一矿选煤厂原煤运输机的设计一体化的论文Word文档下载推荐.docx

一矿选煤厂原煤运输机的设计一体化的论文Word文档下载推荐.docx

《一矿选煤厂原煤运输机的设计一体化的论文Word文档下载推荐.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《一矿选煤厂原煤运输机的设计一体化的论文Word文档下载推荐.docx（22页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

答辩委员会人，出席人

答辩委员会主任（签字）：

答辩委员会副主任（签字）：

答辩委员会委员：

，，，

，，，

平顶山工业职业技术学院毕业设计（论文）评语

第页

共页

学生姓名：

专业机电一体化年级04

毕业设计（论文）题目：

评阅人：

指导教师：

（签字）年月日

成绩：

系（科）主任：

毕业设计（论文）及答辩评语：

目录

平煤天安一矿选煤厂原煤运输机的设计3

引言3

第一章概述4

1.1.1批准概算投资4

1.1.2厂址选择及建设条件4

1.1.3生产能力4

1.1.4工程设计4

1.1.5主要设备选型5

1.1.6生产系统工艺布置5

1.1.7供电系统7

1.1.8生产控制系统8

1.1.9给排水8

1.1.10采暖、通风和供热9

1.1.11环保工程9

第二章系统组成与生产工艺11

2.1启动程序11

2.2工作程序12

2.3故障程序12

2.4停止程序12

第三章.系统硬件设计13

3．1PLC选型13

3.2组态软件的选择13

1、组态软件的选择13

2、MCGS组态软件的组成和工作原理14

3、MCGS组态软件的应用16

3．3检测装置选型21

3.3.1超声波料位传感器21

结束语22

参考文献23

平煤天安一矿选煤厂原煤运输机的设计

引言

平煤天安一矿动力选煤厂属矿井型动力选煤厂，设计年处理原煤1.90Mt/a，位于平煤天安一矿院内，东经孟平铁路支线与京广铁路孟庙车站相接，往西与焦枝铁路宝丰车站相接，并且与附近各市县均有公路相通。

地理位置优越，交通运输便利。

平煤天安一矿动力选煤厂属矿井型动力选煤厂，设计年处理原煤1.90Mt/a，年工作331天，每天工作16小时，两班作业，一班检修，日处理原煤6454.56t，小时处理原煤380.91t。

该项目于2006年6月6日开工建设。

全部机电设备由平煤集团公司统一招标。

土建工程由平煤建安公司土建处和一矿建筑公司施工，设备安装工程和非标制作由平煤建安公司六处施工，供电工程由平顶山市矿电修试公司安装施工，耐磨管道安装和自动化控制由中选自控及其下属企业施工，工程监理由平顶山市兴平监理公司监理。

以上单位均有国家颁发的各种资质证件，是具有生产经营许可证的资质单位。

一矿动力选煤厂建设规模为年处理原煤1.90Mt/a。

工程主要包括：

准备车间改造、原煤仓、主厂房、精煤仓（商品煤仓）、矸石仓、精煤（商品煤）装车点、浓缩车间、相关栈桥及转载点、变电所工程及储装运工程等。

第一章概述

1.1.1批准概算投资

本工程总投资为8023.3万元，其中：

土建工程：

2781.49万元

设备购置：

4097.2万元

安装工程：

1014.80万元

其他费用：

938.42万元

1.1.2厂址选择及建设条件

本工程属技改工程，厂址位于平煤天安一矿矿院内。

电源：

选煤厂电源引自平煤天安一矿6KV变电所。

水源：

选煤厂生产补充水量为600m3/d，生活用水量为160m3/d，消防用水量381.6m3/一次火灾。

水源由矿井供水系统统一提供。

交通运输：

原煤采用矿井来煤，洗后产品煤入产品煤仓，由铁路装车外运。

1.1.3生产能力

一矿动力选煤厂设计规模为年处理原煤1.80Mt/a,年工作330天,每天工作16小时,两班作业,一班检修,日处理原煤5454.56t,小时处理原煤340.91t。

