地面生产系统集中管理

朱庄矿主井提升系统实现定重 装载自动化 淮北矿业集团公司朱庄煤矿 保运一区 QC小组 朱庄矿地面生产系统集中控制改造 淮北矿业集团公司朱庄煤矿 保运一区 一、 小组概况 小组名称 保运一区 QC小组 成立时间 2007年元月 组 长 夏咸文 质 管 员 孙同怀 小组类型 现场型 小组成员 7人 攻关时间 5个月 注 册 号 BYYQ -QC 活动频次 2次 /月，出勤率 100% QC教育时间 21小时以上 本循环课题 “朱庄矿主井提升系统实现定重装载自动化 ” 二队技师小组成员简介 序号 姓 名 职 务 文化程度 1 周华联 队长 中专 2 徐金珠 副队长 初中 3 吴 彬 副队长 初中 一、选题理由 针对上煤仓生产系统设备多，生产系统复杂， 为了保障生产系统的平稳和高效运行，决定从 远程监控和集中控制两方面着手研究，重点对 集中控制进行研究，并研究开发适应上仓集中 控制系统的设备和软件。 理由一： 上煤仓生产系统存在的主要原因是， 各个控制设备相距很远，不利于人员的操作和 检修。而且设备多，生产系统复杂。 理由二： 由于朱庄矿地面生产系统设备较多及运 行方式多样，再加上老旧设备多，影响生产和煤 质的事故时有发生，每年造成的损失在数百万元， 由于操作点分散，系统用工达 40多人，效率低下。 由于朱庄矿为集团公司的主力矿井之一，还能服 务多年，因此地面生产系统的改进与完善，采用 先进的控制方式，实现生产过程自动化集中监控， 确保安全生产，势在必行。 基于以上原因，决定对上煤仓进行集中控制系统改 造，其主要组成 包括有：皮带集控系统 ,工业电视系 统，语音通讯系统三个。以控制室作为远程集控操 作中心，为每条皮带机配备有一套现场控制分站， 通过在控制分站上安装的液晶显示屏和指示灯，现 场操作、维护人员可以实时的查看系统的运行信息， 以确保朱庄煤矿地面生产系统安全和稳定运行。 二、现场调查 目前朱庄煤矿地面生产系统存在的问题有： 1、设备多：目前，整个系统有 8部皮带机以及配套的给煤 机、分煤器、振动筛、破碎机、电磁铁等共几十台设备。 2、系统运行复杂：根据生产需求，运行方式有多个，有 二次筛分或不筛分；有进方仓或进圆筒仓；有进仓或落地； 有破碎或不破碎；有风选或不风选；有集控或就地控制等 运行方式。 3、故障率高：由于设备较多及运行方式多样，再加上老 旧设备多，影响生产和煤质的事故时有发生。 4、需要操作人员较多：每个小班需 6-7人。管理难度较大。 三、目标确定 朱庄矿地面生产系统的集中控制 四、原因分析 五、计划对策 针对以上原因，保运一区技师小组成员 制定了如下方法来解决问题 ： 对策 、 对上仓进行集中控制改造 在经过分析比较的基础上，根据煤流示意图以及现场实际使 用情况综合考虑，使用新一代监控系统来建造这套皮带集控 系统，通过同一个上位机平台来实现对胶带机和辅助设备全 系统的控制。 监控系统的主要控制设备包括有：主控计算机、集控网关、 控制分站。在方案中，以控制室作为远程集控操作中心，以 集控网关作为就地集控中心，以基于 LonWorks现场总线技 术的控制分站设备为骨干，集合各种检测、保护、执行装置， 组建成一个完整的皮带运输集控系统。 系统中的集控网关和控制分站的运算处理单元选用了高性能 的 CPU芯片，保证了系统运行数据采集和联锁运算、处理的 实时性。 LonWorks现场总线技术采用的 LonTalk网络协议与 网络变量技术以及高达 78KB/秒的传输速率，保证了各控制 分站之间数据传输的快速、可靠与准确。 在集控系统中，为每条皮带机配备有一套现场控制分站，控 制分站与相关联的传感器、控制器进行相对独立地测控工作。 所有现场信号直接进入所属的控制分站，由控制分站完成信 号、状态采集及状态数据上报的功能，并且皮带机的带内联 锁、带间联锁、自动开关机等控制功能也全部由现场控制分 站完成，现场控制分站输出的控制信号通过电气控制设备来 驱动现场皮带运输线上的各种装置，如：皮带电机、震动筛、 分煤器、电磁阀、报警器等现场被控设备。 