选煤厂集中控制系统的研究与设计.pdf
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1、安徽理工大学硕士学位论文选煤厂集中控制系统的研究与设计姓名:李彦乐申请学位级别:硕士专业:计算机应用技术指导教师:刘海增20090601摘要摘要在当今科技和经济快速发展的大背景下,我国选煤行业的网络信息化和自动化技术也得到了快速发展,但从总体方面来说,与一些发达国家相比还有一定的差距。主要表现在信息化的发展很不平衡这一方面。多数企业内部普遍重视生产的自动控制系统和安全的监控系统,而轻视信息管理系统。造成这方面的原因是多方面的,但最主要的原因是,我国选煤行业自动化过程时间短,对信息化的认识还不够。如今,随着我国大学教育的普及,计算机教育得到了快速的发展。既懂选煤又熟练计算机,既具有企业管理经验,
2、又懂电子信息技术的复合型人才出类拔萃,层出不穷。在加之网络技术的应用已比较普遍,我国软件行业的快速成长和管理软件的同趋成熟,也为企业信息化创造条件。在这种情况下,我国的选煤行业必须进行信息化改革,只有这样才能在激烈的国际竞争中处于领先地位。正是基于这种情况,本文选题的角度就是如何将我们已经成熟计算机专业更好的和选煤结合。本文主要对选煤厂集中控制系统进行了详细介绍,以数据的传递为线索,详细介绍了底层控制系统,监控系统和上层的信息管理系统之间的关系。并且对信息管理系统处理实时数据进行了详细的介绍。图3 5 表2 参3 9关键词:集中控制;就地控制;信息管理系统;控制系统;监控系统分类号:(1 2)
3、;安徽理r 人学硕十学位论文A b s 仃a c tT o d a y,n e t w o r ki n f o r m a t i o na n da u t o m a t i o nt e c h n o l o g yh a sb e e nr a p i dd e v e l o p m e n ti nc o a li n d u s t r ya r e ao f0 1 1 1 c o u n t r ya tt h eb a c k g r o u n do ft h et e c h n o l o g ya n de c o n o m i c Sr a p i dd e
4、v e l o p m e n t,b u ti ng e n e r a lt e r m s,w eh a v eac e r t a i ng a pw i t hs o m ed e v e l o p e dc o u n t r i e s M a i n l ym a n i f e s t e di nt h ed e v e l o p m e n to fi n f o r m a t i o ni nt h i sa 陀ai sv e r yu n e v e n T h em a j o r i t yo fe n t e r p r i s e sh a v eg e
5、 n e r a li m p o r t a n c et ot h ep r o d u c t i o no fa u t o m a t i cc o n t r o ls y s t e m sa n ds a f e t ym o n i t o r i n gs y s t e m,a n dn e g l e c t st h ei n f o r m a t i o nm a n a g e m e n ts y s t e mw h i c hw e r ec a u s e di nt h i sr e g a r da r em a n yr e a s o n s,b
6、 u tt h em a i nr e a s o ni st h a tC h i n a Sc o a li n d u s t r ya u t o m a t i o no ft h ep r o c e s st i m ei ss h o r t,r e c o g n i z a t i o nf o rt h ei n f o r m a t i o n i z a t i o ni sn o te n o u g h T o d a y,o u rc o u n t r ya r ev e r yp o p u l a r、i t l lu n i v e r s i t y
7、e d u c a t i o n,c o m p u t e re d u c a t i o nh a sb e e nr a p i dd e v e l o p m e n t M a n ys t u d e n t s,w h ok n o wC o a lP r e p a r a t i o na n da l s os k i l l e dc o m p u t e r,n o to n l yh a st h eb u s i n e s sm a n a g e m e n te x p e r i e n c e,b u ta l s ot ou n d e r s
8、t a n de l e c t r o n i ci n f o r m a t i o ns k i l l s,a r ee x c e l l e n c e,e n d l e s s I na d d i t i o n,t h ea p p l i c a t i o no fn e t w o r kt e c h n o l o g yh a sb e e nm o r ec o m m o n,t h eg r o w t ho fs o f t w a r ei n d u s t r yi sr a p i da n dm a n a g e m e n ts o R