设计特点：

设备选型可靠先进，事故率低，单机自动化程度高，采用先进又可靠的洗煤工艺，用人少，系统完善，灵活可靠，自动化水平高。

洗煤厂设计投资省，工程短，成本低。

1.1.4工程设计

1）选煤工艺

根据矿井原煤特性，通过综合比选，最终确定选煤方法为：

50-6mm级块煤跳汰分选工艺，-6mm级末原煤不分选。

2）工艺流程的制定

工艺流程为：

原煤50㎜分级。

+50㎜块煤手选后破碎至-50㎜。

准备至50㎜以下的原煤经6㎜分级。

-6㎜的末原煤直接掺入商品煤。

50-6㎜的原煤采用跳汰工艺进行分选，分选出精煤、中煤、矸石。

煤泥水中的粗煤泥经浓缩旋流器组、弧形筛、离心机脱水后回收，细煤泥由浓缩机浓缩后,采用加压过滤机回收，掺入商品煤。

1.1.5主要设备选型

设备选型遵循以下原则：

主要关键机械、电气设备均采用经生产实践考验并经国家鉴定过的国内大型高效设备。

考虑到减少备品备件的种类，以利设备的维修，在设备选型时，尽量做到同类设备采用一种规格或尽量减少不同规格品种的数量。

根据选煤厂设计规范的规定进行选取不均衡系数K。

原煤系统：

与矿井最大提升能力一致。

煤流系统：

K=1.15；

煤泥水系统：

K=1.25；

矸石：

K=1.50。

1.1.6生产系统工艺布置

1）准备车间（改造）

准备车间是在一矿原己组煤选矸楼内进行改造，在利用原己组煤选矸楼的同时，向北扩出6m，在5.15m平面布置一台原煤分级筛进行50mm分级，筛下物通过己组煤返煤带式输送机给到原煤上仓带式输送机；

筛上物通过手选，选出的块矸石由带式输送机运至原煤楼排矸点进行排矸，手选带上的大块煤通过机头下部的破碎机，将块煤破碎至-50mm以下，通过皮带给入原煤上仓带。

2）原煤仓

选煤厂设置1个直径18m的圆筒仓，仓容量为6000t，满足矿井约12.5个小时原煤缓冲量，仓上设1台刮板输送机配仓。

原煤仓下设4台给煤机，将煤给入带式输送机，运往主厂房。

3）主厂房

工艺布置:

主厂房集原煤分级、洗选、产品脱水、粗细煤泥回收于一体。

在主厂房内原煤分级与洗选及煤泥水系统分开布置，布置在主厂房上部，有效隔离分级时产生的煤尘对厂房内的污染。

特点是：

布置紧凑，厂房高度低，占地面积小，厂房体积小。

工艺操作:

来自原煤仓的原煤，经布置在主厂房上部的分料刮板，给到下层的2台分级筛上进行6mm分级。

小于6mm末原煤通过末煤带式输送机收集后，给到下层的带式输送机上，与煤泥离心机回收的粗煤泥掺混，一起去下层的商品煤带式输送机。

50-6mm的筛上物进入跳汰机前的缓冲仓，仓内原煤通过链式给煤机给入跳汰进行洗选，洗选出精煤（商品煤）、中煤（预留出中煤的可能）、矸石。

中煤和矸石经各自的脱水斗式提升机脱水后，中煤掺入商品煤，矸石进入矸石仓。

跳汰机的溢流进入筛孔为Φ1mm的脱水筛进行脱水，在脱水筛的排料端设置一段1m宽缝隙为Φ25mm的筛板。

+25mm的洗块煤通过溜槽给到精煤带式输送机上，筛下-25mm末精煤经离心机二次脱水后进入精煤带式输送机，经精煤带式输送机转载给入商品煤带式输送机。

脱水筛筛下水和精煤离心机离心液进入煤泥水池，经泵打入浓缩旋流器组进行浓缩分级，底流去弧型筛脱水，弧型筛筛上物进煤泥离心机进一步脱水，回收的粗煤泥给到下层的带式输送机上与末原煤掺混，通过溜槽给到一层的商品煤带式输送机上。

