集控系统方案概述.doc

2、设 计 方 案2.1 综述我们仔细研究了山西古县老母坡煤业有限公司电气设备采购之“煤矿皮带集控系统”的招标文件的有关条款，在山西古县老母坡煤业有限公司进行了详尽的实地考察，根据山西古县老母坡煤业有限公司的技术要求，本着科学、严谨和对用户负责的态度以及系统的先进性、可靠性、经济性、安全性和可扩充性的原则，反复论证，对系统的每个控制环节都进行逐一核对，并与现场技术专家进行了全面、深刻、细致的沟通，对多种控制方案也进行了讨论，最后制定了我们的方案。根据山西古县老母坡煤业有限公司对控制系统的要求，该控制系统主站选用了西门子S7-300系列产品，分站选用S7-200系列产品，既保证了控制性能，又能节省硬件资源，可以说是为山西古县老母坡煤业有限公司量身定做的完美方案。另外，对系统的外围硬件部分，包括现场传感器、隔离器、电控柜、操作箱等设备也进行了精心的筛选，对后备电源的功率也进行了仔细的核算，对标书中没有提到的情况，也进行了考虑， 所选用的关键设备都是国际知名品牌：另外，对系统的硬件部分，包括西门子PLC、摄像机、镜头、通讯系统、视频显示器等设备也进行了精心的筛选，对安装形式也进行了仔细的设计，对标书中没有提到的情况，也进行了考虑， 所选用的关键设备都是甲方指定且符合现场要求的：2.2 设计原则根据标书及业主对系统的要求，利用邢台金牛电控设备厂有关此方面的科研成果，结合以往我公司的成功经验，设计出符合山西古县老母坡煤业有限公司皮带集控系统的技术方案。系统的设计遵循如下原则： 先进性采用先进的技术和设备，确保系统的功能、性能优越，运行可靠，在技术、管理方面居国内同行业最先进水平。 可靠性 对工业监视系统来说，系统的可靠性是安全、高效生产的重要保障，在进行方案设计时，必须确保设计的系统具有高可靠性。 可扩展性 系统配置及系统结构具有前瞻性。 在考虑配置时，为系统今后的完善、提高留有充裕的扩展容量； 高性价比 在进行系统结构设计和设备选型时多做比较分析，从而使得系统结构、设备选型、系统整体性能具有高性价比。 灵活性系统的总体设计便于工程的分步实施，确保系统按期投入正常生产。2.3 方案详述2.3.1 集控方案2.3.1.1、集控方案概述本招标书涉及的改造内容、设计、制造和安装的基本要求主要包括：(1)对需参控设备完成控制，对需要显示的设备完成监视，对参控的皮带设备上加跑偏开关、拉线开关、失速开关、堆煤等保护、温度保护、洒水装置、张力保护等装置，对主斜井皮带还加装了断带保护装置。(2)建立涵盖老母坡煤业有限公司的环形工业光纤以太网。(3)通过工程师站可以方便查询输煤系统所有设备运行状况及车间的生产状况。(4)在硬件上要为以后的系统升级留有扩展接口，且在软件上能够和MIS（信息管理系统）、ERP（企业资源管理系统）相连。 2.3.1.2 本DCS控制系统技术指标：（1）机柜内的控制器CPU选用CPU315，电源模块选用PS307，I/O等模块都能带电插拔而不损坏，且不影响其它模块的正常工作。（2）数字量输入/输出模块：SM321输入信号类型为220VAC，16点，SM322数字量输出模块：额定电压DC24V，8点，通道间相互隔离。都使用欧姆龙继电器隔离，线圈电压：24VDC，继电器触点容量：5A，220VAC。SM331输入模块（AI）8点：标准420mADC，同时还可接收几乎所有的标准电压和电流信号及电阻、热电偶、热电阻等信号。（3）分站CPU选用S7-200系列里最高端的226型。（4）本系统方案采用集散式控制方式。I/O模块有前连接器，便于维护和接线。（5）处理器模块采用两种内存：RAM和EEPROM。（6）主机电源采用UPS电源，主机控制柜使用24V冗余电源， CPU中设定相应FC模块，就可以恢复非原则故障，一旦掉电后重新受电，处理器模块保持掉电前的工作状态，自动恢复正常工作，无需运行人员进行任何干预。（7）现场控制站机柜和I/O机柜为防尘结构，并带自冷却通风装置。