选煤厂全厂集控系统调试报告.docx
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选煤厂全厂集控系统调试报告
选煤厂全厂集控系统改造工程
调
试
报
告
和
记
录
调试报告部分
一概述
二系统结构
三硬件安装
四软硬件调试
五调试的阶段性工作
六总结
调试记录部分
一PLCI/O信号调试记录
一、概述
选煤厂是一座年处理能力400万吨的大型选煤厂。
1983年开始委托波兰设计，主要工艺及成套设备从波兰引进，部分车间（浓缩，压滤及辅助工程）由选煤设计研究院设计，国内供货。
全厂现有机械设备及装置300余套，高压设备56台套，低压配电柜338台套。
装容量19000KW。
电压等级有6KV，660V，380V，220V，48V，36V，24V等多种。
由于当时多种因素制约，选煤厂供配电网络复杂落后，生产过程控制和参数检测水平落后于生产要求。
设备采用继电器连锁手动控制，故障率高，无灵活性，选煤关键工艺的重介比重、浮选、测灰、测水等检测调节控制均已瘫痪。
对于新的选煤工艺和指标要求，根本无法完成，必须立即进行全厂配电、控制、检测系统的自动化改造工程。
按照长远发展规划和总体发展战略的安排选煤厂要建成一流的现代化洗选加工基地，自动化水平必须达到国内一流水平。
因此，必须尽快实施全厂配电、控制、检测系统的自动化改造工程。
在选煤厂各位领导的关怀下，在各方的共同努力下，整个安装调试工作在不影响生产的情况下顺利进行，如期完成了调试任务并使运行和维护人员在调试过程中就掌握了运行操作和基本维护，达到了全厂集控系统改造的要求。
二、系统结构
1、本系统参控设备种类较多，主要包括给煤机、立轮分选机、离心机、磁选机、筛选机、浮选机、圆盘过滤机、压滤机、皮带机、刮板机、泵、电控阀门及闸板等。
系统设计包括建立100兆光纤以太环网；对设备启、停控制及状态监测；根据工艺要求进行工艺流程启车及收车；保护装置信号的监测和仓位、液位、电量及旋流器压力信号的监测；漩流器系统恒压小闭环调节；圆盘过滤机系统液位小闭环调节；水泵根据液位自动启停；配合压滤机实现压滤系统联机功能，兼容已有的密度控制系统及浮选加药系统。
2、本系统采用德国SIEMENS公司S7-300、S7-400系列可编程序控制器（PLC）和上位监控计算机组成的自动控制系统取代现有的按钮/继电器集中控制系统（由控制室内控制台上的各单个工艺设备的遥控开关／按钮和隔离继电器组成）,开发平台为windows2000Professional+SP3，编程环境分别为Step7V5.2和WinCCV5.1。
改造后，控制系统具备了程控自动（按工艺流程启收车）、程控手动和单台设备就地控制三种操作方式，以上三种方式均具备联锁和解锁功能。
3、硬件系统主要有28面控制柜、5台工业控制计算机（3台为原先已有，其中包括了大屏控制器）、现场控制箱及保护检测装置构成。
具体布置如下列表：
表一：
控制柜和控制台
序号
名称
单位
数量
安装位置
1
3RS3PLC电源柜
面
1
3RS3配电室
2
3RS3PLC控制柜#1、#2、#3
面
3
3RS3配电室
3
3RS1PLC控制柜#1～#8
面
8
3RS1配电室外挂间
4
3RS2PLC电源柜
面
1
3RS2配电室
5
3RS2PLC控制柜#1、#2、#3
面
3
3RS2配电室
6
5RSPLC控制柜#1、#2、#3
面
3
5RS配电室
7
4RSPLC控制柜
面
1
4RS配电室
8
11RSPLC控制柜
面
1
11RS配电室
9
12RSPLC控制柜
面
1
12RS配电室
10
13RSPLC控制柜
面
1
13RS配电室
11
78RSPLC控制柜
面
4
78RS配电室
12
9RSPLC控制柜
面
1
9RS配电室
13
新增就地控制箱
个
64
相应设备附近
14
改造就地控制箱
个
－
相应设备附近
15
工业控制计算机
台
5
选煤厂调度室
表二：