主厂房内浓缩旋流器组的溢流、弧型筛下水、煤泥离心机离心液进入浓缩机，浓缩机的溢流作为循环水重复使用，浓缩机底流用泵打至主厂房加压过滤机的搅拌桶，经搅拌桶搅拌后，用泵打进1台120m3的加压过滤机，回收后的细煤泥经圆盘给料机，均匀给入商品煤带式输送机，加压过滤机的过滤液作为循环水重复使用。

与跳汰机配套的鼓风机，布置于主厂房内，跳汰机配2台140m3的鼓风机（其中1台就地备用）。

主厂房内采用模块化布置，标准化设计。

功能分区明确，操作管理方便。

主厂房设置1台吊钩桥式起重机，1台电动葫芦。

安装检修极为方便。

厂房外挂彩板，此方案比较经济使用，外型美观。

设备之间便于协调操作，有利于实行整个系统的集控管理。

4）精煤仓（储存商品煤）

设计为1个直径15m圆筒仓，仓容量为3000t，满足选煤厂约10.4个小时商品煤储量，仓上设有1台与矿井戊组煤装车仓相通的刮板输送机，可将选煤厂生产的商品煤灌入戊组煤装车仓，也可以通过改造后的戊组煤上仓带式输送机，进入煤楼添车仓用作添车。

