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長距離管狀輸送機(jī)的集中控制

文檔作者：王斌文檔來源：山西霍州煤電集團(tuán)辛置煤礦選煤廠機(jī)電科		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2025年04月26日
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2013年第5期(總第92期)
缸；夏三下鍵
ENERGY AND ENERGY CONSERVATl0N 2013年5月
長距離管狀輸送機(jī)的集中控制
王斌
(山西霍州煤電集團(tuán)辛置煤礦選煤廠機(jī)電科，山西霍州031412)
摘要： 闡述了霍州煤電集團(tuán)辛置煤礦選煤廠管狀輸送機(jī)集中控制系統(tǒng)的組成、工作方式及控制回路設(shè)計(jì)，并介紹了
系統(tǒng)的特點(diǎn)和應(yīng)用效果。
關(guān)鍵詞：集中控制系統(tǒng)；控刺回路；系統(tǒng)設(shè)計(jì)
中圖分類號：TD528 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號：2095-0802一(2013)05-0085-02
Centralized Control of Pipe Belt Conveyor in Long-distance
WANG B-n
(Electromechanical Dept．of Xinzhi Coal Preparation Plant，Huozhou Coal Electricity Group，Huozhou 031 41 2。Shanxi．China)
Abstract：Explained the composition,working ways and design of control loop of centralized control system of pipe belt conveyor in
long--distance conveying in Xinzhi Coal Preparation Plant of Huozhou Coal Electricity Group，and introduced the characteristics of
the system and its appfieation result．
Key words：centralized control system；control loop；system design
0引言
霍州煤電集團(tuán)公司辛置煤礦選煤廠設(shè)計(jì)能力3．40
Mt／a，生產(chǎn)系統(tǒng)中的矸石通過管狀輸送機(jī)進(jìn)行運(yùn)送，
該管狀輸送機(jī)棧橋全長1 074 m，起、終點(diǎn)高差85 m，
帶速1．6 m／s，皮帶管徑疹300 mm，小時(shí)運(yùn)量300 t，
驅(qū)動(dòng)方式為機(jī)頭、機(jī)尾各一臺(tái)200 kW電機(jī)驅(qū)動(dòng)。由
于該管狀輸送機(jī)線路布置長，各類保護(hù)較多，人員不
能時(shí)刻對設(shè)備的全程沿線進(jìn)行全方位檢查，而且設(shè)備
機(jī)頭機(jī)尾雙驅(qū)動(dòng)電機(jī)的運(yùn)行需要進(jìn)行同步控制，依靠
人工進(jìn)行設(shè)備操作，不能滿足設(shè)備安全運(yùn)行的需要，
為了確保輸送機(jī)的安全運(yùn)行，設(shè)備采用了集中控制方
式，對整個(gè)運(yùn)行過程進(jìn)行自動(dòng)化控制。
1管狀運(yùn)輸帶集中控制系統(tǒng)
1．1集中控制系統(tǒng)的組成
管狀運(yùn)輸帶集中控制系統(tǒng)由上位機(jī)管理系統(tǒng)、
PLC控制系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)三部分組成。
上位機(jī)管理系統(tǒng)采用的是組態(tài)王力控Foreecontrol
6．1，它是整個(gè)自動(dòng)化系統(tǒng)的枕心，是命令下達(dá)與發(fā)布
收稿日期：2013--04-03
作者簡介：王斌，1978年生，男，山西襄汾人。2001年畢業(yè)
于太原理工大學(xué)通信工程專業(yè)，助理工程師。
的中心，作為集中控制系統(tǒng)的主站，可以對管狀輸送
機(jī)及給料閥門、給料皮帶的運(yùn)行操作、參數(shù)調(diào)整、預(yù)
