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煤炭碼頭工程工藝流程分析論文

時間:2024-08-22 09:05:04 其他類論文 我要投稿

煤炭碼頭工程工藝流程分析論文

  摘要:結(jié)合工程實例介紹惠州港荃灣煤炭碼頭工程工藝流程控制系統(tǒng)的組成與功能,工藝流程控制系統(tǒng)中皮帶機(jī)保護(hù)裝置調(diào)試、單機(jī)就地啟動調(diào)試、PLC系統(tǒng)與工藝設(shè)備信號對接調(diào)試、空載聯(lián)調(diào)等調(diào)試過程及步驟,總結(jié)工程經(jīng)驗。

煤炭碼頭工程工藝流程分析論文

  關(guān)鍵詞:控制系統(tǒng);皮帶機(jī);工藝流程;調(diào)試

  惠州荃灣煤炭碼頭一期工程為設(shè)計、采購、施工總承包模式,本工程為新建工程,主要工藝設(shè)備有4臺卸船機(jī),20條皮帶機(jī),2臺裝車機(jī),5臺斗輪堆取料機(jī),2臺除鐵器,10臺除塵器等。工藝作業(yè)流程主要為卸船至堆場,堆場至裝火車,堆場至外運共16條作業(yè)線。工程于2017年8月開始調(diào)試,截至2018年8月已完成8條作業(yè)線的重載試車工作。

  1工藝流程控制系統(tǒng)主要組成

  工程控制系統(tǒng)通過在港區(qū)綜合樓中控室設(shè)置一套PLC控制主站、在1#變電所、2#變電所各設(shè)置一場I/O站,每條皮帶機(jī)頭部設(shè)置一套就地區(qū)域箱(共20套)對皮帶機(jī)沿線保護(hù)開關(guān)及現(xiàn)場設(shè)備進(jìn)行控制及數(shù)據(jù)采集,在各轉(zhuǎn)運站、皮帶機(jī)沿線設(shè)置基地式控制器就近采集保護(hù)開關(guān)、卸船機(jī)、斗輪機(jī)、除塵器等工藝設(shè)備現(xiàn)場信號。PLC(ProgrammableLogicController,可編程邏輯控制器)控制主站和現(xiàn)場各IO站、皮帶機(jī)現(xiàn)場區(qū)域箱,通過工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)及DP通信模塊以冗余通信的方式進(jìn)行通信?刂葡到y(tǒng)供電采用UPS(UninterruptiblePowerSystem,不間斷電源),分別于綜合樓機(jī)房、變電所內(nèi)。PLC系統(tǒng)選用的是西門子S7-400H系列,現(xiàn)場I/O站、皮帶機(jī)區(qū)域箱、就地控制器選用國產(chǎn)湖南先步SSPCU系列智能控制器,內(nèi)置DP總線接口及輸入輸出單元,對各工藝設(shè)備信號進(jìn)行就地采集及傳輸,此方案與傳統(tǒng)的將皮帶機(jī)沿線保護(hù)開關(guān)的信號點對點進(jìn)入皮帶機(jī)頭部的IO模塊對比而言,可大大減少控制電纜的使用量,節(jié)省投資和降低施工難度,同時也提高了控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

  2工藝流程控制系統(tǒng)主要功能

  所有輸送作業(yè)線按工藝要求進(jìn)行連鎖,逆料流停止,順料流啟動,防止物料堆積?刂葡到y(tǒng)可實現(xiàn)對工藝作業(yè)線的就地控制、單機(jī)啟動、遠(yuǎn)控、流程一鍵啟停等,若故障時可實現(xiàn)對故障點上游設(shè)備瞬時停機(jī),下游設(shè)備保持原工作狀態(tài)不變等功能;控制系統(tǒng)具備監(jiān)視報警功能,可對輸送系統(tǒng)數(shù)據(jù)實時采集、處理;具備事件顯示查詢功能。