通过在控制分站上安装的液晶显示屏和指示灯，现场操作、 维护人员可以实时的查看系统的运行信息，如：电机电流、 皮带转速、传感器状态、报警信息、上下游设备状态等信息。 整个皮带运输监控系统中所有的集控网关和控制分 站都挂接在一根屏蔽的双绞线上，以 LonWorks总线 方式连接到控制室内的主控计算机。集控网关和控 制分站除了 LonWorks总线接口外，还可以选择配置 RS232、 RS485、 CAN等通讯接口，可以方便的与 就近的其他智能设备进行通讯，并将运行数据通过 胶带运输监控系统上传到控制室中，以实现对这些 设备的远程管理。 控制室的主控计算机可以对整条皮带运输线进行监 控管理。上位机软件与下位机软件可互为复核。主 控计算机通过工业以太网络与皮带集控系统中的控 制分站进行通讯，获取运行实时数据，下发控制命 令。同时还可以通过上位机通讯接口（ OPC Server） 向矿井综合自动化系统提供实时数据。 通过主控计算机能详细的观察到各主要工作 点的设备运行状况，如传感器状态、电机电 流、皮带转速等；可以方便地控制系统设备 开停，改变设备间的联锁关系；发生故障时， 主控机能显示故障设备的位置和故障类型， 并发出语音和文字提示信息，协助值班人员 及时指挥现场人员排除各类故障，从而降低 故障率，减少事故影响时间。当某台设备因 局部故障一时不能纳入集控系统时，可把该 设备转化为就地控制，保证生产的连续性， 从而达到系统运行安全可靠。 六、对策实施 1、该皮带运输监控系统具有技术先进、保护 齐全、可靠性高、运行稳定的特点。 2、系统改造需投入 108万元，每年创效益 89.4万元，投资回收期 1.2年。 3、系统改造后可以提高系统的可靠行。减少 事故影响，提高生产效率，减少用工，减轻 职工劳动强度，改善作业环境。 。 七、效果检查 本项目开发出的集中控制系统适应范围广， 可以广泛用于煤矿的地面生产系统。通过程 序控制各工序所需要的胶带运输设备、监控 设备、保护设备，实现了煤矿地面生产系统 的集中控制，彻底解除了人力的繁重劳动， 大大减少了事故影响时间，消除了生产中存 在的威胁，提高了矿井自动化程度和综合经 济效益，又实现了环境的治理和保护，省时 省力，具有广泛的实用性和很好的推广应用 前景以及良好的经济效益和社会效益。 为了肯定本次小组活动的成果， 2011年 5月小组对取得的效益进行了讨论： 社会效益 经济效益 减岗效益 社会效益 1、可随时掌握地面生产系统各环节的运行情 况，有利于安全管理，减少直至杜绝安全事 故。 2、提高了管理、运行的科技含量，减轻了工 人的劳动强度。 3、在老矿挖潜改造中，具有良好的推广应用 价值。 经济效益 活动后，我们邀请了财务部门人员进行了核算： 1、该皮带运输监控系统具有技术先进、保护齐全、可靠性高、运行稳 定的特点。 2、系统改造需投入 108万元，每年创效益 89.4万元，投资回收期 1.2年。 3、系统改造后可以提高系统的可靠行。减少事故影响，提高生产效率， 减少用工，减轻职工劳动强度，改善作业环境。 4、提高了系统的可靠性。大量地降低电气设备的故障和维修率，以平 均每周少影响 10分钟，每箕斗提煤 5.5吨，利润 200元 /吨计，每年可节约 10分 X5.5吨 /分 X4周 X12月 X200元 /吨 =52.4万 /年。 5、根据使用经验，集控系统稳定性较高，减少配件材料消耗 1万 /年。 合计： 52.4+36+1=89.4万元 /年 减岗效益 利用监控系统实现远程集控开车，监控 员利用通讯工具指挥巡检人员处理事故， 减少了操作人员，提高了工效。以减少 操作和维修人员 12人，按每人年工资 3 万计算，可减少工资性投入 36万 /年。 九、遗留问题及下一步打算 遗留问题 遗留问题有目前集中控制系统刚投入生产，系统的兼容性有 待进一步提高，有少量备件还不健全。一部分人员还不熟悉 系统的功能，有待进一步培训提高。 下一步打算 1、把集中控制系统所需要的备件准备齐全，以防在突发事 故中影响生产，减少事故影响的时间。 2、加大对职工的培训力度，使每一位职工都能做到对该系 统深入掌握。