警報(bào)警等進(jìn)行操作控制，并可以用動(dòng)態(tài)圖形顯示管狀
運(yùn)輸帶的運(yùn)行情況、故障報(bào)警情況。
PLC控制系統(tǒng)共有兩部分組成，在管狀輸送機(jī)機(jī)
頭、機(jī)尾各設(shè)置一個(gè)PLC分站，由于管狀輸送機(jī)運(yùn)行
距離長，為了確保數(shù)據(jù)的可靠、及時(shí)通信，在中部設(shè)
有1個(gè)控制信號中繼箱。PLC分站采用的是西門子
S7—200系列可編程控制器，主要執(zhí)行上位機(jī)管理系
統(tǒng)的各項(xiàng)命令，并通過模擬量、數(shù)字量模塊對現(xiàn)場各
種聯(lián)鎖信號實(shí)時(shí)采集，在PLC控制器內(nèi)進(jìn)行運(yùn)算處
理和邏輯控制，然后快速、準(zhǔn)確地輸出控制響應(yīng)，使
系統(tǒng)安全穩(wěn)定地運(yùn)行f1】o
監(jiān)控系統(tǒng)共設(shè)置10個(gè)監(jiān)控點(diǎn)，可以對管狀運(yùn)輸
帶機(jī)頭、機(jī)尾及沿線各點(diǎn)的設(shè)備運(yùn)行情況迸行全方位
監(jiān)控，監(jiān)控圖像通過光纖網(wǎng)絡(luò)傳輸至監(jiān)控主機(jī)，可實(shí)
時(shí)監(jiān)控設(shè)備的運(yùn)行狀況，確保設(shè)備、人員的安全。
1．2集中控制系統(tǒng)的工作方式
管狀帶式輸送機(jī)控制系統(tǒng)分為集中和就地兩種控
制方式。就地控制是由現(xiàn)場的就地控制箱進(jìn)行單一設(shè)
備啟停操作，上位機(jī)管理系統(tǒng)只能監(jiān)測設(shè)備運(yùn)行狀
態(tài)，不能進(jìn)行任何控制，該方式主要用于設(shè)備檢修及
調(diào)試。集中控制又分為集中非聯(lián)鎖手動(dòng)操作和集中聯(lián)
鎖自動(dòng)操作，由上位機(jī)管理主站進(jìn)行選擇，對設(shè)備迸
·85·
萬方數(shù)據(jù)
2013年第5期缸；夏占芋j}圭2013年5月
行遠(yuǎn)程操作，集中非聯(lián)鎖手動(dòng)操作是對單一設(shè)備進(jìn)行
操作，設(shè)備運(yùn)行中，只對設(shè)備的故障信號報(bào)警停機(jī)，
系統(tǒng)聯(lián)鎖保護(hù)信號不參與控制；集中聯(lián)鎖自動(dòng)操作是
設(shè)備正常運(yùn)行的控制方式，由控制室的PLC系統(tǒng)進(jìn)
行自動(dòng)聯(lián)鎖保護(hù)控制121。集控上位機(jī)發(fā)出啟停指令，
通過PLC系統(tǒng)給出控翩信號，啟停機(jī)頭機(jī)尾電機(jī)、
給料皮帶及閥門，管狀運(yùn)輸機(jī)運(yùn)行過程中，系統(tǒng)實(shí)時(shí)
監(jiān)控設(shè)備聯(lián)鎖保護(hù)信號、電機(jī)電流及故障等信號，若
出現(xiàn)聯(lián)鎖信號及電機(jī)電流及故障信號報(bào)警，系統(tǒng)馬上
給出停車指令，并在上位機(jī)上顯示具體報(bào)警內(nèi)容，待
排除故障或報(bào)警后，需按下上位機(jī)組態(tài)畫面中的復(fù)位
按鈕，故障消除后才能重新啟動(dòng)，否則啟動(dòng)無效。
需要注意的是設(shè)備采用的是機(jī)頭機(jī)尾雙電機(jī)驅(qū)
動(dòng)，設(shè)備運(yùn)行時(shí)雙電機(jī)必須同步運(yùn)行，所以就地與集
中非聯(lián)鎖手動(dòng)兩種操作方式，不能對管狀輸送機(jī)單一
電機(jī)進(jìn)行啟停操作，在設(shè)備檢修時(shí)必須采取相應(yīng)措施
方可進(jìn)行操作。
1．3控制回路設(shè)計(jì)
管狀輸送機(jī)的控制結(jié)構(gòu)如圖1所示，首先集控進(jìn)
行響鈴信號觸發(fā)PLC中斷，處理器先確定安全回路工
作是否正常，以避免發(fā)生危險(xiǎn)，在確認(rèn)安全回路正常
情況下，處理器發(fā)出信號可以驅(qū)動(dòng)電機(jī)運(yùn)行，設(shè)備啟
動(dòng)正常后，開啟人料閥門，開始物料的運(yùn)輸，在電機(jī)
運(yùn)行過程中，處理器一直監(jiān)控系統(tǒng)的安全狀態(tài)，各保
護(hù)是否有動(dòng)作，如果發(fā)生異常，處理器發(fā)出信號，迅
速關(guān)閉閘門，停止管狀運(yùn)輸帶的運(yùn)行。
