选煤厂集控规格书

山东省新汶矿业集团有限责任公司赵官矿井选煤厂
综合自动化系统工程
技术规范书
设计：
检查：
审查：
煤炭工业部济南设计研究院有限公司
2009年9月
目录
目录 (1)
1 总则 (1)
2 技术要求 (1)
2.1 应遵循的主要现行标准： (1)
2.2 环境条件 (2)
2.3 工程条件 (2)
2.3.1 项目概况 (2)
2.3.2 供配电系统 (2)
2.4 总体目标及要求 (3)
2.5 集控系统 (4)
2.5.1 集控系统的划分及控制范围 (4)
2.5.2 系统控制要求 (4)
2.5.3 集控系统计算机网络配置 (5)
2.5.4 监控系统设备选型要求 (5)
2.5.6 硬件技术要求 (7)
2.5.7 软件技术要求 (10)
2.5.8 通信系统 (10)
2.5.9 数据采集系统 (11)
2.5.10 机柜和接线 (11)
2.5.11 图形监视功能 (11)
2.5.12 语音广播功能 (11)
2.5.13 与矿井网络的连接功能 (12)
2.5.14 与单机自动化系统接口 (12)
2.6 自动化及检测、计量与保护 (12)
2.6.1 单机或单系统的自动化 (12)
2.6.2 自动检测与计量 (13)
2.6.3 胶带机保护 (13)
3 工业电视监视系统 (14)
4 计算机网络系统 (14)
5 管理信息系统 (15)
6．技术服务 (16)
7、通信系统 (18)
附表一：赵官矿井选煤厂集控系统设备一览表 ................................. .19
1 总则
1.1 本规范书适用于新汶矿业集团有限责任公司赵官矿井选煤厂综合自动化系统，包括系统的功能设计，结构性能，安装和试验等方面的技术要求。

1.2 本规范书提出的是最低限度技术要求，并没有对一切技术细节做出规定，也未充分引述有关标准和规范的条文，供货商应提供符合本规范书及工业标准的优质产品。

1.3 如果供货商没有以书面形式对本规范书的条文提出异议，则意味着卖方提供的设备完全符合本规范书的要求，如果有异议，不管多么微小，都应在报价书中以“对规范书的意见和同规范书的差异”为标题的专门章节中加以详细的描述。

1.4 本规范书所使用的标准如与供货商所执行的标准发生矛盾时，按较高标准执行。

如果供货商没有以书面形式对本规范书的条文提出异议，那么招标方可以认为供货商提供的产品完全满足本规范书的要求。

1.5 本规范书没有详细说明本工程相关设备的布置安装方式，该部分将以设计图纸为准。

1.6 最终确定的技术协议书作为订货合同的附件，并与合同具有相同的法律效力。

1.7 本规范书所使用的标准如与供货商所执行的标准发生矛盾时，按较高标准执行。

2 技术要求
2.1 应遵循的主要现行标准：
GB2900——《电工名词术语》
GB4796——《电工电子产品环境条件》
GB50058——《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》
GB50217-94——《电力工程电缆设计规范》
SDJ9-87 ——《电气测量仪表装置设计技术规程》
GB 4720-84——《低压电器电控设备》
IEC 144——《低压开关和控制设备的外壳防护等级》
GB 50359-2005——《煤炭洗选工程设计规范》
《选煤厂集控装置选择的技术规定》
2.2 环境条件
本井田地处华北大平原南部，为黄河冲积平原，地貌形态受黄河影响甚大。

井田内地势平坦，地面标高一般为+27～+32m，西北略低，东南略高，坡度为0.5‰～1‰。

本区为温带季风～大陆性气候。

年平均气温13.4℃，年平均最高气温19.0℃，月均最高气温33.9℃（1959年7月），日最高气温41.2℃（1960年6月21日）。

年平均最低气温8.7℃，月最低气温-10.4℃（1963年1月），日最低气温-22.0℃（1959年12月21日），多年最低气温月为1月（-6.7℃），常年1月平均气温为-2.5℃。

