1、 本科毕业设计说明书 淮南矿业集团望峰岗 180 万吨选煤厂集控系统初步设计 THE PRELIMINRAY DESING FOR WANGFENGGANG 180 MILLION TONS COAL PREPARATION PIANT CENTRALIZED CONTROL SYSTEM 学院（部） ： 材料科学与工程学院 专业班级： 矿加 11- 2 班 学生姓名： xxx 指导教师： 吕文豹 助工 王淮南 高工 2015 年 5 月 27 日 安 徽 理 工 大 学 毕业设计任务书 专业、班级 矿物 11-2 姓名 xxx 日期 2015.03.23 1 设计题目 淮南矿业业集团望峰岗
2、180 万吨选煤厂集中控制系统初步设计 重点设计 集中控制 2 设计原始资料：淮南矿业集团望峰岗 180 万吨选煤厂主厂房设计 3 设计文件： 说 明 书 1 份 图 纸 17 张 4. 设计任务下达日期： 03.23 5. 设计完成日期： 05.27 6. 设计各章节答疑人： 部分 部分 部分 部分 部分 部分 7. 指导教师 8. 教研室负责人 9. 系负责人 安徽理工大学毕业设计 I I 淮南矿业集团望峰岗 180 万吨选煤厂集控系统初步设计 摘要 本次设计是以淮南矿业集团望峰岗选煤厂为设计对象，按照现代化的选煤厂集中控制的理念将望峰岗选煤厂的控制方式设计为以 plc 为控制基础的集中控
3、制方式。采用高度的智能化，网络化，信息化的设计思想，将望峰岗选煤厂设计成一座自动化程度高，操作方便，维护简单，生产成本低的现代化选煤厂。 第一：分析了我国当前的煤炭形势，煤炭的市场前景，以及对我国选煤事业发展的概述。 第二：联系望峰岗选煤厂的实际情况，对他的生产工艺及流程做一定的并简单的介绍设计的理论依据。 第三：分步骤具体介绍本次设计的步骤，方法，以及设计思想。 第四：进行设计总结，对于设计中存在的缺陷不足之处进行相应方面知识的学习。 关键词：望峰岗， plc，选煤厂，自动化，集中控制 安徽理工大学毕业设计 II II THE PRELIMINRAY DESING FOR WANGFENGG
4、ANG 180 MILLION TONS COAL PREPARATION PIANT CENTRALIZED CONTROL SYSTEM ABSTRACT This design is in Huainan Mining Group at Wangfenggang coal cleaning plant as the design object, according to the modernization of coal preparation plant centralized control concept will be looking to selected control mo
5、de of coal preparation plant design for PLC based control of Wangfenggang centralized control mode. The highly intelligent, networking, information design and will be looking to Wangfenggang coal preparation plant design into a high degree of automation, convenient operation, easy maintenance, low p
6、roduction cost of modernized coal preparation plant. First: the analysis of the current coal situation in China, the coal market prospects, as well as the overview of the development of coal preparation in China. The second: contact at Wangfenggang Coal Preparation Plant of the actual situation, do
