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地面生產(chǎn)系統(tǒng)集中管理第1頁(yè)/共22頁(yè)一、選題理由針對(duì)上煤倉(cāng)生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)備多,生產(chǎn)系統(tǒng)復(fù)雜,為了保障生產(chǎn)系統(tǒng)的平穩(wěn)和高效運(yùn)行,決定從遠(yuǎn)程監(jiān)控和集中控制兩方面著手研究,重點(diǎn)對(duì)集中控制進(jìn)行研究,并研究開(kāi)發(fā)適應(yīng)上倉(cāng)集中控制系統(tǒng)的設(shè)備和軟件。
第2頁(yè)/共22頁(yè)理由一:上煤倉(cāng)生產(chǎn)系統(tǒng)存在的主要原因是,各個(gè)控制設(shè)備相距很遠(yuǎn),不利于人員的操作和檢修。而且設(shè)備多,生產(chǎn)系統(tǒng)復(fù)雜。第3頁(yè)/共22頁(yè)理由二:由于朱莊礦地面生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)備較多及運(yùn)行方式多樣,再加上老舊設(shè)備多,影響生產(chǎn)和煤質(zhì)的事故時(shí)有發(fā)生,每年造成的損失在數(shù)百萬(wàn)元,由于操作點(diǎn)分散,系統(tǒng)用工達(dá)40多人,效率低下。由于朱莊礦為集團(tuán)公司的主力礦井之一,還能服務(wù)多年,因此地面生產(chǎn)系統(tǒng)的改進(jìn)與完善,采用先進(jìn)的控制方式,實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化集中監(jiān)控,確保安全生產(chǎn),勢(shì)在必行。第4頁(yè)/共22頁(yè)
基于以上原因,決定對(duì)上煤倉(cāng)進(jìn)行集中控制系統(tǒng)改造,其主要組成包括有:皮帶集控系統(tǒng),工業(yè)電視系統(tǒng),語(yǔ)音通訊系統(tǒng)三個(gè)。以控制室作為遠(yuǎn)程集控操作中心,為每條皮帶機(jī)配備有一套現(xiàn)場(chǎng)控制分站,通過(guò)在控制分站上安裝的液晶顯示屏和指示燈,現(xiàn)場(chǎng)操作、維護(hù)人員可以實(shí)時(shí)的查看系統(tǒng)的運(yùn)行信息,以確保朱莊煤礦地面生產(chǎn)系統(tǒng)安全和穩(wěn)定運(yùn)行。第5頁(yè)/共22頁(yè)二、現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查目前朱莊煤礦地面生產(chǎn)系統(tǒng)存在的問(wèn)題有:1、設(shè)備多:目前,整個(gè)系統(tǒng)有8部皮帶機(jī)以及配套的給煤機(jī)、分煤器、振動(dòng)篩、破碎機(jī)、電磁鐵等共幾十臺(tái)設(shè)備。2、系統(tǒng)運(yùn)行復(fù)雜:根據(jù)生產(chǎn)需求,運(yùn)行方式有多個(gè),有二次篩分或不篩分;有進(jìn)方倉(cāng)或進(jìn)圓筒倉(cāng);有進(jìn)倉(cāng)或落地;有破碎或不破碎;有風(fēng)選或不風(fēng)選;有集控或就地控制等運(yùn)行方式。3、故障率高:由于設(shè)備較多及運(yùn)行方式多樣,再加上老舊設(shè)備多,影響生產(chǎn)和煤質(zhì)的事故時(shí)有發(fā)生。4、需要操作人員較多:每個(gè)小班需6-7人。管理難度較大。第6頁(yè)/共22頁(yè)三、目標(biāo)確定
朱莊礦地面生產(chǎn)系統(tǒng)的集中控制第7頁(yè)/共22頁(yè)四、原因分析第8頁(yè)/共22頁(yè)五、計(jì)劃對(duì)策
針對(duì)以上原因,保運(yùn)一區(qū)技師小組成員制定了如下方法來(lái)解決問(wèn)題:第9頁(yè)/共22頁(yè)對(duì)策、對(duì)上倉(cāng)進(jìn)行集中控制改造在經(jīng)過(guò)分析比較的基礎(chǔ)上,根據(jù)煤流示意圖以及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際使用情況綜合考慮,使用新一代監(jiān)控系統(tǒng)來(lái)建造這套皮帶集控系統(tǒng),通過(guò)同一個(gè)上位機(jī)平臺(tái)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)膠帶機(jī)和輔助設(shè)備全系統(tǒng)的控制。