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长距离管状输送机的集中控制

文档作者：王斌文档来源：山西霍州煤电集团辛置煤矿选煤厂机电科		点击数：	更新时间： 2025年04月26日
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2013年第5期(总第92期)
缸；夏三下键
ENERGY AND ENERGY CONSERVATl0N 2013年5月
长距离管状输送机的集中控制
王斌
(山西霍州煤电集团辛置煤矿选煤厂机电科，山西霍州031412)
摘要： 阐述了霍州煤电集团辛置煤矿选煤厂管状输送机集中控制系统的组成、工作方式及控制回路设计，并介绍了
系统的特点和应用效果。
关键词：集中控制系统；控刺回路；系统设计
中图分类号：TD528 文献标识码：A 文章编号：2095-0802一(2013)05-0085-02
Centralized Control of Pipe Belt Conveyor in Long-distance
WANG B-n
(Electromechanical Dept．of Xinzhi Coal Preparation Plant，Huozhou Coal Electricity Group，Huozhou 031 41 2。Shanxi．China)
Abstract：Explained the composition,working ways and design of control loop of centralized control system of pipe belt conveyor in
long--distance conveying in Xinzhi Coal Preparation Plant of Huozhou Coal Electricity Group，and introduced the characteristics of
the system and its appfieation result．
Key words：centralized control system；control loop；system design
0引言
霍州煤电集团公司辛置煤矿选煤厂设计能力3．40
Mt／a，生产系统中的矸石通过管状输送机进行运送，
该管状输送机栈桥全长1 074 m，起、终点高差85 m，
带速1．6 m／s，皮带管径疹300 mm，小时运量300 t，
驱动方式为机头、机尾各一台200 kW电机驱动。由
于该管状输送机线路布置长，各类保护较多，人员不
能时刻对设备的全程沿线进行全方位检查，而且设备
机头机尾双驱动电机的运行需要进行同步控制，依靠
人工进行设备操作，不能满足设备安全运行的需要，
为了确保输送机的安全运行，设备采用了集中控制方
式，对整个运行过程进行自动化控制。
1管状运输带集中控制系统
1．1集中控制系统的组成
管状运输带集中控制系统由上位机管理系统、
PLC控制系统、视频监控系统三部分组成。
上位机管理系统采用的是组态王力控Foreecontrol
6．1，它是整个自动化系统的枕心，是命令下达与发布
收稿日期：2013--04-03
作者简介：王斌，1978年生，男，山西襄汾人。2001年毕业
于太原理工大学通信工程专业，助理工程师。
的中心，作为集中控制系统的主站，可以对管状输送
机及给料阀门、给料皮带的运行操作、参数调整、预
警报警等进行操作控制，并可以用动态图形显示管状
运输带的运行情况、故障报警情况。
PLC控制系统共有两部分组成，在管状输送机机
头、机尾各设置一个PLC分站，由于管状输送机运行
距离长，为了确保数据的可靠、及时通信，在中部设
有1个控制信号中继箱。PLC分站采用的是西门子
S7—200系列可编程控制器，主要执行上位机管理系
统的各项命令，并通过模拟量、数字量模块对现场各
种联锁信号实时采集，在PLC控制器内进行运算处
理和逻辑控制，然后快速、准确地输出控制响应，使
系统安全稳定地运行f1】o
监控系统共设置10个监控点，可以对管状运输
带机头、机尾及沿线各点的设备运行情况迸行全方位
监控，监控图像通过光纤网络传输至监控主机，可实