7、some simple and introduce the design of the theoretical basis of his production technology and process. Third: the steps of this design, the method, and the design idea of this design are introduced in detail. Fourth: the design summary, for the design defects in the inadequacies of the correspondin
8、g knowledge of learning. KEYWARDS: wangfenggang, plc, coal preparation plant , automation, centralized control 安徽理工大学毕业设计 I 目录 摘要 . I 1 绪论 . 1 1.1 简述什么是工业生产自动化 . 2 1.2 选煤厂自动化基本内容 . 3 1.3 我国现代煤炭资源的状况 . 3 1.4 煤炭洗选的意义 . 4 1.5 课题研究的内容 . 5 1.6 经济分析与环保 . 5 2 淮南矿业集团 望峰岗 选煤厂简介 . 6 2.1 望峰岗选煤厂简介 . 6 2.2 工艺流程的
9、主要特点 . 7 3 现场控制系统概述 . 7 3.1 选煤厂集中控制系统的实现目标 . 8 3.2 选煤厂生产工艺系统对集中控制系统的要求 . 9 3.3 选煤厂集中控制系统的设计步 骤 . 9 3.4 可编程控制器（ PLC） . 9 3.4.1 可编程控制器（ PLC）的概述 . 9 3.4.2 可编程序控制器（ PLC）的主要特点 . 10 3.4.3 可编程序控制器的循环扫描工作方式 . 10 3.4.4 PLC 的 I/O 滞后现象 . 12 3.5 现场控制系统设计 . 12 3.5.1 集控系统基本配置方案 . 12 3.5.2 二次回路的控制 . 12 3.5.3 主厂房一楼
10、一分站 . 21 3.5.6 本地 I/O 站 . 24 3.5.7 可编程序控制器硬件系统配置图 . 26 3.5.8 可编程序控制器的配置图 . 27 3.5.9接线图 . 29 4.编程 . 32 4.1 PLC 的配置 . 30 4.2 重选启车程序编写 . 30 4.3 重选停车程序编写 . 32 安徽理工大学毕业设计 II 5.生产监控系统设计 . 34 5.1 iFIX 概述 . 34 5.2 iFIX 设置 . 368 5.3 工艺流程图的绘制 . 43 6.选煤厂集控系统对环境的保护 . 44 7.选煤厂集控系统经济技术分析 . 44 8.结论 . 45 参考文献 . 46
11、附录 . 47 致谢 . 64 安徽理工大学毕业设计 1 1 绪论 1.1 简述什么是工业生产自动化 所谓的工业生产自动化就是在工业生产活动中广泛的 采用各种自动检测、自动控制、自动调整设备的装置，对需要控制的生产过程进行一系列自动测量、计算、检验、监视控制、等，用以代替人工来操纵机器和设备。自动化就是生产机械化程度更高的阶段，更 是现代化工业技术发展的基本方向。按照其发展的阶段可分为三个阶段： 半自动化过程，就是一部分采用人工操作，另部分采用自动化控制的设备进行生产； 全盘自动化，又称自动化生产线。这个阶段已经达到全部生产过程的自动化控制； 综合自动化，是全盘自动化的提升，生产从原料进厂参与
