開灤(集團)有限責任公司錢家營礦業(yè)分公司是國家“七五”重點建設項目之一，1978年開工建設，1988年12月 建成投產，設計年生產原煤400萬噸，并有一座與之相配套的選煤廠，是我國自行設計與施工建設的一座特大型現 代化礦井，現有員工6395人，固定資產10.89億元。

    公司位于河北省唐山市豐南區(qū)境內，自備鐵路和京山線相連，與秦皇島港、京唐港、塘沽港三個港口的公路距離均 在一百公里左右，有三條高速公路和若干國道省道相通, 地理位置優(yōu)越，路運、水運十分便利。

    錢礦公司井田總面積81平方公里，有6個可采煤層，其中5、7、9、12煤層為主采煤層，可采煤量6.38億噸。煤種 具有低灰、低硫、高發(fā)熱量等特點，是理想的動力用煤和煉焦配煤。礦井采用豎井、階段石門、集中大巷開拓方式, 綜合機械化采煤，采掘機械化程度100%。

    投產以來，錢礦公司以建設高產高效礦井為主線，大力實 施科技興礦戰(zhàn)略，投資6億多元先后完成了主井自動化改 造、電液控自移支架等新型設備，實施了巖巷中深中孔光 爆、煤巷全錨網支護、皮帶集控等21項新工藝、新技術, 基本形成了生產系統(tǒng)現代化、關鍵部位自動化、安全監(jiān)測 網絡化的格局，使礦井產量、勞動效率和經濟效益同步大幅度提升。1998年建成了行業(yè)級“雙高”礦井，2000年建 成行業(yè)特級“雙高”礦井。隨著企業(yè)發(fā)展，錢礦公司先后 榮獲現代化礦井、特級質量標準化礦井、省級標兵企業(yè)、煤 炭企業(yè)現場管理先進單位、省級重合同守信用單位、省級 園林式單位和全國文明煤礦、全國“雙十佳”煤礦等稱號, 獲得國家、省市級以上科技成果多項，全國QC一等獎2項。

    多年來，公司以高質量、多品種為手段，大力開發(fā)煤炭市場，形成了精煤和動力煤兩大系列8個品種的多元化產品 結構，并通過了ISO9001質量體系認證，增強了市場競爭力，產品暢銷東北、華北、江浙、上海、廣州等地，并實 現了精煤出口。

選煤廠集控系統(tǒng)組成

    選煤廠集控系統(tǒng)工程分為計算機信息管理系統(tǒng)、全廠設備集中控制系統(tǒng)、單機自動化/閉環(huán)控制系統(tǒng)、檢測/計量設備4部分。

全廠總體網絡設計為3層網絡結構，如下圖所示。

    上層為公司網絡，作為信息層，選煤廠計算機信息管理系統(tǒng)定位為錢家營礦業(yè)分公司管理信息系統(tǒng)的一個組成部分。中間層是控制層，由全廠生產集中控制系統(tǒng)和工藝參數閉環(huán)控制系統(tǒng)組成。

    作為全廠生產集中控制系統(tǒng)和工藝參數閉環(huán)控制系統(tǒng)人機界面的監(jiān)控計算機，采用了工業(yè)等級的計算機并通過百兆 以太網上聯(lián)全廠信息管理系統(tǒng)。最底層通過10兆以太網下連PLC，與密度自動控制、浮選自動加藥、原煤、主洗、浮選、上倉、裝車、及其它輔助生產系統(tǒng)的PLC站構成車間設備層網絡；該層采用了當今國際上應用最為廣泛的PROFIBUS總線技術。

全廠監(jiān)控系統(tǒng)

    全廠監(jiān)控系統(tǒng)全部由德國SIEMENS公司的S7系列PLC主 機組成。

    錢家營礦選煤廠集控系統(tǒng)總的規(guī)模大(全部建成后PLC總的I/O點數約7000～8000點)，且屬于系統(tǒng)項目，要保證生產的正常進行，需分步實施系統(tǒng)。為降低系統(tǒng)風險，確保在不影響正常生產的情況下實施分步系統(tǒng)，該項目采用分散型控制系統(tǒng)結構構建了錢家營礦選煤監(jiān)控系統(tǒng)。PLC監(jiān)控 系統(tǒng)的網絡結構見下圖。

全廠集控(含閉環(huán))系統(tǒng)設置下列PLC站：

· 原煤系統(tǒng)PLC站：主機設在1RS，在2RS、74V及倉上配 電室設I/O站
· I系統(tǒng)PLC站：設在3RS3
· II系統(tǒng)PLC站：設在3RS2
· 浮選系統(tǒng)PLC站：設在3RS1
· 主、再洗重介密度控制系統(tǒng)PLC站
· 浮選調節(jié)系統(tǒng)PLC站
· 壓濾(含濃縮、事故沉淀池、清水泵房、油庫)系統(tǒng)PLC站：設在5RS。
· 精、中煤倉(含矸石倉、裝車站)PLC站。

    上述PLC站、上位監(jiān)控系統(tǒng)的2臺計算機監(jiān)控管理站、數 據采集站都通過環(huán)型光纖以太網通信，構成控制層網絡。該 層網絡共配置9臺交換機，為提高系統(tǒng)的性能及可靠性, 控制層網絡采用環(huán)型光纖以太網。現場層則采用PROFI- BUS總線。該總線系統(tǒng)由傳輸技術(RS485、RS485-IS、光 纖、MBP,  MBP-IS、MBP-LP等)、通訊技術協(xié)議、通用 行規(guī)和專用行規(guī)組成。由于PROFIBUS擁有統(tǒng)一的通信協(xié) 議，并在此基礎上發(fā)展了不同的通用應用行規(guī)和專用應用 行規(guī),使得PROFIBUS可以廣泛地應用煤礦業(yè)各個工藝段 的現場設備層。