9、w a r ci si n c r e a s i n g l ys o p h i s t i c a t e di n0 1 1 1 c o u n t r y,w h i c ha 他a l s oc r e a t ec o n d i t i o n sf o re n t e r p r i s e si n f o r m a t i o n i z a t i o n U n d e rt h ec i r c u m s t a n c e s,I n f o r m a t i o n i z a t i o nr e f o r i l lm u s tb ec a r
10、r i e do u ti n0 1 1 1 c o u n t r y Sc o a li n d u s t r ya r e a,w h i c hi st h eo n l yw a yt om a k eu sh a v eal e a d i n gp o s i t i o ni nt h ef i e r c ei n t e r n a t i o n a lc o m p e t i t i o n I ti sp r e c i s e l yb e c a u s eo ft h i ss i t u a t i o n,t h ep e r s p e c t i v
11、 eo ft h ea r t i c l et o p i c si sh o wt oi n t e g r a t e0 1 1 1 s o p h i s t i c a t e dc o m p u t e rp r o f e s s i o n a la n dct h eC o a lP r e p a r a t i o nb e t t e r T h i sp a p e rm a i n l yf o c u so nc o n t r o ls y s t e mo ft h ec o a lp r e p a r a t i o nw h i c hh a st h
12、 ec l u e so nt h et r a n s m i s s i o no fd a t at oi n t r o d u c et h er e l a t i o n s h i po ft h eu n d e r l y i n gc o n t r o ls y s t e m s,m o n i t o r i n gs y s t e ma n di n f o r m a t i o nm a n a g e m e n ts y s t e ma n dh a sad e t a i l e di n t r o d u c t i o na b o u ti
13、n f o r m a t i o nm a n a g e m e n ts y s t e m st od e a l、i mr e a l t i m ed a t a F i g u r e3 5t a b l e2r e f e r e n c e s3 9K e y W o r d s:C e n t r a l i z e dc o n t r o l,L o 叫c o n t r o l,I n f o r m a t i o nM a n a g e m e n tS y s t e m,C o n t r o lS y s t e m,M o n i t o r i n g
14、S y s t e mH 独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方以外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得塞筮理王太堂或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名:三奎k 日期:缝拿年j 月量日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解塞徼堡王太堂有保留、使用学位论文的规定,即:研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属于塞邀理王太堂。学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和
15、磁盘,允许论文被查阅和借阅。本人授权安徽理工大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。(保密的学位论文在解密后适用本授权书)学位论文作者签名:痞蔫孓签字日期:砷年月日导师筝名:云l 泗诈签字日期:。罗年g 月移日引言引言1 3 9 I我国煤炭工业技术和装备水平低、生产结构4 i 合理,技术改造及组织重组任务繁重整体上,我国煤矿依然用人多、效率低。2 0 0 0 年,全国煤矿非机械化采煤占6 0 以上,大中型矿井生产设备老化,小型矿井生产技术装备水平极低,煤矿平均生产规模仅3 万吨。煤炭行业产业集中度过低:产量位居前4 家的煤
16、炭企业,市场占有率仅为9。由于技术装备落后。矿井防灾抗灾能力很差,煤矿安全事故居高不下,重大、特大事故频繁发生。值得提出的是,由于管理手段、环节配套等原因,现有技术装备也没有充分发挥其应有的效能。近年来,世界煤炭工业继续向大型、高效方向发展:一是通过重组兼并或联合,企业向大型化、集团化发展跨行业、跨地区、跨国经营趋势明显,市场竞争力极强。在国外主要产煤国家中,前三、四家煤炭企业市场占有率总和都在4 0 以上。美国、德国、英国、澳大利亚等国家的煤炭公司,通过合并或股份购买等方式,实现了跨国经营。主要石油跨国公司拥有煤矿股份,发展煤、路、港、航、电、化工等综合经营,企业迅速发展壮大。二是通过技术改
17、造,实现了集中高效生产。德国矿井平均生产规模达到2 8 0 力吨,波兰2 0 0 万吨,英国1 8 0 万吨。高新技术的应用改变了煤炭工业的面貌,发达国家在实现煤炭生产工艺综合机械化的基础上,向遥控和自动化发展,煤炭工业由劳动密集型向资本及技术密集型转化。我国与世界主要产煤国家的在信息化、自动化生产工艺、信息基础设施建设、企业信息网络规模和管理模式、信息人才和等方面差距很大。信息化、自动化生产工艺表征生产力水平;企业信息网络规模和管理模式、信息人才表征管理水平,是企业资源优化配置的基础;信息基础设施建设决定市场竞争力。缩小与国外同类企业的差距必须从这三个方面着力。煤炭行业信息化在国内工业行业中