精煤仓下设4台给煤机，将仓内煤给入带式输送机，通过精煤（商品煤）装车点进行双股线装车外运销售。

5）矸石仓

主厂房洗选矸石经转载进入矸石仓，仓内矸石通过仓下双股线窄轨排往矿井的矸石山，进行统一处理或综合利用（如烧制矸石砖）。

由于选煤厂排矸系统将原矿井下井材料线占用，所以在原矿井下井材料线的东侧新铺一条窄轨，用于向矿井井下运送材料。

同时将对矿井的排矸窄轨进行改造，拆除原有线路，新线路铺设在准备车间至原煤仓的栈桥下。

这样同在一个工业广场内的矿井与选煤厂在有限的空间内有机融合，整个广场整齐，各自功能有条不紊。

1.1.7供电系统

选煤厂用电引自矿井6KV变电所。

在主厂房内设置变配电室，在浓缩车间、准备车间设分配电室。

选煤厂用电电压为0.4KV，变压器中性点直接接地，为保证原煤系统及浓缩机不停机，在相关配电室均设联络电源。

照明系统采用三相五线制，照明电压为220V，插座回路设漏电保护装置，灯具采用高效节能防爆灯具。

1.1.8生产控制系统

全厂生产控制系统分为原煤准备系统、主洗系统、煤泥水系统和装车系统。

采用集中和就地两种控制方式，控制系统除完成工艺设备运行状态的控制外，还完成煤量、水量和仓、桶料液位的数据采集，并将采集的信号进行处理、显示、存储和调控。

选煤厂设程控抗噪声扩音系统（CR-95D型）。

该系统集自动交换、调度指挥、广播呼叫和抗噪声干扰为一体，对全厂生产进行调度指挥，在集控室和主要生产岗位设调度电话分机。

1.1.9给排水

1）用水量：

选煤厂生产用水总量为600m3/d，生活用水量为160m3/d，消防用水量为381.6m3/一次火灾。

2）水压：

生产用水保持水压0.5MPa，生活用水保持水压0.35MPa。

消防给水保持水压0.80MPa。

3）给水系统

生产、消防给水系统：

生产水源→厂生产消防水池及泵房→室内外消防栓、各生产用水点。

生活给水系统：

原有生活水源→矿井原有生活给水管网→各生活用水点。

管网形式及敷设：

生活给水管为枝状管网，生产消防给水管为环状管网。

埋地管道采用给水高密度聚乙烯给水管，热溶连接，管顶最小埋深1m，明设管道采用钢管，焊接连接。

4）排水系统：

生活排水：

生活污水经化粪池处理后排入矿井原有生活污水处理管网，由矿统一处理。

生产废水：

扫地水、设备滴漏水等自流至各车间集水池，经泵转至煤泥水回收系统。

1.1.10采暖、通风和供热

1）采暖及通风

选煤厂采用0.2MPa饱和蒸汽作为采暖热媒，热源接自矿区原有锅炉房，室内系统采用上供下回双管式采暖系统，总耗热量为Q=1336413W。

为保证集控设备的正常运行，集控室内采用分体冷暖柜式空调机调节室内温度。

在主厂房设有除尘机组，将含尘空气经除尘机组处理后排出室外，浓缩车间、机修车间等采用轴流风机进行强制通风，改善工作环境。

2）供热管网

选煤厂工业场地内供热管道敷设采用通行或半通行砖砌地沟，地沟断面700*500和1400*1800。

室外供热管道均采用无缝钢管，室外供热管道采用岩棉保温（50mm），外缠玻璃丝布两道。

1.1.11环保工程

1）煤泥水处理

选煤厂设有完善的煤泥水回收处理系统，生产过程中产生的煤泥水经浓缩机浓缩后，由加压过滤机回收细煤泥，浓缩机溢流作为循环水重复使用，达到了洗水闭路循环不外排。

浓缩机入料煤泥量为40.28t/h,水量600.24m3/h。

选用NZF-18Q型浓缩机2台，直径Ф18m，中心传动，自动提耙，沉淀面积314m3，其中一台事故备用。

另外选用ZTXJ-4000型药剂自动投加设备1套，在浓缩机入料处投加絮凝剂，以便提高沉降效果改善循环水水质。

2）生活污水处理

生活污水经化粪池处理后排入矿井污水处理系统。

3）矸石的排放

在主厂房东侧设容量为400t的矸石仓。

矸石用矿车运到矸石山或矸石砖厂综合利用。

4）噪声防治

设备选型选用质量好低噪设备，工艺设备布置尽量减少物料落差，以减少物料冲击噪声，对主要震动设备加设减振装置，在排风管路上加设消音器。

平煤天安十矿动力选煤厂依据原煤生产工艺，近期采用动力煤配煤技术进行煤炭洁净洗选，选用德国西门子S7—200系列可编程控制器（PLC）PLC英文全称ProgrammableLogicController,中文全称为可编程逻辑控制器，定义是:

一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境应用而设计的。

它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算,顺序控制，定时，计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程.PLC是可编程逻辑电路，也是一种和硬件结合很紧密的语言替代传统的继电器控制系统，实现原煤系统自动化控制，改进凭借工人经验来估算煤流而实现配煤比的落后配煤工艺。

由于控制对象的复杂性，使用环境的特殊性和系统运行的长期连续性，使用PLC在设计上有明显的优势：

可靠性高，适应性广，具有通信功能，编程方便，结构模块化。

第二章系统组成与生产工艺

原煤自动控制系统主要由主皮带、原煤仓、电振给煤机组成。

206主皮带输煤，经原煤仓储煤，再由调度确定原煤仓208~211电振给煤机供煤到214皮带，301皮带，302刮板，工艺流程见图2.1所示。

根据工艺流程图可知206主皮带输煤→原煤仓→214皮带→301皮带→302刮板。

图2.1

2.1启动程序

以单系统为例，当214主皮带向301、302、输送煤时，为了避免电动机带负荷启动，甚至无法启动，各设备逆煤流的方向逆序启动，启动延时时间统一设定为5s,7s,，并对各设备进行连锁控制

2.2工作程序

当所有的设备启动后，整个系统就开始正常的储煤和运煤工作，同时进行储煤仓的煤位检测和皮带跑偏监测。

2.3故障程序

运行过程中，某一台设备发生故障时，应立即报警并自动停车，其前方（指煤流方向）设备也立即停车。

其后方设备按一定顺序延时连锁停车

为了保证系统安全可靠，设置了现场故障检测显示、报警输出及紧急停车信号。

同时发出故障报警。

等到故障解除然后恢复正常。

各输煤主皮带设有跑偏检测开关，当皮带跑偏20度时报警并自动停车。

可显示各机电设备运行状况，并对输煤过程有关情况（报警自动停车）做出实时记录。

2.4停止程序

为了使运输皮带上不再残留煤料，以保证停车时各输煤皮带上无剩余煤，要求顺煤流方向按一定时间间隔5s,7s,5s顺序停止。

最后所有设备全部停下，等待下一次的工作开始。

第三章.系统硬件设计

3．1PLC选型

西门子公司的S7-200系列小型PLC控制功能强、性能价格比高，运行速率快，可以较好地实现集中控制和就地分散控制，在国内市场广泛采用。

参照S7-200产品目录及市场实际价格，选用主机为S7-200产品CPU222（8入/6继电器输出）模块，运算速度高，程序存储区和数据存储区大，具有扩展功能，可以在线编辑程序。