－I系統(tǒng)PLC站
    I系統(tǒng)PLC站設在3RS3配電室，負責對3RS3所轄的參控設備的監(jiān)控及相關信號的監(jiān)測。PLC主機選用S7-300系 列的CPU 315-2DP。本PLC站共配置5面PLC控制柜。

－II系統(tǒng)PLC站
    II系統(tǒng)PLC站設在3RS2配電室，負責對3RS2所轄的參控 設備的監(jiān)控及相關信號的監(jiān)測。PLC主機選用S7-400系 列的CPU 414-2。本PLC站共配置8面PLC控制柜。

－浮選系統(tǒng)PLC站
    浮選系統(tǒng)PLC站設在3RS1配電室，負責對3RS1所轄的參 控設備的監(jiān)控及相關信號的監(jiān)測。PLC主機選用S7-300 系列的CPU 315-2DP。本PLC站配置4面PLC控制柜。

    －壓濾(含事故沉淀池、清水泵房、油庫)系統(tǒng)PLC站 壓濾系統(tǒng)PLC主機(CPU)站設在5RS配電室，負責對壓 濾、濃縮、事故沉淀池、清水泵房及油庫系統(tǒng)參控設備 的監(jiān)控及相關信號的監(jiān)測，在各相關系統(tǒng)配電室設置I/O 控制柜。PLC主機選用S7-300系列的CPU 315-2DP。壓 濾系統(tǒng)PLC站共配置7面PLC控制柜。

    －精、中煤倉(含矸石倉、裝車站)系統(tǒng)PLC站 本站的PLC主機(CPU)站設在78RS配電室，負責對精中 煤倉、矸石倉及裝車站系統(tǒng)參控設備的監(jiān)控及相關信號 的監(jiān)測，在各相關系統(tǒng)配電室設置I/O控制柜。PLC主機 選用S7-300系列的CPU 315-2DP。本PLC站配置5面PLC 控制柜。

密度自動控制系統(tǒng)

    原密度自動控制系統(tǒng)自成一個獨立的子系統(tǒng)(S7-400系列, 其PLC主機配置一塊以太網通訊模塊)，該子系統(tǒng)接入控制 層環(huán)網。

浮選藥劑自控系統(tǒng)

    浮選系統(tǒng)采用西門子S7400PLC構成藥劑自控系統(tǒng)，本工 程提供一塊S7400以太網通訊模塊、一臺以太網交換機, 將藥劑自控系統(tǒng)作為子系統(tǒng)接入控制層環(huán)網。聯(lián)網后，可 通過集控室的上位機對浮選藥劑自控系統(tǒng)進行參量設定和 系統(tǒng)控制。

檢測對象和控制對象

    包括過濾機液位；精、中礦箱液位；主軸轉速(變頻器輸 出)；給料閥門的開度；過濾機真空度等和過濾機給料閥 門開度；過濾機電機(變頻器)速度等。

壓濾機單機自控系統(tǒng)

    新增的4臺壓濾機系統(tǒng)實行單機自控，系統(tǒng)的3臺壓濾機單機自控，其運行狀況接入壓濾系統(tǒng)PLC站，實現對壓濾機 的監(jiān)控。

檢測/計量設備

    液位計：連續(xù)測量液位計選用西門子公司的The   Probe,2W，NIS型一體化超聲波液位計，測量范圍0～5米，共 配置14臺。

    高低液位測量選用西門子公司的ULS200，24V超聲波液 位開關，可輸出2個繼電器接點指示高低液位，動作調節(jié) 范圍0～5米，共配置20臺。

    倉位計：倉位測量選用西門子公司的AiRanger系列超聲波料位計，具體配置如下：精煤倉、中煤倉各配置2點儀表AiRanger  DPL  Plus一臺、XPS30P探頭2只(每個煤倉1只),最大量程為30米；矸石倉配置單點儀表AiRanger SPL Plus一臺，最大量程為30米。

    油流量計：油流量計選用西門子公司7ME3001-1ED03型 超聲波管道流量計，共配置2臺。

    其它：皮帶秤、測灰儀、拉繩開關、皮帶欠速開關、跑偏 開關、堵塞開關、壓濾機負壓傳感器、電流變換器、速度 變換器、電量變送器等、電機綜合保護器、溫度傳感器等

    采用西門子自動化系統(tǒng)所帶來的好處：

    該系統(tǒng)通過PLC及通訊網絡不僅可方便地采集現場設備的 開/停、故障狀態(tài)、變頻器輸出頻率、電機電流、煤倉煤 位、液位、流量、介質密度等實時數據，統(tǒng)計主要設備運 行時間和故障狀態(tài)，同時顯示在工控機大屏幕上，還可以 利用這些實時數據參與系統(tǒng)控制，通過網絡將這些數據發(fā)往 更高級管理層作為安排設備檢修以及有關生產任務的參考。

    由于全部采用西門子公司的控制系統(tǒng)部件及統(tǒng)一的編程組態(tài)軟件，塊煤重介質密度自動調節(jié)系統(tǒng)及旋流器密度自動 控制系統(tǒng)納入全廠集控網絡后，不但可在集控室實現對該 子系統(tǒng)的監(jiān)視，還可使用同一套軟件實現對該子系統(tǒng)的編 程、調試和控制任務，不但降低了購買備品備件的費用, 而且在人員培訓、工程調試、設備運行和維護上大大降低 了相關費用。