  3皮帶機(jī)保護(hù)裝置調(diào)試

  皮帶機(jī)保護(hù)開關(guān)調(diào)試前需滿足施工圖安裝及接線等要求。調(diào)試前準(zhǔn)備工作:變電所皮帶機(jī)高壓柜出線需在斷開狀態(tài),相應(yīng)皮帶機(jī)就地區(qū)域箱需帶電狀態(tài),相應(yīng)皮帶機(jī)控制系統(tǒng)接線及施工已完成。PLC系統(tǒng)軟件、上位機(jī)顯示界面已完成,各保護(hù)開關(guān)端子測壓正常,基地式控制器工作正常,有指示燈顯示的儀表顯示正確。(1)雙向拉繩開關(guān)調(diào)試。工程采用的是手動恢復(fù)式拉繩開關(guān),拉動拉線,帶動控制桿觸動觸點,中控上位機(jī)顯示相應(yīng)拉繩開關(guān)動作紅色報警信號,手動恢復(fù)后紅色報警信號消失顯示為綠色。(2)兩級跑偏開關(guān)調(diào)試。將跑偏開關(guān)檢測滾筒撥動偏離初始位置20°角,中控上位機(jī)顯示相應(yīng)跑偏開關(guān)動作輕跑偏紅色報警信號,繼續(xù)撥動滾筒偏離初始位置至35°角,中控上位機(jī)顯示相應(yīng)跑偏開關(guān)動作重跑偏紅色報警信號,松開滾筒恢復(fù)至初始位置后報警信號消失顯示為綠色。(3)皮帶縱向撕裂檢測裝置調(diào)試。用力按壓萬向電纜式壓力傳感器,此時撕裂裝置轉(zhuǎn)換器DETECT指示燈亮,中控上位機(jī)顯示皮帶撕裂紅色報警信號。去掉傳感器上壓力,并將撕裂裝置轉(zhuǎn)換器RESET按鈕按下解除報警,中控上位機(jī)報警信號消失顯示為綠色。液壓張緊檢測開關(guān)及重錘式斷帶檢測開關(guān)、料流開關(guān)、液力耦合器過溫檢測開關(guān)、制動器釋放檢測開關(guān)、溜槽堵塞開關(guān)等調(diào)試過程步驟同上。如調(diào)試過程中出現(xiàn)故障,需逐步排查接線、保護(hù)開關(guān)故障、基地式控制器故障、通信鏈路等問題,直到調(diào)試正常,中控可正確顯示相關(guān)信號。

  4皮帶機(jī)單機(jī)就地啟動調(diào)試

 。1)調(diào)試內(nèi)容。對每條皮帶機(jī)進(jìn)行單機(jī)就地啟動調(diào)試,檢驗皮帶機(jī)就地區(qū)域箱機(jī)側(cè)操作時能否正常啟停,系統(tǒng)連鎖是否正常。(2)調(diào)試前準(zhǔn)備。調(diào)試前高壓電機(jī)電纜接線通過耐壓測試;單條皮帶機(jī)控制系統(tǒng)接線自檢完成;皮帶機(jī)區(qū)域箱內(nèi)部接線自檢完成;皮帶機(jī)保護(hù)開關(guān)工作正常;制動器、加熱器等輔控設(shè)備已供電。(3)調(diào)試步驟。①現(xiàn)場巡邏及調(diào)試操作記錄人員就位,中控室廣播通知現(xiàn)場無關(guān)人員遠(yuǎn)離調(diào)試的皮帶機(jī),確認(rèn)調(diào)試皮帶機(jī)附近安全。②調(diào)試前準(zhǔn)備工作確認(rèn)已完成滿足啟動條件,機(jī)側(cè)操作人員利用對講機(jī)通知變電所操作人員合閘,變電所操作人員將電機(jī)高壓柜選擇在遠(yuǎn)控工作位。③就地操作人員確認(rèn)變電所已合閘,將皮帶機(jī)區(qū)域箱選擇開關(guān)選擇至就地位,區(qū)域箱電源指示燈亮,按下警鈴預(yù)告按鈕,保持20s后按下制動器啟動按鈕,制動器松閘,制動器運行指示燈亮后按下電機(jī)啟動按鈕,電機(jī)運行指示燈亮后電機(jī)正常運行并保持運行30min,按下就地區(qū)域箱停止按鈕,制動器合閘,電機(jī)停止運行。④電機(jī)停止運行30min后,重復(fù)上述步驟,啟動電機(jī),現(xiàn)場強(qiáng)制保護(hù)開關(guān)動作,檢查是否滿足控制系統(tǒng)連鎖要求。