18、居中下水平,提升信息化水平任务艰巨、难度极大就信息化的规模、深度、广度来看,煤炭行业的信息化工作存在不少的困难和问题。由于行业经济低位运行使煤炭信息化工作受到了影响,呈现规模缩小或停滞不前的趋势;不少单位和领导信息意识严重落后,没有把信息化建设提升到涵盖全局的战略举措的高度来认识,没有吧推动信息化同企业深化改革,进行结构调整、实现企业优化升级有机的联系起来。缺乏总体战略规划和实施计划,组织机构建设不到,资金投入严重不足,优秀人才流失严重,研发人员奇缺,从根本上制约着信息化工作的开展;缺乏紧迫感,也是当前开展企业信息化工作的一大障碍。安徽理T 大学硕十学位论文煤炭行业的信息化的发展极不平衡,表现
19、在:一是企业内部对生产安全监测监控、生产自动控制系统以及矿区通信专网等工程建设普遍比较重视,发展较快,而企业管理信息化相对而言发展较慢;二是各企业之间差距很大,相当多的企业信息化应用总体上还处于初级阶段,只有很少企业在安全生产、经营管理信息化上有了长足的发展并能从中受益。企业信息化有三个层面和发展阶段:一是工艺设计和生产过程的自动化;二是利用计算机实现企业内部管理的系统化;三是利用因特网开展的电子商务。煤炭企业信息化总体处在第二层面的初级推广阶段,还有不少企业处在第一层面上,少数企业的第三层面的开发和应用阶段已经开始。即使已经进入第三个层面的煤炭企业,工艺设计和生产过程自动化程度还不高,还需要
20、进一步提升改造。实施企业管理信息化是一场深刻的企业管理革命,是建立现代化企业制度必须涵盖的主要内容,涉及观念、机构、流程、机制、习惯的改变及对传统管理模式的冲击和企业内部利益的调整,实施过程十分艰辛。企业信息化必须紧紧围绕企业的核心业务和主导流程来开展,与企业深化改革和总体发展战略融合、实现技术创新、管理创新,建造企业的神经系统一信息流,全面深化细化企业管理,对产品、资产、人员等进行结构性调整,实施组织重组,再造企业的业务流程,提高企业竞争能力。如今,网络技术的应用已比较普遍,我国软件行业的快速成长和管理软件的日趋成熟,也为企业信息化创造条件。企业通过前几年财务电算化及办公自动化的实施应用,信
21、息技术的应用在企业起步较早,已经有了一定基础。不少企业搭建了企业内部网络技术平台,建立了企业内部局域网,培养了一批具有企业管理经验,懂电子信息技术的复合型人才。因此企业信息化建设已具备一定的基础和条件。2 1 绪论1 绪论1 1 国内外选煤厂网络化及自动化建设现伏1 1 1 选煤厂生产自动化情况1 2 8 1 1 2 9】随着科技和经济的发展,我国选煤厂网络信息化和自动化技术进入新的发展阶段,国内选煤厂集中控制、过程控制和信息管理方面取得了较大进步,但从总体方面来说,与一些发达国家还有一定的差距。从发展的角度来看,由于设备技术进步,目前集控系统中所采用的主要控制设备P L C 己经从简单的逻辑
22、控制发展为兼有逻辑控制、过程控制、浮点运算及数据处理功能的高性能产品,其技术性能完全能满足选煤厂自动化系统的要求。目前,我国新建的选煤厂中绝大部分都设置了集控系统,其配置标准视其建厂时间及厂型规模有所不同。集控系统主要分为两个层面:第一个是P L C 控制层,它包括P L C 本地站、远程站(或分布站)以及现场信息检测控制装置。其主要功能为设备运行状态检测及控制。8 0 年代末建成的选煤厂集控系统主要采用集中型的P L C,虽然与继电器系统相比其功能和可靠性己经有了质的提高但还存在着电缆用量大、线路长、信号传送距离远等问题。从9 0 年代后期起,集控系统设计中局部采用带有远程控制功能或分布控制
23、功能的P L C 产品,在这中控制系统中,P L C的远程站或分布站设置在设备较为集中的配电室,节省了大量的控制电缆,并进一步提高了系统的可靠性;第二个层面是工控机监控层。其主要功能是将P L C 采集到的现场信息用人们容易理解和孥实的方式显示出来,将调度人员发布的操作命令传送给P L C 执行。对现场设备出现的故障进行原因分析,并可打印故障报表。至现在这样模式的生产自动控制系统仍是选煤厂集控改造和设计的主流。但随着集散型控制系统在其它行业的广泛应用,在煤炭行业,煤科总院常州自动化研究所最近推出了集散型控制系统的初步解决方案,但在实际中应用不多,其中一个主要的原因是我国的检测水平没有跟上时代的
24、发展,传感器无法很好的反映现场的真实情况,具有通讯能力的智能型检测仪表在选煤厂应用就更少了。国外选煤厂则广泛应用智能型检测仪表,检测精度高,利用集散型模式能很好的将现场各种信息整合在一起,象美国北部的B e i l e y 矿选煤厂上呈现出全自动化“无人 选煤厂的现象,处理能力达8 0 0 1 5 0 0t h 厂每班操作人员不超过3 人。1 1 2 选煤厂网络信息化情况1 3 0 1 1 3 1】选煤厂的生产是一个复杂过程,选煤厂的管理具有高度的科学性和技术性,3 安徽理工大学硕十学位论文随竹社会主义市场经济的迅速发展,企业间的竞争同趋激烈,提高选煤厂的综合经济效益和在市场竞争中的实力已成为
25、选煤厂努力实现的目标,科学的现代化的生产锊理水平是实现这一目标的唯一途径,建立选煤厂计算机管理信息系统是达到这一途径的重要手段。选煤厂计算机管理信息系统的建立,可使生产经营管理人员以科学的手段,合理组织生产。它可根据生产原煤的质量变化及用户需求,优化产品方案,制定合理的产品结构和工艺流程,最大程度地提高企业的经济效益;生产统计、运销管理和技术管理中的各种报表以及曲线可以由计算机自动完成;通过建立管理信息系统局域网,并与其它计算机系统互联,形成广域计算机网络,可实现对选煤厂管理信息的综合处理。我国从9 0 年代开始,已有几十家选煤厂相继建立了选煤厂计算机管理信息系统局域网,处于全国领先的平顶山选
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- 选煤 集中控制 系统 研究 设计
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