现场的输入信号有总起动、停止，急停信号，手动起停信号，煤仓位传感信号、主皮带跑偏检测信号等23个，其中开关量输入信号21个，模拟量输入信号2个；

开关量输出信号有振动给煤机、皮带运输机正转、皮带运输机反转、翻车档板电机正反转、故障报警、起动/停车预告等21个。

本机数字量I/O为14个，不能满足现场输入信号和输出信号的要求，需要增加扩展模块。

为了减少成本并留有充分的余量，选择EM223混合扩展单元，既16点DC输入/16点继电器输出。

再加一台模拟量扩展模块EM231（2AI/1AO）。

这样配置比较经济，连接时CPU模块放在最左侧，扩展模块用扁平电缆与左侧的模块相连。

整个PLC系统组成如图2所示。

3.2组态软件的选择

1、组态软件的选择

组态软件是MCGS全中文工业自动化控制组态软件（以下简称MCGS工控组态软件或MCGS）为用户建立全新的过程控制系统提供了一整套解决方案。

MCGS工控组态软件是一套32位工控组态软件，可稳定运行于Windows95/98/NT/2000/Me操作系统，集动画显示、流程控制、数据采集、设备控制与输出、网络数据传输、双机热备、工程报表、历史数据与曲线等诸多强大功能于一身，并支持国内外众多数据采集与输出设备，广泛应用于石油、电力、化工、钢铁、矿山、冶金、机械、纺织、航天、建筑、材料、制冷、交通、通讯、食品、制造与加工业、水处理、环保、智能楼宇、实验室等多种工程领域。

本书以一个工程实例对MCGS工控组态软件的特点与功能进行综合性描述。

希望您能通过本书掌握MCGS工控组态软件的基本操作与用法，并引导您完成一个简单的工程组态工作。

2、MCGS组态软件的组成和工作原理

（1）MCGS组态软件的系统构成

MCGS软件系统包括组态环境和运行环境两个部分。

组态环境相当于一套完整的工具软件，帮助用户设计和构造自己的应用系统。

运行环境则按照组态环境中构造的组态工程，以用户指定的方式运行，并进行各种处理，完成用户组态设计的目标和功能。

MCGS组态软件由“MCGS组态环境”和“MCGS运行环境”两个系统组成。

两部分互相独立，又紧密相关。

MCGS组态环境是生成用户应用系统的工作环境，由可执行程序McgsSet.exe支持，其存放于MCGS目录的Program子目录中。

用户在MCGS组态环境中完成动画设计、设备连接、编写控制流程、编制工程打印报表等全部组态工作后，生成扩展名为.mcg的工程文件，又称为组态结果数据库，其与MCGS运行环境一起，构成了用户应用系统，统称为“工程”。