監(jiān)控系統(tǒng)的主要控制設(shè)備包括有:主控計(jì)算機(jī)、集控網(wǎng)關(guān)、控制分站。在方案中,以控制室作為遠(yuǎn)程集控操作中心,以集控網(wǎng)關(guān)作為就地集控中心,以基于LonWorks現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的控制分站設(shè)備為骨干,集合各種檢測(cè)、保護(hù)、執(zhí)行裝置,組建成一個(gè)完整的皮帶運(yùn)輸集控系統(tǒng)。系統(tǒng)中的集控網(wǎng)關(guān)和控制分站的運(yùn)算處理單元選用了高性能的CPU芯片,保證了系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)采集和聯(lián)鎖運(yùn)算、處理的實(shí)時(shí)性。LonWorks現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)采用的LonTalk網(wǎng)絡(luò)協(xié)議與網(wǎng)絡(luò)變量技術(shù)以及高達(dá)78KB/秒的傳輸速率,保證了各控制分站之間數(shù)據(jù)傳輸?shù)目焖?、可靠與準(zhǔn)確。第10頁(yè)/共22頁(yè)在集控系統(tǒng)中,為每條皮帶機(jī)配備有一套現(xiàn)場(chǎng)控制分站,控制分站與相關(guān)聯(lián)的傳感器、控制器進(jìn)行相對(duì)獨(dú)立地測(cè)控工作。所有現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)直接進(jìn)入所屬的控制分站,由控制分站完成信號(hào)、狀態(tài)采集及狀態(tài)數(shù)據(jù)上報(bào)的功能,并且皮帶機(jī)的帶內(nèi)聯(lián)鎖、帶間聯(lián)鎖、自動(dòng)開(kāi)關(guān)機(jī)等控制功能也全部由現(xiàn)場(chǎng)控制分站完成,現(xiàn)場(chǎng)控制分站輸出的控制信號(hào)通過(guò)電氣控制設(shè)備來(lái)驅(qū)動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)皮帶運(yùn)輸線上的各種裝置,如:皮帶電機(jī)、震動(dòng)篩、分煤器、電磁閥、報(bào)警器等現(xiàn)場(chǎng)被控設(shè)備。通過(guò)在控制分站上安裝的液晶顯示屏和指示燈,現(xiàn)場(chǎng)操作、維護(hù)人員可以實(shí)時(shí)的查看系統(tǒng)的運(yùn)行信息,如:電機(jī)電流、皮帶轉(zhuǎn)速、傳感器狀態(tài)、報(bào)警信息、上下游設(shè)備狀態(tài)等信息。
第11頁(yè)/共22頁(yè)整個(gè)皮帶運(yùn)輸監(jiān)控系統(tǒng)中所有的集控網(wǎng)關(guān)和控制分站都掛接在一根屏蔽的雙絞線上,以LonWorks總線方式連接到控制室內(nèi)的主控計(jì)算機(jī)。集控網(wǎng)關(guān)和控制分站除了LonWorks總線接口外,還可以選擇配置RS232、RS485、CAN等通訊接口,可以方便的與就近的其他智能設(shè)備進(jìn)行通訊,并將運(yùn)行數(shù)據(jù)通過(guò)膠帶運(yùn)輸監(jiān)控系統(tǒng)上傳到控制室中,以實(shí)現(xiàn)對(duì)這些設(shè)備的遠(yuǎn)程管理??刂剖业闹骺赜?jì)算機(jī)可以對(duì)整條皮帶運(yùn)輸線進(jìn)行監(jiān)控管理。上位機(jī)軟件與下位機(jī)軟件可互為復(fù)核。主控計(jì)算機(jī)通過(guò)工業(yè)以太網(wǎng)絡(luò)與皮帶集控系統(tǒng)中的控制分站進(jìn)行通訊,獲取運(yùn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù),下發(fā)控制命令。同時(shí)還可以通過(guò)上位機(jī)通訊接口(OPCServer)向礦井綜合自動(dòng)化系統(tǒng)提供實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。第12頁(yè)/共22頁(yè)通過(guò)主控計(jì)算機(jī)能詳細(xì)的觀察到各主要工作點(diǎn)的設(shè)備運(yùn)行狀況,如傳感器狀態(tài)、電機(jī)電流、皮帶轉(zhuǎn)速等;可以方便地控制系統(tǒng)設(shè)備開(kāi)停,改變?cè)O(shè)備間的聯(lián)鎖關(guān)系;發(fā)生故障時(shí),主控機(jī)能顯示故障設(shè)備的位置和故障類(lèi)型,并發(fā)出語(yǔ)音和文字提示信息,協(xié)助值班人員及時(shí)指揮現(xiàn)場(chǎng)人員排除各類(lèi)故障,從而降低故障率,減少事故影響時(shí)間。