保护装置和检测装置
序号
设备名称
单位
数量
安装位置
1
电量变送器
只
24
各配电室进线柜
2
皮带拉绳（新增）
只
24
相应皮带沿线
3
超声波料位计
只
6
相应仓和角锥池上
4
超声波料位开关
只
24
相应水池及圆盘过滤机上
5
压力传感器
只
6
6个旋流器入口各一只
6
负压传感器
只
7
7个圆盘过滤机上
7
超声波物位计
只
5
精煤、中煤及矸石仓顶
8
超声波管道流量计
台
3
3894及油库管道
9
701电子皮带称
台
1
701皮带
10
核子皮带称
台
4
相应皮带
11
跑偏开关
只
46
相应皮带沿线
12
堵塞开关
只
10
相应皮带机头溜槽
13
速度开关
只
－
相应皮带机头
14
电流变送器
只
10
高压配电室各设备高压柜
三、硬件安装
1、控制箱和控制柜的安装
系统所有控制箱及控制柜由安装公司负责施工安装。
2、电缆敷设和接线
系统所有控制电缆及信号电缆的敷设及接线由安装公司负责施工安装。
3、现场保护及检测装置安装
系统各种保护及检测装置由建设集团安装公司负责施工安装。
安装的主要设备有皮带的各种保护（拉绳、打滑、跑偏、堵煤）、仓料位物位计、水箱料位开关、旋流器压力传感器、圆盘过滤机负压传感器、管道流量计、电子称、核子称及电量电流变送器等。
四、软硬件调试
1、本系统的调试工作由选煤厂统一组织协调，主要由各车间、天地公司常州自动化分公司、无锡中选及建设集团安装公司协作实施。
2、调试方案由天地公司常州自动化分公司负责编写。
3、调试的基本原则是在不影响生产的情况下，先由各车间、天地公司常州自动化分公司和安装公司协作进行硬件系统的割接调试，再由天地公司常州自动化分公司负责进行软件调试，在调试的过程中交代操作人员及维护人员如何操作维护，做到调试好一台设备，就立即能投入运行。
4、设备调试自2003年10月初开始，按照调试方案和生产的实际情况，各方密切配合，不辞劳苦，至2005年2月，各个子系统的所有受控设备的单台现场操作和上位机操作调试工作基本结束，其间各子系统完成了各自的系统联调。
至2005年1月底，整个全厂集控的系统联调工作基本结束，实现了预期功能，所剩的任务只是系统的完善。
五、调试的阶段性工作：
（一）、PLC控制柜安装，现场控制箱的安装
2003年10月初，3RS3PLC控制柜（4面）及现场控制箱安装就位通电检查，确认工作正常后通电待用；
2004年3月初，3RS1PLC控制柜（8面）安装就位通电检查，确认工作正常后通电待用，期间随设备的改造对现场控制箱安装就位；
2004年6月初，3RS2PLC控制柜（4面）及现场控制箱安装就位通电检查，确认工作正常后通电待用；
2004年9月初到10月初，4RS和5RSPLC控制柜（4面）及现场控制箱安装就位通电检查，确认工作正常后通电待用；
2004年12月初到2005年1月，78RS、9RS、11RS、12RS、油库PLC控制柜（8面）安装就位通电检查，确认工作正常后通电待用，期间随设备的改造对现场控制箱安装就位；
（二）、集控系统监控中心及监控网络的建立
2003年10月到2005年1月，期间在不同时期陆续将全厂工业以太光纤环网建立，节点包括主控制室、3RS1配电室、3RS2配电室、3RS3配电室、5RS配电室、78RS配电室、密度控制室（三车间老调度室）及浮选加药控制室；各配电室PLC主站与从站之间建立Profibus网络；实现了全厂集控系统各子系统的网络接入及资源共享。
原先在三车间老调度室的主洗控制中心顺利的搬迁至现在的选煤厂控制中心，与原先原煤的控制系统进行了兼容，实现了四台上位机即大屏幕的实时监控及操作。
（三）、常规单台设备割接及调试
2003年10月到2003年12月，对I系统设备进行割接及调试。
2003年10月中旬到2003年11月中旬完成I系统基本设备的割接，并于2003年12月初完成了单台设备的调试。
设备单调步骤如下：
a）通过上位机校对反馈及命令信号
