、相关保护装置组成。
1) 井下分站
每条胶带分别设置一套控制装置， 在本方案中采用SIEMENSS7-300系列PLC，加装OLM链接模块接入井下PROFIBUS网。
胶带机电控系统主要由隔爆兼本安型胶带机控制分站、本安型操纵屏以及安全保护等设备组成。
·胶带机控制分站
－控制分站采用KJD15矿用隔爆兼本安型控制器，完成整个系统的数据采集、设备控制、信息传输及网络通讯。－装置有各种继电器转换板、中间继电器、本安电源模块、接触器、输入/输出隔离板、本安/非本安隔离板等,用于本安/非本安信号的转换，输入信号的隔离、放大及输出控制外围设备等。
－控制分站的控制核心器件是可编程序控制器，采用SIEMENS公司的S7-300控制器，用于集控、就地、检修工作方式下，程序控制胶带机。PLC有通讯接口模块，可接入PROFIBUS网，并提供完整的控制变量表,控制系统能够在线诊断，并且其控制程序可在地面主机在线下载。
·本质安全型操作屏
操作屏由液晶显示器和操作箱组成，对胶带机实施控制操作和监视胶带的运行工况。
－操作屏可以就地监视电动机电流、胶带机速度、拉线急停和跑偏开关的动作位置等各种保护状况以及显示胶带机的正常运行工况和各种故障状态。
－通过操作屏的各种操作控制按钮，可以进行工作方式选择和就地控制胶带机。
·安全保护
安全保护系统具有胶带机打滑、堆煤、满仓、煤位、超温洒水、烟雾、温度、沿线急停、跑偏、断带、撕裂和语音系统等多种保护和装置。还设置有瓦斯监测、CO监测、风速监测等传感器，监测环境安全方面的信息。
2) 地面控制中心
地面控制中心设置在矿调度室附近，主要通过计算机和工业电视对胶带机及相关设施进行监测、监视和集中控制。主业电视对胶带机及相关设施进行监测、监视和集中控制。主要设备、设施包括工业控制计算机、不间断电源和工业电视等。控制中心采用主、从计算机实现双机热备用，当其中一台计算机出现故障时，可自动切换到另一台计算机，以防止数据丢失或控制失控。
3) 传输线路
系统以PROFIBUS为主干网，采用铠装光缆作为传输介质。
系统具有远程启动、停止、复位和测试功能，并可进行地面远程编程、故障(保护)屏蔽及控制方式转换、振动给煤机点动操作等功能控制。
能实时显示各胶带机、相关设施及所有信号状况，并能方便地进行多画面切换；当井下被测参数超限、保护动作及设备运行状态改变后，给出语音、文字告警提示。
该项目自投入运行以来，整个系统和各个网络及控制部件运行良好，未出现任何故障；尤其是在井下比较恶劣的环境下各分站、操作屏以及通讯网络经过长时间的运行至今依然运行良好，充分体现了西门子公司自动化产品的高品质和优良的可靠性，保证了常村煤矿的安全生产和经济效益，为集团创建全国煤炭企业做出了应有的贡献。
详细介绍PLC步进指令的应用。
一、小球分类传送系统
图 8.7 为小球分类传送系统示意图。左上为原点，动作顺序为：下降→吸收→上升→右行→下降→释放→上升→左行。当机械臂下降时，若电磁铁吸住大球，下限位开关
LS2 断开；若吸住小球， LS2 接通。
小球分类处理的状态转移图如图 8.8 所示
二、按钮式人行横道控制系统
图 8.9 为按钮式人行横道控制系统示意图。
图 8-9 按钮式人行道控制示意图
图 8.10 为按钮式人行横道控制系统的状态转移图。
PLC 在停机转入运行时，初始状态 S0 动作，通常为车道＝绿，人行道＝红（通过 M8002 ）。
若按人行横道按钮 X0 或 X1 ，则状态 S21 为车道＝绿， S30 为人行道＝红， 红绿灯状态不变化。 30 秒后车道＝黄，再过 10 秒车道＝绿。
定时器 T2 （ 5 秒）启动， 5 秒后 T2 触点接通人行道＝绿。
15 秒后人行道绿灯开始闪烁（ S32 ＝灭， S33 ＝亮）。www.plcs.cn
闪烁中 S32 、 S33 的动作反复进行，计数器 C0 （设定值为 5 次）触点一接通，状态向 S34 转移，人行道＝红， 5 秒后，返回初始状态。在状态转移过程中，按动
人行横道按钮 X0 ， X1 也无效。
三、工件移送控制系统图
图 8.11 所示为用机械手移送工件的机械系统。左上为原点，工件按下降→夹紧→ 8.11 工件移送系统示意图
上升→右移→下降→松开→上升→左移的次序依次运行。 下降 / 上升，左移 / 右移中使用双线圈的电磁阀。夹紧使用的是单线圈电磁阀。
该系统的初始化电路状态转移图如图 8.12 所示
图 8.13 为自动运行的状态转移图，图中 S2 为自动方式的初始状态。
图 8.13 机械手控制系统的程序