·86·
圖1控制結(jié)構(gòu)圖
根據(jù)集控控制要求，集中控制系統(tǒng)包括PLC控制
部分、低壓配電系統(tǒng)、就地控制箱、現(xiàn)場信號采集部
分。PLC控制部分主要由機(jī)頭機(jī)尾PLC分站、信號中
繼箱組成，兩個(gè)PLC分站通過Profibus—Dp通訊電纜
及信號中繼箱與集控上位機(jī)主站連接131，上位機(jī)主站
通過PLC分站采集信號及執(zhí)行程序動(dòng)作，PLC分站
具有運(yùn)行、故障、聯(lián)鎖裝置保護(hù)、啟動(dòng)預(yù)警、急停自
鎖等功能。參控的設(shè)備以硬接線方式與低壓配電系統(tǒng)
連接，并在每臺(tái)參控設(shè)備附近配備對應(yīng)的就地控制
箱。低壓配電系統(tǒng)分別連接PLC系統(tǒng)和現(xiàn)場就地控制
箱，PLC系統(tǒng)為每臺(tái)設(shè)備提供獨(dú)立的控制回路，它將
設(shè)備的電源信號、啟車命令信號、現(xiàn)場保護(hù)信號等通
過繼電器隔離后送入PLC模擬【4】、開關(guān)信號輸入通道，
由軟件實(shí)現(xiàn)各種邏輯控制功能，并通過PLC模塊輸出
通道，經(jīng)繼電器隔離控制相關(guān)設(shè)備的運(yùn)行?，F(xiàn)場信號
主要有遠(yuǎn)程允許、運(yùn)行反饋、設(shè)備運(yùn)行電流、料流檢
測、電子秤瞬時(shí)流量及運(yùn)輸機(jī)的安全保護(hù)信號等。以
上就構(gòu)成了完善的回路控制系統(tǒng)。
2集中控制系統(tǒng)的技術(shù)特點(diǎn)和應(yīng)用效果
由于采用了集中控制系統(tǒng)，上位機(jī)主站作為工作
數(shù)據(jù)顯示及設(shè)定，實(shí)時(shí)工作數(shù)據(jù)一目了然，報(bào)警信息
清晰明了，系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)實(shí)時(shí)把控，大大降低了系統(tǒng)
的維護(hù)和檢修難度，操作非常方便。
2．1技術(shù)特點(diǎn)
a)控制系統(tǒng)電氣線路簡潔明了。獨(dú)立控制回路
的設(shè)計(jì)減少了故障檢查時(shí)間，在參控設(shè)備發(fā)生故障
時(shí)，可按照相應(yīng)回路的控制節(jié)點(diǎn)進(jìn)行查找圈，縮小了
故障點(diǎn)查找范圍，提高了處理故障的速度；
b)設(shè)備運(yùn)行安全可靠，全自動(dòng)的運(yùn)行方式，可
以控制設(shè)備按照工藝流程要求，正確運(yùn)行以完成所需
的生產(chǎn)任務(wù)，杜絕了人為誤操作設(shè)備造成的設(shè)備及人
員的安全事故，使系統(tǒng)的可靠性大大提高，能夠?qū)崿F(xiàn)
設(shè)備的安全高效生產(chǎn)；
c)上位機(jī)系統(tǒng)可以顯示整個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)的工藝流
程圖及各設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，存儲(chǔ)有關(guān)的工藝參數(shù)，完
備的保護(hù)功能能夠確保系統(tǒng)運(yùn)行中出現(xiàn)故障時(shí)，立即
進(jìn)行故障報(bào)警，顯示故障的發(fā)生部位，實(shí)現(xiàn)故障設(shè)備
閉鎖，杜絕了事故擴(kuò)大的可能；
d)完善的監(jiān)控系統(tǒng)可以對設(shè)備進(jìn)行全方位監(jiān)控，
由于設(shè)備布置線路長，對沿線各點(diǎn)的設(shè)備運(yùn)行情況進(jìn)
行監(jiān)控，可以實(shí)時(shí)了解設(shè)備運(yùn)行情況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問
題，確保了設(shè)備、人員的安全。
2．2應(yīng)用效果
生產(chǎn)實(shí)踐表明，霍州煤電集團(tuán)公司辛置煤礦選煤
(下轉(zhuǎn)1 18頁)
萬方數(shù)據(jù)
2013年第5期缸淥與予釷2013年5月
圖3為Db92000專用調(diào)試軟件NewDiff“變斜率
差動(dòng)計(jì)算軟件”的主界面， “一側(cè)額定電流”和“二
側(cè)額定電流”輸入框內(nèi)輸人參與所調(diào)試的差動(dòng)保護(hù)的