b）单设备空动作调试在空开断开的情况下送控制电源，由上位机发允开命令，就地启停操作，再由上位机程控启停操作，此过程中再一次接查反馈信号是否正确
c）单设备试车在空开合上的情况下，就地和程控分别让设备空载试车一段时间，测试设备运行的稳定性
2004年2月到2004年6月，对公用系统设备进行割接及调试。
由于公用系统是老配电柜改造，此期间在不影响其他设备正常运行的情况下，对所改设备先从原配电系统隔离，然后进行新的割接，随即进行该设备的单调，其调试步骤与I系统设备单调一致；最终保证了在不影响正常生产的情况下，所有设备的割接及调试；
2004年6月到2004年7月，对II系统设备进行割接及调试。
2004年6月中旬到2004年7月中旬完成II系统基本设备的割接，并于2004年7月底完成了单台设备的调试。
设备单调步骤与I系统一致；
2004年9月中旬到2004年10月初，对4、5车间设备进行割接及调试。
利用国庆期间，在作了充分准备工作后，完成了4、5车间基本设备的割接，并进行了设备单调，步骤与I系统一致；
2004年12月到2005年2月，对外围剩下的车间设备（主要为78RS、9RS、10RS、11RS、12RS及油库）进行割接及调试，由于是老配电柜改造，此期间在不影响其他设备正常运行的情况下，对所改设备先从原配电系统隔离，然后进行新的割接，随即进行该设备的单调，其调试步骤与I系统设备单调一致；最终保证了在不影响正常生产的情况下，所有设备的割接及调试。
（四）、变频器设备设定及调试
2003年11月中旬和2004年7月底，I，II系统泵变频器（共计六台）设定由厂家完成（含应用宏模式、电机识别、电机基本参数设定、故障及复位设定、驱动模式设定、继电器输出定义等），并由厂家提供AO1、AO2输出4-20mA对应的设定转速和电流范围，通过与厂家及洗煤厂的配合，对带变频设备进行了顺利的调试运转，并将转速及电流传送到了上位机和就地显示仪表；
2004年5月中旬，公用系统圆盘过滤机主电机变频器（共计六台）设定完成（含应用宏模式、电机识别、电机基本参数设定、故障及复位设定、驱动模式设定、继电器输出定义等），通过与洗煤厂的配合，对变频设备进行了顺利的调试运转，并将转速及电流传送到了上位机和就地显示仪表；
（五）、所有阀门、翻板的接线和程控调试
1．阀门的就地调试由阀门厂家完成，程控调试由我方、安装公司和厂家相互配合完成。
阀门调试到目前为止已基本结束，但阀门的到位信号有部分不很可靠。
2．翻板的就地调试由翻板厂家完成，程控调试由我方、安装公司和厂家相互配合完成。
翻板调试到目前为止已基本结束，但由于部分翻板的限位信号没有，仅进行了信号的调试，无法进行程控动作。
3．程控调试时上位机发开停命令，然后逐个核对信号反馈。
（六）、所有保护检测装置的安装调试
1、完成了对所有皮带的拉绳、跑偏、打滑及堵煤保护的安装调试；
2、完成了所有料位计、物位计、料位开关、压力传感器及管道流量计的安装、调试及校准；
3、完成了701电子皮带称的安装调试校准，并通过RS485网络实现了数据的采集及控制功能；
4、完成了4台核子称的安装调试及校准；
（七）、综保通讯网络的建立及调试
各系统的电机综合保护器网络连接，地址设定，并由上位机采集数据。
其中I系统、II系统、外围系统采用RS485通讯模式，利用三个485转以太网转换器挂接在以太环网上，公用系统采用Profibus通讯模式，通过S7-300CPU挂接在以太环网上，上位机通过接口软件从以太环网采集存储数据。
网络的建立和调试完成时间如下：
I系统：
2003年11月底
公用系统：
2004年6月初
II系统：
2004年8月初
外围系统：
2004年10月到2005年2月陆续完成
（八）、配电监测网络的建立及调试
各配电室进线柜及母联柜合闸信号的监测及电量计量的安装，完成了以下监控网络的建立：
3RS3配电室：
3301、3302、3311进线柜的合闸信号及电量计量；
3RS1配电室：