MCGS运行环境是用户应用系统的运行环境，由可执行程序McgsRun.exe支持，其存放于MCGS目录的Program子目录中。

在运行环境中完成对工程的控制工作。

MCGS组态软件所建立的工程由主控窗口、设备窗口、用户窗口、实时数据库和运行策略五部分构成，每一部分分别进行组态操作，完成不同的工作，具有不同的特性。

主控窗口：

是工程的主窗口或主框架。

在主控窗口中可以放置一个设备窗口和多个用户窗口，负责调度和管理这些窗口的打开或关闭。

主要的组态操作包括：

定义工程的名称，编制工程菜单，设计封面图形，确定自动启动的窗口，设定动画刷新周期，指定数据库存盘文件名称及存盘时间等。

●设备窗口：

是连接和驱动外部设备的工作环境。

在本窗口内配置数据采集与控制输出设备，注册设备驱动程序，定义连接与驱动设备用的数据变量。

●用户窗口：

本窗口主要用于设置工程中人机交互的界面，诸如：

生成各种动画显示画面、报警输出、数据与曲线图表等。

●实时数据库：

是工程各个部分的数据交换与处理中心，它将MCGS工程的各个部分连接成有机的整体。

在本窗口内定义不同类型和名称的变量，作为数据采集、处理、输出控制、动画连接及设备驱动的对象。

●运行策略：

本窗口主要完成工程运行流程的控制。

包括编写控制程序（if…then脚本程序），选用各种功能构件，如：

数据提取、历史曲线、定时器、配方操作、多媒体输出等。

（2）MCGS组态软件的工作方式

MCGS如何与设备进行通讯：

MCGS通过设备驱动程序与外部设备进行数据交换。

包括数据采集和发送设备指令。

设备驱动程序是由VB、VC程序设计语言编写的DLL（动态连接库）文件，设备驱动程序中包含符合各种设备通讯协议的处理程序，将设备运行状态的特征数据采集进来或发送出去。

MCGS负责在运行环境中调用相应的设备驱动程序，将数据传送到工程中各个部分，完成整个系统的通讯过程。

每个驱动程序独占一个线程，达到互不干扰的目的。

MCGS如何产生动画效果：

MCGS为每一种基本图形元素定义了不同的动画属性，如：

一个长方形的动画属性有可见度，大小变化，水平移动等，每一种动画属性都会产生一定的动画效果。

所谓动画属性，实际上是反映图形大小、颜色、位置、可见度、闪烁性等状态的特征参数。

然而，我们在组态环境中生成的画面都是静止的，如何在工程运行中产生动画效果呢？

方法是：

图形的每一种动画属性中都有一个“表达式”设定栏，在该栏中设定一个与图形状态相联系的数据变量，连接到实时数据库中，以此建立相应的对应关系，MCGS称之为动画连接。

详细情况请参阅后面第四讲中的动画连接。

MCGS如何实施远程多机监控：

MCGS提供了一套完善的网络机制，可通过TCP/IP网、Modem网和串口网将多台计算机连接在一起，构成分布式网络监控系统，实现网络间的实时数据同步、历史数据同步和网络事件的快速传递。

同时，可利用MCGS提供的网络功能，在工作站上直接对服务器中的数据库进行读写操作。

分布式网络监控系统的每一台计算机都要安装一套MCGS工控组态软件。

MCGS把各种网络形式，以父设备构件和子设备构件的形式，供用户调用，并进行工作状态、端口号、工作站地址等属性参数的设置。

如何对工程运行流程实施有效控制：

MCGS开辟了专用的“运行策略”窗口，建立用户运行策略。

MCGS提供了丰富的功能构件，供用户选用，通过构件配置和属性设置两项组态操作，生成各种功能模块（称为“用户策略”），使系统能够按照设定的顺序和条件，操作实时数据库，实现对动画窗口的任意切换，控制系统的运行流程和设备的工作状态。

所有的操作均采用面向对象的直观方式，避免了烦琐的编程工作。

3、MCGS组态软件的应用

（1）建立MCGS新工程

如果您已在您的计算机上安装了“MCGS组态软件”，在Windows桌面上，会有“Mcgs组态环境”与“Mcgs运行环境”图标。

鼠标双击“Mcgs组态环境”图标，进入MCGS组态环境。

在菜单“文件”中选　→　“新建工程”，如果MCGS安装在D：

根目录下，则会在D：

\MCGS\WORK\下自动生成新建工程，默认的工程名为新建工程X.MCG（X表示新建工程的顺序号，如：

0、1、2等）。

如下图：

您可以在菜单“文件”中选　→　“工程另存为”选项，把新建工程存为：

D：

\MCGS\WORK\水位控制系统。

（2）建立新画面

在MCGS组态平台上，单击“用户窗口”，在“用户窗口”中单击“新建窗口”按钮，则产生新“窗口0”，即：

　　　选中“窗口0”，单击“窗口属性”，进入“用户窗口属性设置”，将“窗口名称”改为：

水位控制；

将“窗口标题”改为：

在“窗口位置”中选中“最大化显示”，其它不变，单击“确认”。

　　选中“水位控制”，单击“动画组态”，进入动画