Автоматизированный комплекс углеприема обогатительной фабрики

Цех углеприема — это комплекс, состоящий из участков и собственно цеха аккумулирующих бункеров, который предназначен для приема угля из железнодорожных вагонов с целью последующей равномерной его подачи по системе конвейеров в основные цехи фабрики. Главными технологическими объектами цеха являются аккумулирующие бункеры. В них накапливается уголь, имеющий определенный качественный состав, соответствующий различным маркам (Ж, ГЖ, Г, ОС и К).
В цехе имеются 52 бункера, расположенных в четыре ряда, по 13 бункеров в каждом, разделенных на две поточно-транспортные технологические секции. В секцию входят два соседних ряда бункеров; каждый ряд имеет свой сборочный конвейер. На два ряда бункеров приходится один входной загрузочный конвейер секции. Со сборочных конвейеров подготовленная шихта из угля различных марок поступает на выходные конвейеры, которые транспортируют ее в основной технологический цех непосредственно для производства концентрата. Два основных технологических процесса — процесс загрузки и процесс выгрузки угля из бункеров — протекают независимо друг от друга.
Первый заключается в приеме угля из накопительных питателей вагоноопрокидывателя с помощью входных конвейеров, разделении угля на крупную и мелкую фракции на сите грохотов, размельчении крупной фракции с помощью дробилок и загрузке угля в бункеры с помощью загрузочной тележки с учетом марочного состава.
На рис., а показана одна из двух нитей поточно-транспортной системы (ПТС) от вагоноопрокидывателя ВО до входного конвейера ВК цеха аккумулирующих бункеров. Процесс выгрузки угля из бункеров происходит с помощью управляемых электромеханических вибрационных питателей (вибропитателей) и ленточных питателей, оснащенных электроприводами и обеспечивающих дозированную подачу угольной шихты на выходные конвейеры цеха (ККФ — конвейер крупной фракции, КУП — конвейер уг-леподготовки, КМФ — конвейер мелкой фракции). Фрагмент технологической схемы для одного ряда бункеров (одной технологической нити) показан на рис (ЗТ — загрузочная тележка, СК — сборочный конвейер, НК — выходной конвейер).
В цехе углеприема основными средствами автоматизации являются: электроприводы переменного тока (асинхронные двигатели мощностью 15 кВт фирмы ABB); радиоволновые уровнемеры БАРС-302 отечественного производства; контроллеры, выполненные на базе процессорных плат фирмы «Octagon Systems»; устройства связи с оборудованием (УСО) фирмы «Grayhill»; универсальная плата каналов ввода-вывода UN 1096-5 фирмы «Fastwel».
Нижний уровень системы управления образуют контроллеры с процессорными платами 5025А и 5066 фирмы «Octagon Systems», которые установлены в герметичных шкафах и смонтированы непосредственно в распределительных помещениях (РП) вблизи коммутационной аппаратуры.
В соответствии с функциональной нагрузкой контроллеры разделяются на две группы:
процессом загрузки управляют четыре контроллера. Первый и второй управляют работой загрузочных тележек и конвейеров подачи угля от участка углеподготовки, третий и четвертый — работой оборудования участка углеподготовки, к которому относятся входные конвейеры подачи угля от вагоноопрокидывателей, а также механизмы питателей, грохотов и дробилок;
процессом выгрузки управляют два контроллера. Выгрузка производится с помощью ленточных питателей, оснащенных современными электроприводами. Для управления вибропитателем используется один цифровой 70G-OAC5A и один аналоговый 73G-OV10 модули. Ленточные питатели управляются по последовательной магистрали ModBus, которой управляет модуль 5554.
После получения задания с верхнего уровня контроллеры нижнего уровня работают полностью автономно с использованием системного таймера. На рис. показана одна из функциональных схем подключения оборудования для управления основными технологическими процессами загрузки и выгрузки (дозирования) угля из бункеров (ПМЕ — электромагнитный пускатель на напряжение 220 В, ККФ, КМФ — конвейеры крупной и мелкой фракций соответственно).
Структурная схема управления процессами на участках углеподготовки и вагоноопрокидывателя показывает способ подключения основного оборудования к контроллеру первой технологической секции (оборудование второй секции подключается к своему контроллеру аналогично). Контроллер обеспечивает включение цепи механизмов ПТС, основным в которой является конвейер (см. рис. 5.8, а) длиной более 100 м. Для того чтобы привести в движение конвейер такой длины с углем, используют двигатель мощностью 500 кВт, который имеет высоковольтную ста-торную обмотку, рассчитанную на напряжение 6000 В.
Поскольку конвейер расположен в наклонной галерее, то при его пуске и останове существует опасность обратного хода. Для исключения таких случаев на валу двигателя установлена электромагнитная тормозная система, а на выходном валу редуктора — храпо-вый механизм. Эти и остальные механизмы (питатели, шиберы, грохот и др.) включаются через электромагнитные пускатели. Блок-контакты всех пускателей «опрашиваются» через модули 70G-IAC5A для контроля нормального пуска.
Кроме этих сигналов, контроллер считывает множество других электрических сигналов: от концевых выключателей схода ленты; контроля напряжения цепей управления; от местных кнопок «Пуск» и «Стоп» в каждой позиции; от контактов реле скорости конвейерных лент и т.д.
Контроль уровня в бункерах осуществляют радиоволновые уровнемеры (РУ), установленные над каждым из бункеров. По показаниям уровнемеров работают, в частности, системы дозирования, измерения веса и учета остатков угля в бункерах. Сигналы с выходов РУ через оптронные развязки двух стандартных адаптеров TBI-24 подаются на четыре многоканальных частотомера универсального модуля UN 1096.
В бункере находятся 26 датчиков уровня, поэтому на каждый частотомер приходится по шесть или семь каналов. Полученный таким образом матричный способ подключения РУ (с размером матрицы 4x7) позволяет максимально увеличить число измерений в единицу времени, так как четыре частотомера запускаются одновременно.
Верхний уровень управления обеспечивает: управление оборудованием цеха, которое входит в состав системы дозирования; включение оборудования дополнительных подсистем, расположенных на участках углеподготовки и вагоноопрокидывателя; выбор оператором маршрута движения загрузочной тележки в соответствии с марками угля, которые закреплены за бункерами; фиксацию последовательности нагрузки (производительности конвейеров) по маркам; определение шахтового состава остатков угля в бункерах; слежение за работой радиоволновых уровнемеров; отображение принципиальных схем электрооборудования всех позиций (с анимацией); формирование событийного экрана.
Интерфейс оператора написан на языке Borland C++ 5.02 и работает в операционной системе Windows 95/98.
Связь ПК верхнего уровня с контроллерами нижнего уровня осуществляется с помощью локальной сети ArcNet по протоколу IPX.
Для подключения наиболее удаленных сегментов в состав сети входят три концентратора. Наибольшая длина сегмента сети не превышает 500 м; к этому сегменту сети подключаются контроллеры участка углеподготовки, расположенные в отдельном помещении.
В состав системы управления входит подсистема диагностирования сигналов. Данная подсистема позволяет определять в каждый момент времени причины останова или неготовности отдельных позиций оборудования к включению. Подсистема обеспечивает архивирование событий в штатном и аварийном режимах с одновременным отображением записей на экране событий.