时监控设备的运行状况，确保设备、人员的安全。
1．2集中控制系统的工作方式
管状带式输送机控制系统分为集中和就地两种控
制方式。就地控制是由现场的就地控制箱进行单一设
备启停操作，上位机管理系统只能监测设备运行状
态，不能进行任何控制，该方式主要用于设备检修及
调试。集中控制又分为集中非联锁手动操作和集中联
锁自动操作，由上位机管理主站进行选择，对设备迸
·85·
万方数据
2013年第5期缸；夏占芋j}圭2013年5月
行远程操作，集中非联锁手动操作是对单一设备进行
操作，设备运行中，只对设备的故障信号报警停机，
系统联锁保护信号不参与控制；集中联锁自动操作是
设备正常运行的控制方式，由控制室的PLC系统进
行自动联锁保护控制121。集控上位机发出启停指令，
通过PLC系统给出控翩信号，启停机头机尾电机、
给料皮带及阀门，管状运输机运行过程中，系统实时
监控设备联锁保护信号、电机电流及故障等信号，若
出现联锁信号及电机电流及故障信号报警，系统马上
给出停车指令，并在上位机上显示具体报警内容，待
排除故障或报警后，需按下上位机组态画面中的复位
按钮，故障消除后才能重新启动，否则启动无效。
需要注意的是设备采用的是机头机尾双电机驱
动，设备运行时双电机必须同步运行，所以就地与集
中非联锁手动两种操作方式，不能对管状输送机单一
电机进行启停操作，在设备检修时必须采取相应措施
方可进行操作。
1．3控制回路设计
管状输送机的控制结构如图1所示，首先集控进
行响铃信号触发PLC中断，处理器先确定安全回路工
作是否正常，以避免发生危险，在确认安全回路正常
情况下，处理器发出信号可以驱动电机运行，设备启
动正常后，开启人料阀门，开始物料的运输，在电机
运行过程中，处理器一直监控系统的安全状态，各保
护是否有动作，如果发生异常，处理器发出信号，迅
速关闭闸门，停止管状运输带的运行。
·86·
图1控制结构图
根据集控控制要求，集中控制系统包括PLC控制
部分、低压配电系统、就地控制箱、现场信号采集部
分。PLC控制部分主要由机头机尾PLC分站、信号中
继箱组成，两个PLC分站通过Profibus—Dp通讯电缆
及信号中继箱与集控上位机主站连接131，上位机主站
通过PLC分站采集信号及执行程序动作，PLC分站
具有运行、故障、联锁装置保护、启动预警、急停自
锁等功能。参控的设备以硬接线方式与低压配电系统
连接，并在每台参控设备附近配备对应的就地控制
箱。低压配电系统分别连接PLC系统和现场就地控制
箱，PLC系统为每台设备提供独立的控制回路，它将
设备的电源信号、启车命令信号、现场保护信号等通
过继电器隔离后送入PLC模拟【4】、开关信号输入通道，
由软件实现各种逻辑控制功能，并通过PLC模块输出
通道，经继电器隔离控制相关设备的运行。现场信号
主要有远程允许、运行反馈、设备运行电流、料流检
测、电子秤瞬时流量及运输机的安全保护信号等。以
上就构成了完善的回路控制系统。
2集中控制系统的技术特点和应用效果
由于采用了集中控制系统，上位机主站作为工作
数据显示及设定，实时工作数据一目了然，报警信息
清晰明了，系统运行状态实时把控，大大降低了系统
的维护和检修难度，操作非常方便。
2．1技术特点
a)控制系统电气线路简洁明了。独立控制回路
的设计减少了故障检查时间，在参控设备发生故障
时，可按照相应回路的控制节点进行查找圈，缩小了
故障点查找范围，提高了处理故障的速度；
b)设备运行安全可靠，全自动的运行方式，可
以控制设备按照工艺流程要求，正确运行以完成所需
的生产任务，杜绝了人为误操作设备造成的设备及人
员的安全事故，使系统的可靠性大大提高，能够实现
设备的安全高效生产；
c)上位机系统可以显示整个生产系统的工艺流
程图及各设备的运行状态，存储有关的工艺参数，完
备的保护功能能够确保系统运行中出现故障时，立即
进行故障报警，显示故障的发生部位，实现故障设备
闭锁，杜绝了事故扩大的可能；
d)完善的监控系统可以对设备进行全方位监控，
由于设备布置线路长，对沿线各点的设备运行情况进
行监控，可以实时了解设备运行情况，及时发现问
题，确保了设备、人员的安全。
2．2应用效果
生产实践表明，霍州煤电集团公司辛置煤矿选煤
(下转1 18页)
万方数据