12、生产过程直到变成产品运输出厂，包括的工序有加工、包装、打码等的自动化，它是企业自动化生产管理的主体内容。 工业生产实现自动化可以有效的降低工人工作劳动强度，减少现场的工人数量，由于是机器操作，整个生产过程连续，产品质量均匀稳定，劳动生产效率 高；其缺点是，较高的投资费用，高耗能，生产产品单一，工艺灵活性低，对操作人员的要求较高，工人的文化技术也有相应的提高要求。自动化过程一般情况下用于产品结构单一，水平较先进、工艺持续稳定、产量高、对劳动力要求高，以及生产存在过程存在危险性的生产过程。工业生产自动化的必要性 自改革开放到现在，我国的工业生产经历了由最原始的密集人力劳动向半自动、全自动机械化设备
13、生产的转型。但是，密集人力劳动的生产方式依旧是我国工业生产的主流方式。随着国家的发展以及人们对高生活品质的追求，以密集人力劳动为基础的生产企业，将会因为 劳动力成本上升带来的巨额生产成本和人员的频繁流动性而难以为继。 企业的主要生产成本中，劳动力成本是要占到很大一块的，直接影响到企业的营收利润。以广东省为例，据统计， 2003 年，在职职工的平均工资水平仅为 20345 元 /年，而 2012 年统计数据比 2003 年增加了 91.2%。加上物价上涨引起的生产材料的上涨，企业的生存面临着越来越大的困难。 其次，随着信息交流越来越便利，待遇的差异造成员工的流动性过于频繁，更是大大降低了企业的生
14、产效率。 那么如何解决人力成本问题，如何改善员工流动带来的生产效率问题呢？一句话 ：生产机械化、生产自动化。 安徽理工大学毕业设计 2 1.2 选煤厂自动化基本内容 选煤厂是对来自矿井的原煤进行洗选加工的工厂，它是由各种不同的生产设备和生产工艺所组成，现代主流的大型选煤厂已经达到了很高的机械化生产水平。随着选煤生产技术的日益进步，自动化技术的不断发展提高，选煤厂的自动化水平也得到了很大的提高，由最早的只能对单台设备的事故报警和参数监视，发展到现在对整个生产过程的的监控，参数调整，事故报警等高度集中的自动化系统。 选煤厂的自动化的包括很大方面，按照生产要求和管理要求，一般都包括以下几方面的内容：
15、 劳动生产率、设备 利用率、精煤回收率的提高，产品数量、质量的稳定，可使选煤生产成本降低，生产利润增加。 第三节选煤厂自动化的基本内容 随着选煤工艺和设备的不断革新及自动化技术的发展，选煤厂自动化水平亦愈来愈高，由初期只能对生产设备及工艺参数进行监视和事故报警，发展到能对设备和工艺参数进行自动控制和调节，从实现单机自动化、作业线自动化，逐步向全厂综合自动化发展，并开始进行利用电子计算机控制和指挥全厂生产的试验研究。 选煤厂自动化的内容是十分广泛的，它是根据选煤工艺和设备及生产管理的要求而确定的。其主要内容一般包括以下几个方面。 对设备和生产工艺过程的自动监视、自动保护和报警。在生产过程中，对生
16、产设备的运行状态进行自动监视，并设有必要的保护装置，实现事故自动排除或自动报警。必要的地点还可设置工业电视和通讯设备，便于进行远方监视和调度联络，避免发生事故或将事故扩大化，确保安全生产。生产工艺参数的自动检测和自动调节。在生产过程中，对各工艺过程的生产工艺参数，如入料量、矿浆浓度、流量、悬浮液比重、粘度，药剂添加量，床层厚度，产品数量、灰分、水分、硫分，仓位和液位等进行快速自动检测，并自动指示或记录。对某些操作参数进行自动控制和调节，使生产 过程能够在接近最佳的条件下进行，确保产品数量、质量和其它选煤指标的稳定。对生产设备自动或集中控制。在生产过程中，全厂各作业的设备都要实现自动或集中控制，
17、并根据运转需要及时转换运行流程；故障时可按程序紧急停车；检修或处理故障时可转换为就地操作。全厂设备实现自动或集中控制，可有效地减少岗位人员，减轻工人的劳动强度，提高劳动生产率。 各主要作业环节（或车间）自动化的具体要求概括如下：原煤准备车间。自动清除原煤中的大块矸石、铁器和木块等杂物；实现原煤质量均匀化设施的自动化（如自动分装、混煤和配煤等）和原煤系统设备的 自动或集中控制，自动监视，原煤储量（或仓位）、原煤灰分等自动检测。 大型群矿选煤厂尚须实现原煤受煤系统设备的自动化。跳汰车间。自动启停跳汰机和跳汰系统的设备；自动检测入选原煤量、灰分、精煤灰分、床层厚度；自动控制和调节跳汰机的给料、排料及