最大冻土深度47cm(1977年2月)。

年平均降雨量为619.4mm，降雨量多集中在7、8月份，春季偏少，多有夏涝、春旱，有时晚秋也出现旱象。

年平均风速2.9m/s，最大风速20.0m/s。

冬春季多东北风，夏秋季多为南风偏西。

本地区年平均相对湿度为66%，最小相对湿度（1月）为2%，最大相对湿度（8月）为81%。

防护等级集控室内：IP2X，远程站：IP2X
2.3 工程条件
2.3.1 项目概况
赵官矿井选煤厂设计能力0.90Mt/a，服务年限42.8a。

工作制度为330d，16h，两班生产，一班检修。

主要工艺为重介有压分选工艺。

选煤厂原块煤排矸车间已建成，本次主要增建重介主厂房、原煤仓、介质库，扩建浓缩车间、压滤车间等。

工程内容分为生产自动化控制与检测、工业电视监视、计算机网络、生产信息管理、调度通信五个部分。

2.3.2 供配电系统
●主厂房设10kV变电所，双回路10kV电源分别引自矿井35kV变电所两段母线。

●本选煤装置用电设备绝大部分为低压负荷，主要工艺设备采用660V供电，由各配电点组合变电站提供。

●变电站及各配电点设置地点及供电范围：
a．主厂房：设10kV组合变电站，安装2台1250kVA干式变压器及低压开关柜，向主厂房及外部系统所有低压设备供电。

b．浓缩车间：设低压配电点，采用单电源供电，电源引自主厂房10kV组合变电站低压母线，浓缩机单独采用双电源供电，另一回电源引自主厂房10kV组合变电站另一段低压母线。

c．压滤车间：设低压配电点，采用单电源供电，电源引自主厂房10kV组合变电站低压母线。

d．介质库：设低压配电点，采用单电源供电，电源引自主厂房10kV组合变电站低压母线。

e．3＃转载点：设低压配电点，采用双电源供电，电源引自主厂房10kV组合变电站低压母线。

2.4 总体目标及要求
本工程的实施达到如下总体目标：
♦系统形成后，选煤厂在自动化技术装备上达到国内一流现代化企业水平。

♦主要生产环节实现自动化控制与检测，实现对关键设备和关键环节的远程监视。

♦主要生产指标及设备工况信息实现实时采集，并实现信息处理、查询网络化。

♦建立分层次的网络结构，实现“管、控一体化”，实现与矿企业网和集团企业网的互联。

本工程的建设应满足如下要求：
♦先进性：在目前先进技术的基础上，把握技术发展方向，充分考虑系统未来的技术适应性和业务适应性。

♦可靠性：采用统一的标准化原则和规约充分保障系统的可靠性和安全性。

♦实用性：在考虑系统技术先进性的同时，系统建设的应以实用性为目的，最大限度的满足实际工作的要求，以产生较好的经济效益和社会效益。

♦经济性：经济性是评价系统的主要指标，考虑到自动化技术的发展非常快速，系统建设应根据企业实际逐步推进，以达到节约投资，系统应用层层深入。

♦可扩充：随着企业生产的深入和自动化程度的进一步加强，要求系统主要技术指标具有适宜的余地保证业务变化的需求，当系统有相关需求时依规则扩充。

♦可升迁：自动化检测与控制技术、网络技术发展日新月异，系统升迁是技术发展的需要也是业务发展的需要，具有可升迁性，才能保证系统旺盛的生命力。

♦标准化：采用国内外成熟的技术、标准、协议、经验。

♦系统集成：在计算机网络及数据库的支持下，将管理和监测、监控、监视、通信等系统进行合理有效地集成，避免系统未经集成造成的信息不能互通而形成的“信息孤岛”。

2.5 集控系统
2.5.1 集控系统的划分及控制范围
根据新汶矿业集团有限责任公司赵官矿井选煤厂工艺系统要求和各生产环节设备运行工况及工作制度，选煤厂集控系统除原有动筛车间集控系统外，可划分为重介系统、浓缩系统和压滤系统，各系统采用可编程序逻辑控制器进行集中自动化控制。