  5控制系統(tǒng)模擬聯(lián)調(diào)

  5.1調(diào)試內(nèi)容在各皮帶機(jī)電機(jī)高壓柜選擇試驗位模式下,對控制系統(tǒng)通訊、工藝作業(yè)流程連鎖、控制系統(tǒng)軟件功能等進(jìn)行測試。以下模擬聯(lián)調(diào)、空載聯(lián)調(diào)、重載聯(lián)調(diào)具體調(diào)試步驟以CD1卸煤作業(yè)線為例。CD1作業(yè)線:散貨船→SU1/SU2/SU3/SU4卸船機(jī)→BC11【電磁除鐵器】→BC21【電子皮帶秤】→采樣間→BC31→BC41→BC51→BC61→SR1斗輪堆取料機(jī)→1#條形封閉煤場。

  5.2調(diào)試步驟

 。1)確認(rèn)PLC系統(tǒng)及上位機(jī)系統(tǒng)能正常工作;確認(rèn)上述2~4節(jié)中控制系統(tǒng)已調(diào)試完成,對于調(diào)試過程中出現(xiàn)的問題已處理;通過上位機(jī)顯示確認(rèn)現(xiàn)場各皮帶機(jī)保護(hù)開關(guān)狀態(tài)正確。(2)作業(yè)線沿線安保及維修人員就位,作業(yè)線各皮帶機(jī)高壓柜選擇在停止位,現(xiàn)場各輔助工藝低壓設(shè)備已供電,確認(rèn)皮帶機(jī)現(xiàn)場區(qū)域箱、各輔助工藝設(shè)備控制箱選擇開關(guān)處于“遠(yuǎn)控”位,中控向現(xiàn)場確認(rèn)各工藝設(shè)備電氣安全及現(xiàn)場安全,確認(rèn)具備模擬啟動作業(yè)線條件。(3)中控進(jìn)行廣播通知即將模擬啟動CD1作業(yè)線,利用對講機(jī)通知變電所操作員將作業(yè)線皮帶機(jī)BC11/21/31/42/51/61皮帶機(jī)高壓柜選在“試驗”位并反饋至中控;變電所對卸船機(jī)及斗輪機(jī)送電,變電所操作員將相關(guān)送電信息反饋至中控,卸船機(jī)及斗輪機(jī)操作員反饋受電正常。(4)中控操作員確認(rèn)后,選擇CD1作業(yè)線,一鍵模擬啟動CD1作業(yè)線,此時卸船機(jī)、斗輪機(jī)、除塵器、除鐵器等正常啟動,模擬啟動運行一段時間。依次進(jìn)行強(qiáng)制保護(hù)開關(guān)動作、輔助工藝設(shè)備強(qiáng)制故障、緊急停機(jī)、單機(jī)點動停機(jī)、一鍵流程停機(jī)等動作,確認(rèn)工藝流程及相關(guān)設(shè)備能按照連鎖及作業(yè)要求啟停及報警,至此模擬調(diào)試順利完成進(jìn)入系統(tǒng)空載聯(lián)調(diào)。

  6系統(tǒng)空載聯(lián)調(diào)

  6.1調(diào)試前準(zhǔn)備及檢查

  順利完成模擬聯(lián)調(diào)后,對模擬聯(lián)調(diào)中出現(xiàn)的問題已處理完成;確認(rèn)各工藝設(shè)備能在設(shè)備故障及發(fā)生危險時能緊急停機(jī);確認(rèn)供配電、控制系統(tǒng)及通信系統(tǒng)能正常工作;通過中控上位機(jī)確認(rèn)各皮帶機(jī)保護(hù)開關(guān)正確顯示、各輔助工藝設(shè)備處于遠(yuǎn)控正常狀態(tài);確認(rèn)調(diào)試現(xiàn)場除調(diào)試人員外其余無關(guān)人員已撤離;確認(rèn)現(xiàn)場警戒工作符合要求;確認(rèn)皮帶機(jī)潤滑油已加好等。全部調(diào)試過程嚴(yán)格按照正式作業(yè)流程進(jìn)行。