18、跳汰制度等。重介车间。自动控制重介分选机及其它设备的入料量；悬浮液循环系统和脱介设备的动控制和调节；悬浮液安徽理工大学毕业设计 3 的自动准备、输送、稀释、浓缩和补充；悬浮液的比重，粘度和液面的自动检测及自动调节；重介系统设备的自动或集中控制，自动监视等。浮选车间。浮选入料流量、浓度、药剂添加量的自 动检测和调节；药剂的自动准备；真空过滤机液面自动调节；浮选系统设备的自动或集中控制，自动监视等。火力干燥车间。火力干燥机的给料、排料、温度、压力的自动控制和调节；自动点火及防爆安全自动保护报警；干燥系统设备的自动或集中控制、自动监视等。辅助设备。各种泵类、风机、脱水设备及阀门等的单机自动化，如循环
19、水泵、水源井泵、介质泵、真空泵、底流泵、浓缩机、鼓风机、压风机、过滤机、压滤机和离心脱水机等。生产技术检查。对选煤过程的入选原煤、中间产品、最终产品（如精煤、中煤和矸石等）自动采制样及上述产品的灰分、水分、硫分和数 量等的快速自动检测，并将其指示或记录。控制和指导生产操作。运销车间。实现产品储量（或仓位）、灰分、水分和硫分等的自动检测；产品装车、调车、计量的自动或集中控制，自动监视，并自动指示、记录装车的各种数据。 （ 1） 实现生产选煤设备的自动控制。因为实现了自动控制，设备会按预先设定的程序运转。 （ 2） 实现全厂生产设备集中监控、控制、保护报警。集中控制很有效的解放了生产力，降低了现场
20、操作工人的数量，很有效的降低了人生安全事故发生的可能性。 （ 3） 提高设备工作效率，生产力大大提升，提高了利润。 1.3 我国现代煤炭资源的状况 中国是世界上最大的产煤大国，也是最大的煤炭消费国。 1996年中国煤炭 已探明 的 可采 储存 量 高 居世界第三位，全 国煤炭行业 业年开采量达到 10 亿吨。煤炭行业 已然 成为 我 国民经济 技术 高速发展的重要 物质 基础。 煤炭是我国的主要能源，是 国民经济 和社会发展不可缺少的物资基础。我国煤炭资源丰富，煤炭资源分布面积 约 60多万平方公里，占国土面积的 6%。根据第三次全国煤炭资源预测与评价，全国煤炭资源总量 5.57 万亿吨，煤炭
21、资源潜力巨大，煤炭资源总量居世界第一。已 查明资源 中精查资源量仅占 25%，详查资源仅占 17%。 探明储量 达到10202 亿吨。其中可 开采储量 1891 亿吨，占 18%，人均占有量仅 145 吨，低于世界平均水平。 国务院 制订的能源中 长期发展规划纲要（ 2004-2020）（ 草案 ）指出 “ 要大力调整优化能源结构，坚持以煤炭为主体， 电力 为中心，油气和 新能源全面发展的战略 ” 。鉴于我国 “ 多煤、贫油、少气（ 天然气 ） ” 的特点，在今后一段相当长的时间内，能源结构仍 然以煤炭为主，煤炭在 一次能源 消耗中占 70%左右。 2004 年煤炭占我国一次能源生产的 70%
22、以上，在我国能源结构上占主要地位，有举足轻重的作用。 安徽理工大学毕业设计 4 图 1 中国煤炭地域分布 中国煤炭 分布 状况： 如上图，我国煤炭资源分布不均匀，主要集中在华北地区 。 图 2 中国煤炭主要省份 从地区分布 上来 看， 大的 储量主要 是 集中分布在山西、陕西、内蒙古、贵州、河南、 黑龙江 和安徽 。 分布呈现 出西北多，东南少 的特点。 中国煤炭企业分散，各地有各地的矿务局，营销部统一。这点与一些市场经济的发达国家相比较，我国煤炭市场的集中度很低。跟据相关资料显示，世界各大产煤国的煤炭行业集中度均比中国高，美国四大煤炭公司煤炭生产销售占国内总量的 70%； 与之相似的澳大利亚 5 家 公司占 了 71%，印度最大的煤炭企业，印度煤炭公司，独占全国煤炭行业的 90%营销 。 1.4 煤炭洗选的意义 煤炭中含有很多的有害物质，主要含有硫分，灰分，磷，铁等成分，排除煤炭中的这些有害成分对于提高煤炭的利用价值是很有意义的。所谓的的选煤就是采用物理或者化学的方法将原煤中的有害成分排除，并把原煤分选成为不同品质的煤炭产品。他是洁净煤技术的源头，随着国内日益突出的环境问题，居民饱受