并留有与原动筛车间集控系统的通信接口。

♦重介系统：
重介系统控制范围自原煤仓上刮板输送机301开始，经两段重介分选分别入精煤仓、洗混煤仓和矸石仓为止。

该系统参控设备约40台。

♦浓缩系统：
浓缩系统控制范围从浓缩机501开始，到循环水泵506、底流泵504/505为止。

参控设备9台
♦压滤系统：
压滤系统控制范围为压滤机入料泵607-609，参控设备3台。

2.5.2 系统控制要求
可实现各种启停车操作
²整个生产系统的程序闭锁逆煤流启车、顺煤流停车；
²用户定义的各种启停车流程；
²在控制室内启停单台设备；
²各设备间解锁、就地单控；
²故障联锁停车报警/报警解除。

可实现动态模拟显示
动态显示各系统机械设备运行工况；实时显示各闸门、翻板位置信号；连续显示煤仓煤位、水池(箱)水位和储量信号；实时显示旋流器、加压过滤机等的运行参数和皮带秤、在线灰分仪等检测的各种参数。

设置生产运行信号和事故声光语音报警信号。

系统工作采用启动—禁启制，各系统设备可向集控室发语音禁启信号。

事故点设备至煤源侧各设备急停，事故点至煤流方向的设备依次延时停车。

2.5.3 集控系统计算机网络配置
根据选煤厂生产工艺特点和管理方式，控制系统设有三级计算机网络，即信息网络、控制网络和RIO网络。

信息网络采用1000M的交换式以太网，完成全厂生产调度管理及多媒体信息处理，控制网络采用开放式总线网或工业以太网，完成参控设备的操作、控制、状态监视及信息传输功能，RIO网主要完成现场设备的信息采集和控制指令的执行。

控制网络按控制子系统的划分共设置一个监控主站（工控机）设在主厂房集控中心，主要监控全厂设备；另在浓缩车间、压滤车间设远程I/O分站，各远程I/O站做到无人值守，实现全厂的自动化控制。

留有与原动筛车间集控系统的通信接口，可将该系统纳入集控系统。

原煤仓采用硬接线与主厂房PLC相连接。

供货商据此提出PLC初步配置方案，包括主站及远程站内模块型号、数量，并加以论述及提供系统配置图。

2.5.4 监控系统设备选型要求
2.5.4.1上位监控机系统：
监控系统选用工业级监控计算机，显示系统配高分辩率显示器。

监控机配有触摸屏，实现系统的远程操作和管理，显示器上显示全厂生产运行情况和运行参数。

供货商应提供两台上位机操作站，监控软件功能包括：图形监控、缺省流程设置、事故再启、工艺流程动态显示、数据采集、趋势图、历史数据显示打印、故障语音报警及
故障设备解锁等。

2.5.4.2 PLC控制系统
本系统选用SIEMENS S7-400系列可编程序逻辑控制器（PLC）为主机，对工艺系统参控的机械设备进行程序自动控制。

该机具有数字量、模拟量和特殊信号处理功能、冗余功能、诊断功能、PID回路调节功能、通讯接口功能和强大的网络控制功能。

主机结构为模块式结构，便于系统维护和扩展。

供货商应在技术描述中，对上述两种型号的设备配置进行技术性能及价格比较。

2.5.5监控功能和控制功能要求
系统采用在监控室监控计算机上集中操作和各分站操作员接口分别操作，由操作人员对运行系统和控制方式进行选择，以实现微机单台设备启动和自动顺序启停功能。

●启动预告功能：系统启动前，设备启车预告功能通过笛、铃和语音向现场设备发启动预告信号，以提醒工作人员注意安全。

●具有设备禁止启动功能：在预告期间，监控系统上位机若接收到现场禁启信号，则禁止启动设备，并自动记录禁启设备号；否则按逆煤流顺序启车。

●启动/暂停功能：在启车过程中，若有任一台设备故障或禁启，系统立即暂停启车过程，闭锁来煤设备，延时一定时间，在延时时间内，已启动的设备不停，若故障能短时排除，可继续启车；否则，瞬时停止已启动的设备。