  6.2調(diào)試步驟

  (1)模擬調(diào)試完成后,中控試車主管通過廣播通知現(xiàn)場即將空載調(diào)試啟動作業(yè)線,并通過對講主機(jī)對現(xiàn)場各調(diào)試人員確認(rèn)是否具備啟動條件。

 。2)確認(rèn)具備啟動條件后,試車主管命令變電所操作人員將各皮帶機(jī)配電柜選擇在遠(yuǎn)控工作位,變電所操作人員收到命令后操作完成并反饋至中控確認(rèn)受電情況正常。此后試車主管命令中控操作員進(jìn)行啟動作業(yè)線相關(guān)操作。

  (3)中控操作員進(jìn)入荃灣煤炭碼頭一期工作控制系統(tǒng)操作界面,向SR1斗輪堆取料機(jī)發(fā)送允許堆料請求,SR1操作員收到信號后反饋中控,然后試車主管命令SR1啟動堆料作業(yè),SR1順利啟動。

  (4)SR1順利啟動后,中控操作員進(jìn)入流程選取頁面選取CD1作業(yè)線,上位機(jī)顯示CD1作業(yè)線流程選中,然后點擊一鍵啟動作業(yè)線,具體啟動過程為:電動三通擋板自動切換到位流程完成預(yù)啟→廣播系統(tǒng)自動完成播放啟動作業(yè)線→BC61至BC11依次逆流程完成聲光報警預(yù)告,制動器釋放,啟動運行→除鐵器運行→除塵器運行→卸船機(jī)運行并進(jìn)行卸煤動作。試車主管通過中控的顯示大屏隨時觀察設(shè)備運行情況,并與現(xiàn)場調(diào)試人員保持溝通,要求機(jī)組調(diào)試人員做好相關(guān)調(diào)試記錄。

 。5)CD1作業(yè)線保持連續(xù)運行30min后,試車主管廣播通知停止作業(yè)線,現(xiàn)場反饋確認(rèn)安全后,命令中控操作員按一鍵停止作業(yè)線。中控操作員點擊界面流程停止作業(yè)線。作業(yè)線按照順流依次停止,直到流程中所有設(shè)備全部停止,上位機(jī)作業(yè)線顯示灰色,流程順利停止完畢。

 。6)重復(fù)上述步驟多次啟停作業(yè)線,確保每次啟、停作業(yè)線間隔時間≥30min。試車主管命令現(xiàn)場調(diào)試人員進(jìn)行拉繩開關(guān)動作、跑偏開關(guān)動作、除鐵器故障、除塵器故障、卸船機(jī)故障、上游設(shè)備故障、下游設(shè)備故障、緊急停機(jī)等調(diào)試。確認(rèn)輸煤程控系統(tǒng)具備數(shù)據(jù)采集、控制、監(jiān)控畫面顯示、參數(shù)越限報警、事件記錄等功能,系統(tǒng)運行狀況良好,各項技術(shù)指標(biāo)均達(dá)到設(shè)計要求。

 。7)調(diào)試完成后,通知變電所對皮帶機(jī)、卸船機(jī)、斗輪機(jī)的高壓柜出線開關(guān)斷開,相關(guān)調(diào)試人員做好調(diào)試記錄。

  7系統(tǒng)重載聯(lián)調(diào)

  相應(yīng)作業(yè)線空載調(diào)試完成,滿足功能要求,進(jìn)入重載試車,檢驗設(shè)備各項參數(shù),直到通過驗收,進(jìn)入試運行階段。

  8總結(jié)與展望

  結(jié)合惠州荃灣煤炭碼頭一期工程項目,工藝流程控制系統(tǒng)順利調(diào)試成功完成設(shè)計要求,滿足生產(chǎn)運營功能。因為項目的工藝作業(yè)流程多,工藝設(shè)備多,這為整個調(diào)試過程增加了難度,調(diào)試步驟也相對繁雜,后期在調(diào)試剩余作業(yè)線的過程中應(yīng)充分總結(jié)調(diào)試經(jīng)驗,避免出現(xiàn)同樣錯誤,根據(jù)經(jīng)驗判斷適當(dāng)簡化相關(guān)調(diào)試步驟。本項目調(diào)試試車流程,可為同類散貨碼頭控制系統(tǒng)的調(diào)試工作提供參考。

  參考文獻(xiàn)

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