當(dāng)某臺(tái)設(shè)備因局部故障一時(shí)不能納入集控系統(tǒng)時(shí),可把該設(shè)備轉(zhuǎn)化為就地控制,保證生產(chǎn)的連續(xù)性,從而達(dá)到系統(tǒng)運(yùn)行安全可靠。第13頁(yè)/共22頁(yè)六、對(duì)策實(shí)施1、該皮帶運(yùn)輸監(jiān)控系統(tǒng)具有技術(shù)先進(jìn)、保護(hù)齊全、可靠性高、運(yùn)行穩(wěn)定的特點(diǎn)。2、系統(tǒng)改造需投入108萬(wàn)元,每年創(chuàng)效益89.4萬(wàn)元,投資回收期1.2年。3、系統(tǒng)改造后可以提高系統(tǒng)的可靠行。減少事故影響,提高生產(chǎn)效率,減少用工,減輕職工勞動(dòng)強(qiáng)度,改善作業(yè)環(huán)境。。第14頁(yè)/共22頁(yè)七、效果檢查
本項(xiàng)目開(kāi)發(fā)出的集中控制系統(tǒng)適應(yīng)范圍廣,可以廣泛用于煤礦的地面生產(chǎn)系統(tǒng)。通過(guò)程序控制各工序所需要的膠帶運(yùn)輸設(shè)備、監(jiān)控設(shè)備、保護(hù)設(shè)備,實(shí)現(xiàn)了煤礦地面生產(chǎn)系統(tǒng)的集中控制,徹底解除了人力的繁重勞動(dòng),大大減少了事故影響時(shí)間,消除了生產(chǎn)中存在的威脅,提高了礦井自動(dòng)化程度和綜合經(jīng)濟(jì)效益,又實(shí)現(xiàn)了環(huán)境的治理和保護(hù),省時(shí)省力,具有廣泛的實(shí)用性和很好的推廣應(yīng)用前景以及良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。第15頁(yè)/共22頁(yè)
為了肯定本次小組活動(dòng)的成果,2011年5月小組對(duì)取得的效益進(jìn)行了討論:社會(huì)效益
經(jīng)濟(jì)效益減崗效益
第16頁(yè)/共22頁(yè)社會(huì)效益1、可隨時(shí)掌握地面生產(chǎn)系統(tǒng)各環(huán)節(jié)的運(yùn)行情況,有利于安全管理,減少直至杜絕安全事故。2、提高了管理、運(yùn)行的科技含量,減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。3、在老礦挖潛改造中,具有良好的推廣應(yīng)用價(jià)值。第17頁(yè)/共22頁(yè)經(jīng)濟(jì)效益活動(dòng)后,我們邀請(qǐng)了財(cái)務(wù)部門(mén)人員進(jìn)行了核算:1、該皮帶運(yùn)輸監(jiān)控系統(tǒng)具有技術(shù)先進(jìn)、保護(hù)齊全、可靠性高、運(yùn)行穩(wěn)定的特點(diǎn)。2、系統(tǒng)改造需投入108萬(wàn)元,每年創(chuàng)效益89.4萬(wàn)元,投資回收期1.2年。3、系統(tǒng)改造后可以提高系統(tǒng)的可靠行。減少事故影響,提高生產(chǎn)效率,減少用工,減輕職工勞動(dòng)強(qiáng)度,改善作業(yè)環(huán)境。4、提高了系統(tǒng)的可靠性。大量地降低電氣設(shè)備的故障和維修率,以平均每周少影響10分鐘,每箕斗提煤5.5噸,利潤(rùn)200元/噸計(jì),每年可節(jié)約10分X5.5噸/分X4周X12月X200元/噸=52.4萬(wàn)/年。5、根據(jù)使用經(jīng)驗(yàn),集控系統(tǒng)穩(wěn)定性較高,減少配件材料消耗1萬(wàn)/年。合計(jì):52.4+36+1=89.4萬(wàn)元/年第18頁(yè)/共22頁(yè)減崗效益利用監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程集控開(kāi)車(chē),監(jiān)控員利用通訊工具指揮巡檢人員處理事故,減少了操作人員,提高了工效。以減少操作和維修人員12人,按每人年工資3萬(wàn)計(jì)算,可減少工資性投入36萬(wàn)/年。第19頁(yè)/共22頁(yè)九、遺留問(wèn)題及下一步打算遺留問(wèn)題
遺留問(wèn)題有目前集中控制系統(tǒng)剛投入生產(chǎn),系統(tǒng)的兼容性有待進(jìn)一步提高,有少量備件還不健全
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