●事故处理、暂停/解除功能：在设备运行过程中，当某台设备发生故障时，故障台设备至煤源侧各设备立即停车，故障点沿煤流方向以后的设备延时停车。

若故障能尽快处理，现场人员可解除故障。

这时停车过程自动停止，未停完的设备不再继续停车。

系统向各设备重新发启动预告信号，预告结束后便自动启车至煤源，使系统恢复正常运行，以减少设备的频繁启停，降低设备的损坏率。

●诊断功能：系统具有先进的综合诊断功能，能快速正确地识别模块配置错误、模拟量超程、线路断线等故障，并自动报告故障。

●网络功能：PLC与I/O之间采用远程I/O体系结构，该远程I/O系统可将I/O分别设置在配电室及各配电点，以减少控制电缆，降低干扰，实现系统布线方式的优化。

PLC主机与上位机之间采用控制总线或以太环网连接，用于传送控制信息。

上位机与计算机管理系统之间采用以太网络形式连接，组成快速以太网，为计算机管理信息
系统传送生产数据和图形。

●通讯功能：具有直接通讯、高速对等通讯和开放性标准通讯功能，使系统通讯结构简单，性能高，以满足计算机与控制器之间的紧密联系，完成实时数据的传送与统计。

操作方式分自动、手动及就地三种方式。

●自动方式：自动方式的所有操作均可通过工控机键盘和操作员接口实现，运行人员根据工艺要求，可在CRT上调出预选流程菜单，输入相关指令，如果流程选择错误，上位机应能自动显示“选程错误”而不允许启动。

●手动方式：手动方式有两种：一种是联锁手动，另一种是解锁手动。

解锁手动在就地操作箱上操作，联锁手动远方操作。

联锁手动是运行人员按逆煤流方向一对一启动设备，按顺煤流的方向一对一停止设备，流程内设备存在联锁关系。

解锁手动是运行人员可随意启停任一台设备，此时无任何联锁关系，此控制方式下不能带负荷运行。

●就地方式：就地方式是在就地控制箱上进行操作，此时主控室对设备不起控制作用。

2.5.6 硬件技术要求
2.5.6.1 PLC技术要求
(1)系统硬件应采用技术先进可靠的微处理器为基础的硬件，所有硬件应为固态电路标准化，模块化和插入式结构。

(2)机柜内的模件应能带电插拔而不损坏，而且不影响其它模件正常工作。

(3)模件的种类和尺寸规格应尽量小，以减少备件的范围和费用。

(4)处理器模件应带有LED自诊断显示，所有I/O模件都应具有标明I/O状态的LED 指示和其它诊断显示，如模件电源指示，并应满足ANSI/IEEE472冲击电压承受能力试验导则（SWC）的规定，在误加250V直流电压或交流电压时，应不损坏系统设备。

(5)处理器模件若使用随机存储器（RAM），则应配备电池作为数据存储的后备电源，电池的储存寿命10年，设置电池用完指示灯，保存的程序和数据靠电池至少维持6
个月。

电池的更换不应影响模件的工作。

(6)在运行环境温度下，PLC的精度应满足以下要求：
模拟量输入信号（高电平）±0.1%
模拟量输入信号（低电平）±0.2%
模拟量输出信号±0.25%
(7)每个数字量的I/O通道板都应有单独的熔断器或其它保护措施，每个I/O点均有通道指示灯，指示其工作状态。