3RS1#1和3RS1#21进线柜的合闸信号及电量计量；
3RS2配电室：
3201、3202进线柜的合闸信号及电量计量，3211母联柜的合闸信号；
4RS配电室：
4101、4102进线柜的合闸信号及电量计量；
5RS配电室：
5101、5102进线柜的合闸信号及电量计量，5107母联柜的合闸信号；
78RS配电室：
78RS#4、78RS#37进线柜的合闸信号及电量计量；
9RS配电室：
9RS#1进线柜的合闸信号及电量计量；
10RS配电室：
10RS#1进线柜的合闸信号及电量计量；
11RS配电室：
11RS#1进线合闸信号及电量计量，母联合闸信号；
12RS配电室：
12RS#1进线合闸信号及电量计量，母联合闸信号；
油库配电室：
油库进线合闸信号及电量计量；
高压配电室配电柜的合闸信号及四路进线的电量计量；
以上信号的调试校对基本已经完成。
（九）、其它系统的接入及兼容
压滤机系统：
实现压滤机设备运行状态信号的上位机显示，以及压滤机上通过集控系统联控其相应加料泵和卸料皮带，实现压滤系统的自动联控；
密度控制系统：
实现密度控制系统PLC主机的光纤环网接入，采集其部分数据（比重和液位）在上位机相应的画面上显示；
浮选加药系统：
实现浮选加药控制系统PLC主机的光纤环网接入，采集其部分数据在上位机相应的画面上显示；
（十）、附加系统设备的割接调试
2004年8月及2005年2月期间对新加尾煤系统及精煤装车系统的设备，由常州自动化分公司提供集控图纸，由安装公司负责安装割接，由常州所和安装公司一起完成了安装调试。
（十一）、系统联调
1．上位机单台调试：
该工作在单个设备割接调试的时候已经完成，系统联调前再一次做该工作，进一步验证了设备控制的稳定性。
2．联合调试：
根据实际选煤的工艺流程，在现场设备完好，各种管路及介质完备的情况下，按工艺要求实现工艺流程的自动化；
3.启车程序：
全厂集控系统工艺流程启车分为以下几个子系统：
a）生产准备系统（包括生产水系统以及各泵的入料出料阀门）
b）立轮系统（包括I系统和II系统）
c）漩流器系统（包括I系统和II系统）
d）运输系统
e）浮选系统
f）给煤系统（包括I系统和II系统）
其总流程顺序为生产准备系统完成后间隔2分钟后启动立轮系统、漩流器系统、运输系统及浮选系统，在立轮系统、漩流器系统及浮选系统完成后启动给煤系统。
在经过多次系统联调及改进后，系统完全实现了选煤工艺的要求，顺利而快捷的完成了流程启车，达到了预期的目标。
4、收车程序
全厂集控系统工艺流程收车分为以下几个子系统：
a）给煤系统（包括I系统和II系统）
b）立轮系统（包括I系统和II系统）
c）漩流器系统（包括I系统和II系统）
d）浮选系统
e）运输系统
其总流程顺序为给煤系统完成后，10分钟收立轮系统和801线，20分钟收漩流器系统，22分钟收910线，30分钟收803线，365停3S后收浮选系统。
在经过多次系统联调及改进后，系统完全实现了选煤工艺的要求，顺利而快捷的完成了流程收车，达到了预期的目标。
5、流程启收车工艺流程图
见《全厂集控系统启车工艺流程图》、《全厂集控系统收车工艺流程图》
六、总结
在选煤厂诸多领导的关怀下，在各方的共同努力下，选煤厂全厂集控系统改造工程的安装调试工作业已完成，操作人员在此过程中已掌握基本操作技能，均能熟练操作使用，维护人员也已经基本掌握了系统维护的知识。
调试记录：
调试从十月初就已开始，安装完一台设备就开始进行线路的检查。
线路检查无误后在现场置模拟信号，然后从上位机观察信号的反馈。
线路和信号均正确后从上位机上发开停命令，在现场观察接触器吸合与释放，同时在上位机上观察反馈信号和各种保护信号。
以下是调试时按照I/O分配表作的记录。
其中“√”代表线路和信号均正确，“备用”表示是备用点内部接线完好留待以后使用，空格表示此设备未安装等待调试。
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