兩側(cè)對應(yīng)額定電流；在“差動(dòng)啟動(dòng)定值”、“起始斜
率”、“最大斜率”中輸入所調(diào)試差動(dòng)保護(hù)的保護(hù)定
值；而后在“差動(dòng)類型”中選擇“變壓器差動(dòng)”在
“變壓器的接線方式”中選擇Y／D，再后， “輸入一側(cè)
電流”里輸入實(shí)際在一側(cè)加的電流；最后“回車”或
點(diǎn)擊“計(jì)算”即顯示出計(jì)算出的“二側(cè)電流值”和對
應(yīng)的“制動(dòng)電流”、“動(dòng)作電流”。該軟件計(jì)算出的即
是變斜率差動(dòng)曲線上的點(diǎn)。
一次在微機(jī)保護(hù)測試儀內(nèi)輸入，a為1．387，3．743，
8．259，20．26，23．58計(jì)算出相應(yīng)的參數(shù)填人下表：其
中23．58以制動(dòng)電流5．95，e的變斜率向定斜率(后=
0．7)變化的拐點(diǎn)。
表1試驗(yàn)參考數(shù)據(jù)
一側(cè)電流二側(cè)電流
制動(dòng)電流差電流計(jì)算值
序號(^+厶)，2 L L
A A
A A A
1 1．387 3．136 O．5 0．463 0．463
2 3．743 5．474 1 0．55 O．55
3 8．259 10．3 2 O．799 O．8
4 20．26 26．066 5 2．151 2．15
5 23．58 31．468 5．95 2．767 2．766
為了驗(yàn)證保護(hù)裝置的差動(dòng)保護(hù)的動(dòng)作特性，可以
把試驗(yàn)得到的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成標(biāo)幺值代入差動(dòng)方程，看方
程是否成立。
根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果繪的的RCS一985發(fā)變組保護(hù)裝置的
變斜率比率差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作特性曲線見圖4。
圖4 RS985差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作特性圖
4結(jié)語
變壓器差動(dòng)保護(hù)是主變最重要的保護(hù)之一，對它
應(yīng)有足夠的重視。國內(nèi)外微機(jī)型主變差動(dòng)保護(hù)裝置種
類繁多，但萬變不離其宗，只要掌握了我們前面所介
紹的原理和校驗(yàn)方法后一定可以舉一反三，正確地校
驗(yàn)發(fā)變組(主變)差動(dòng)保護(hù)。
參考文獻(xiàn)：
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出版社．2000．
(責(zé)任編輯：高志鳳)
o●o●o●o●o●o●o●o●t：：Ho●·：：'●o●·o'●o●o●o●o●o●o●o●o●o●o●·爭●o●o●o●o●
(上接86頁)
廠長距離管狀輸送機(jī)投用以來，集中控制系統(tǒng)使用良
好，系統(tǒng)安全可靠，完善的監(jiān)控及保護(hù)系統(tǒng)確保了設(shè)
備的安全高效運(yùn)行，參控設(shè)備的獨(dú)立控制回路提高了
設(shè)備故障的處理速度，提高了設(shè)備的使用率，全自動(dòng)
的控制方式，確保了設(shè)備按照要求順序啟、停車，杜
絕了人為事故的發(fā)生，使系統(tǒng)的可靠性得到了保證，
能夠?qū)崿F(xiàn)設(shè)備的安全高效生產(chǎn)。
3結(jié)語
集控系統(tǒng)的使用，簡化了設(shè)備改造的流程，為了
降低電力消耗，辛置煤礦選煤廠對長距離管狀輸送機(jī)
進(jìn)行了變頻改造，對機(jī)頭機(jī)尾大功率的電機(jī)安裝了變
頻器，并增加了速度同步控制系統(tǒng)，改造僅更改了部
分線路，就達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。通過改造進(jìn)一步提高了
·118·
設(shè)備功效，降低了電力能源消耗，實(shí)現(xiàn)了設(shè)備安全高
效、環(huán)保節(jié)能的使用效果。
參考文獻(xiàn)：
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(責(zé)任編輯：劉倩倩)

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