(8)每个I/O点均有通道指示灯，指示其工作状态。

(9)I/O类型
A、模拟量输入：
4~20mA（接地或不接地），最大输入阻抗为256Ω。

B、模拟量输出：
4~20mA，具有驱动回路阻抗大于600Ω负载能力。

C、数字量输入：
数字量输入回路在硬件上采取光电隔离措施，在软件上采取消除接点抖动措施。

并作好接地、屏蔽等抗干扰措施。

D、数字量输出：
数字量输出模件应采用光电隔离输出，隔离电压≥500V，能直接启动任何中间继电器，供货商应提供中间继电器及继电器柜，并提供可靠的工作电源。

输出接点容量为：DC220V，AC220V，5A。

E、脉冲量的输入
每秒能接受10000个脉冲。

供货商应提供对传感器、输入输出信号的屏蔽要求和建议，以满足系统设计要求。

但是，系统应能接受采用普通控制电缆(即不加屏蔽）的数字量的输入和输出。

E、输入输出隔离继电器选用进口产品。

2.5.6.2 外围设备
(1)打印机
记录打印机应是带微处理器的进口激光单色打印机（A3）。

(2)上位工业控制管理机
工业控制管理机应具有独立的彩色显示器，配备二套工控机，组态相同，可互为备用，每套各配备一个键盘。

彩色显示器屏幕尺寸至少为21英寸，分辨率应高于1280³1024
3）电源
供货商应提供电源柜（容量由供货商确定），供给控制系统主控室和远程站，供货商应负责设计和提供控制系统所需的电源系统，并要求当一路交流电源故障时，应能自动切换到另一路，24V直流电源分路供给不同的控制柜，为便于查找故障，每个分路均应具有工作指示灯及熔断器保护，当其熔断时，PLC发出声音报警信号并指示“电源断路”。

业主提供二路交流380V±15%，50Hz±1Hz的电源，当供货商需要其他电压等级的电源时，需自配变压器。

供货商在盘或逻辑柜内应能接受两路供电电源并设置自动切换装置。

供货商应提供具有足够容量和适当电压的在线式进口UPS电源，能满足用户设备要求，电源故障应报警。

2.5.6.3 环境
系统能在电子噪声，射频干扰及振动的现象环境中连续运行。

且不降低系统的性能。

距电子柜1.2m处及以外发出的工作频率470MHz功率输出达5W的电磁干扰和射频干扰，应不影响系统正常工作。

系统应能在环温0~56℃，相对湿度10~95%（不结露）的环境中连续运行。

2.5.6.4 系统扩展
(1)供货商应提供下列备用余量，以供系统扩展需要，每个机柜内不同类型的I/O测点应至少留有20%备用余量，每个机柜内应至少留有15%的模件插槽备用余量，该备用插槽应配备必要的硬件，保证今后插入模件即能投入运行，控制器的处理器内存应有40%的余量，处理器的内存应有50%余量，电源容量应有30~40%的余量，这些余量应是按系统调试完成后正式运行时的最终容量计算的百分比值。

(2)供货商提供的继电器柜内的继电器应留有15%的备用余量，包括柜内接线端子也应提供15%的余量。

2.5.7 软件技术要求
上位机编程软件采用
(1)供货商应提供PLC系统组态软件，并保证所提供系统是采用统一的方式组态。

(2)供货商应提供至少一套完整的应用程序软件，包括实时系统程序，应用程序和性能计算程序控制。

(3)所有的算法及系统的参数应驻存在处理器的模件的非易失性存储器内，执行时不必重新装载。

(4)监控系统的所有控制，监视，报警和故障的判断等功能，应由处理器的模件提供，而且可在CRT上显示和监视。

对在PLC中运行的监控程序，可使用离线及在线方式进行修改。

(5)顺序控制逻辑应以逻辑图或梯形图的形式进行编辑，并能打印图形逻辑。

(6)查找故障应采用自诊断功能，应诊断至模件级的故障。

报警功能应能使运行人员方便的辨别和解决各种问题。

(7)上位机CRT人机操作界面采用全中文环境，画面切换和操作响应时间小于1s，提供多幅流程画面，完整显示系统工艺过程，包括系统的运行状态、测量参数、控制对象状态及成组参数，提供完善的语音报警功能，以及实时报警记录和历史报警记录功能，对各模拟量信号提供实时趋势图及历史趋势图显示。