工作温度055，相对湿度：1095%。系统供电电源：220VAC15%50Hz。2.3.1.3 方案概况根据输煤系统的实际情况，在地面控制室设立PLC控制主站，完成对地面配电室所控设备的控制和显示，在3100皮带控制室设立1#PLC控制分站，完成对3100皮带的控制和显示，在井底仓上皮带控制室设立2#PLC控制分站，完成对井底仓上皮带的控制和显示，在主斜井皮带控制室设立3#PLC控制分站，完成对主斜井皮带的控制和显示。集控系统工程按照设计要求的工艺条件和控制条件，控制模式采用集散型控制，合理利用山西古县老母坡煤业有限公司的资源，采用分散控制、集中操作、分级管理、综合协调的控制方法。达到集中管理和监视，并为以后建立山西古县老母坡煤业有限公司生产管理系统留有系统接口。2.3.1.4 实现目标山西古县老母坡煤业有限公司建设完成后，要求实现全厂设备的集中控制和监视。该系统内的过程控制、回路自动化控制及该系统内设备的顺序逻辑控制由计算机控制系统完成。且具有良好的人机接口、能与外围设备可靠的连接、与其它控制系统可靠的通讯。电控厂承诺：保证所提供的控制系统具有高可靠性、先进性、实用性、简便性和可维护性，达到优良工程级别。 所有应用软件对用户开放。系统接口对外开放，便于日后系统升级改造和扩展。2.3.1.5 工作范围本方案包括以下系统的硬件和软件开发：l 在集控室可以完成对输煤生产系统远程控制和集中管理的功能。l 用WinCC IE浏览器在矿长室、厂长室通过网络可以进行数据查询和访问。l 计算机控制系统能完成规定的模拟量控制、数据采集及顺序逻辑控制功能，满足运行工况的要求，确保系统安全、高效运行。l 计算机控制系统易于组态、易于使用、易于扩展，且整个系统对外开放。l 计算机控制系统采用智能化的模块，可以完成从系统到模块级的自诊断功能。2.3.1.6 方案说明:6信息；第二层是控制层，由全厂生产集中控制系统和工艺参数闭环控制系统以及一些逻辑闭锁控制系统组成。作为全厂生产控制系统和工艺参数闭环控制系统以及一些逻辑闭锁控制系统，采用工业等级的计算机并通过100M/10M自适应工业以太网上联全厂信息管理系统；第三层是现场设备控制层，由地面配电室主站、3100皮带控制室分站、井底仓上控制室分站和主斜井控制室分站组成，该层采用了当今国际上应用最为流行的工业以太网通讯技术。全厂集控系统设置下列S7站：(1) 地面配电室主站： S7站主机选用S7-300系列的CPU315-2PN/DP，电源选用PS307， DI模块选用SM321，DO模块选用SM322，AI模块选用SM331，AO模块选用SM332，实现对2台仓上刮板机、转运站至筒仓皮带、筛分间至转运站皮带、手选皮带、上矸石皮带等设备的控制与监测。(2)3100皮带控制室分站：CPU选用226，通讯模块选用CP243-1，DI模块选用EM221，AI模块选用EM231。实现对3100皮带及制动闸的联锁控制与监测。(3) 井底仓上皮带分站：CPU选用226，通讯模块选用CP243-1，DI模块选用EM221，AI模块选用EM231。实现对井底仓上皮带及制动闸的联锁控制与监测。 （4）主斜井皮带分站：CPU选用226，通讯模块选用CP243-1，DI模块选用EM221，AI模块选用EM231。AO模块选用EM232实现对主斜井皮带及制动闸、园振筛、给煤机的联锁控制与监测。 3. 建成后的系统特点:(1)该系统通过S7站及通讯网络不仅可以方便地采集现场设备的开/停、故障状态、变频器输出频率、电机运行信号（包含电压、电流等）、仓位信号、电机故障信号（包含漏电、过流、缺相、相不平衡、短路等），统计主要设备运行时间和故障状态，生成各种报表以及相关状态曲线，同时显示在大屏幕上，还可以利用这些实时参与系统控制。 (2)通过网络将这些数据发往更高级别管理层作为安排设备检修以及有关生产任务的参考。(3)完成集控、就地连锁、就地解锁、检修方式的