2013年第5期缸渌与予钍2013年5月
图3为Db92000专用调试软件NewDiff“变斜率
差动计算软件”的主界面， “一侧额定电流”和“二
侧额定电流”输入框内输人参与所调试的差动保护的
两侧对应额定电流；在“差动启动定值”、“起始斜
率”、“最大斜率”中输入所调试差动保护的保护定
值；而后在“差动类型”中选择“变压器差动”在
“变压器的接线方式”中选择Y／D，再后， “输入一侧
电流”里输入实际在一侧加的电流；最后“回车”或
点击“计算”即显示出计算出的“二侧电流值”和对
应的“制动电流”、“动作电流”。该软件计算出的即
是变斜率差动曲线上的点。
一次在微机保护测试仪内输入，a为1．387，3．743，
8．259，20．26，23．58计算出相应的参数填人下表：其
中23．58以制动电流5．95，e的变斜率向定斜率(后=
0．7)变化的拐点。
表1试验参考数据
一侧电流二侧电流
制动电流差电流计算值
序号(^+厶)，2 L L
A A
A A A
1 1．387 3．136 O．5 0．463 0．463
2 3．743 5．474 1 0．55 O．55
3 8．259 10．3 2 O．799 O．8
4 20．26 26．066 5 2．151 2．15
5 23．58 31．468 5．95 2．767 2．766
为了验证保护装置的差动保护的动作特性，可以
把试验得到的数据转化成标幺值代入差动方程，看方
程是否成立。
根据试验结果绘的的RCS一985发变组保护装置的
变斜率比率差动保护动作特性曲线见图4。
图4 RS985差动保护动作特性图
4结语
变压器差动保护是主变最重要的保护之一，对它
应有足够的重视。国内外微机型主变差动保护装置种
类繁多，但万变不离其宗，只要掌握了我们前面所介
绍的原理和校验方法后一定可以举一反三，正确地校
验发变组(主变)差动保护。
参考文献：
[1]韩笑．电网微机保护测试技术[M]．北京：中国水利水电出
版社，2005．
[2]寒天行．微机型继电保护及自动化装置检验调试手册[M 3．
北京：机械工业出版社，2001．
[3] 李玉海．电力系统主设备继电保护试验[M]．北京：中国电力
出版社．2000．
(责任编辑：高志凤)
o●o●o●o●o●o●o●o●t：：Ho●·：：'●o●·o'●o●o●o●o●o●o●o●o●o●o●·争●o●o●o●o●
(上接86页)
厂长距离管状输送机投用以来，集中控制系统使用良
好，系统安全可靠，完善的监控及保护系统确保了设
备的安全高效运行，参控设备的独立控制回路提高了
设备故障的处理速度，提高了设备的使用率，全自动
的控制方式，确保了设备按照要求顺序启、停车，杜
绝了人为事故的发生，使系统的可靠性得到了保证，
能够实现设备的安全高效生产。
3结语
集控系统的使用，简化了设备改造的流程，为了
降低电力消耗，辛置煤矿选煤厂对长距离管状输送机
进行了变频改造，对机头机尾大功率的电机安装了变
频器，并增加了速度同步控制系统，改造仅更改了部
分线路，就达到了设计要求。通过改造进一步提高了
·118·
设备功效，降低了电力能源消耗，实现了设备安全高
效、环保节能的使用效果。
参考文献：
[1]程子华．视频学工控——西门子s7—200PLC应用技术[M]．
北京：人民邮电出版社，2010：211．
[2]何凤有，龙玮玮，袁兴，等．基于组态王的钢缆皮带实时监
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[3]张子勇，李俊，孙丽艳，等．大平矿选煤厂集控系统升级改
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[4]李浩．选煤厂综合自动化系统的应用[J]．水力采煤与管道
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[5]牛新一．集中控制系统在山西中阳福裕选煤厂的应用[J]．选
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(责任编辑：刘倩倩)

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