(8)CRT站配有完整的在线帮助功能，如操作帮助、故障提示等。

(9)系统应具有通过电话线或internet网络进行远程维护和故障诊断功能。

2.5.8 通信系统
(1)数据通信系统是将分散远程站，输入输出处理系统及人机接口与主机处理器及系统以外的设备联系起来，以保证可靠和高效的通信。

(2)供货商应说明通信速率和总线上最多可能挂多少个站数及各个站之间最大距离。

(3)挂在通信总线上各站，均能接受数据通信总线上数据，并可向数据通信总线上发送数据。

(4)数据通信协线应包括CRC（循环冗余检验），奇偶校验，成帧误差调节和超限误差校验等，以检测通信误差并且采用相应的保护措施，确保通信的高度可靠性。

2.5.9 数据采集系统
数据采集系统应连续采集所有与工艺系统有关的测点和设备运行状态信号。

向运行人员提供有关有用信息，实现整个系统的安全经济运行。

运行异常及时报警。

2.5.10 机柜和接线
(1)电子装置机柜的外壳防护等级，集控室内应为IP2X，远程站为IP2X。

(2)机柜门应采取一定的措施，以提高抗射频干扰（RFI）能力，柜门上不应装置任何系统部件。

(3)机柜设计应满足电缆由柜底或柜顶引入的要求。

(4)对需要散热的电源装置，应提供通风设施，对现场有特殊要求的设备机柜，采取防凝露加热措施。

(5)机柜内端子排应布置在易于安装接线的地方，即为离柜底300mm以上和距柜顶150mm以下，每个端子排和端子应有清楚的标志，并与图纸和接线相符，端子排应有15%余量。

(6)端子排、电缆夹头，电缆走线槽及接线槽应为阻燃型材料，选用凤凰端子。

(7)机柜内应预留充足空间，使买方能方便地接线，汇线和布线。

(8)柜内应有220VAC照明灯，柜内加插座，电压220V，交流电源侧应装设适当容量的漏电保护器。

(9)每块屏柜应有标明用途的标牌。

(10)每块屏柜应设有独立的PLC直流地、机壳安全地、电缆屏蔽地端子，与结构内部未接地电路板在电气上隔离。

所有就地的端子箱、接线箱、转接箱全部采用不锈钢材料，防护等级IP3X。

2.5.11 图形监视功能
实现各工艺流程图形的动态实时监视，模拟量棒状图、趋势图及馅饼图的实时显示，生产过程参数的直观显示，并在故障时自动调出故障的设备所在画面。

2.5.12 语音广播功能
监测系统设备故障时，可自动报警、记录，并以语音方式播出。

包括：①胶带机打滑、断带、跑偏等保护信号检测；②模拟量超限报警；③溜槽堵塞检测；④部分电机温度超限报警；⑤部分电机主回路电流超限报警；⑥现场设备的紧急停车等。

以实现整个系统的语音提示和报警功能。

2.5.13 与矿井网络的连接功能
采用光缆及其通信设备，将选煤厂计算机网络与矿井快速以太网系统连网，把经筛选的信息、图形、数据等实时传送到矿上，并可与集团公司交换信息。

2.5.14 与单机自动化系统接口
根据单机自动化系统选定接口模块，用于完成控制系统与动筛跳汰机之间的接口控制，实现实时数据的传送。

同压滤车间和浓缩车间建立通讯联系，实现数字量及模拟量信号的传送，对系统设备信号进行实时采集和显示。

2.6 自动化及检测、计量与保护
2.6.1 单机或单系统的自动化
--洗水闭路控制
各水池的液位设定控制范围，并留有一定的余量，便于系统事故时能够达到平衡。

严格控制各种水池和水箱的溢流，各液位检测设开关量，以完成阀门的调节和泵的启动。

--絮凝剂自动制备、自动添加及浊度测量
絮凝剂制备、添加及浊度测量系统是生产过程中较为重要的一个方面，并且是劳动密集型岗位，工作条件艰苦，因此、该环节的自动化是全厂综合自动化的一个重要组成部分，直接关系到减员增效的水平。

--浓缩压滤自动化
浓缩机底流量适时排放，是直接影响浓缩机及压滤机能否正常工作的重要因素。

因为浓缩机底流排料过早，会造成低流排料浓度过低，使压滤机生产效率下降；若浓。