備煤系統(tǒng)的自動(dòng)化控制.doc

備煤系統(tǒng)的自動(dòng)化控制 劉紅娜 太原中云工程項(xiàng)目管理有限公司 山西 太原 030006摘要：隨著科學(xué)技術(shù)的日新月異，現(xiàn)今的設(shè)備在不同行業(yè)中的應(yīng)用所帶來(lái)的效果是非常好的。在煤礦行業(yè)中，備煤系統(tǒng)的自動(dòng)化控制利用PLC控制方式，在備煤區(qū)域建設(shè)獨(dú)立的冗余PLC控制器系統(tǒng)和I/O控制站來(lái)進(jìn)行控制等，來(lái)進(jìn)行自動(dòng)化控制工作。關(guān)鍵詞：備煤系統(tǒng) 自動(dòng)化控制引言: 備煤自動(dòng)化控制系統(tǒng)具有體積小、故障發(fā)生率低、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、維護(hù)保養(yǎng)工作簡(jiǎn)便和其安全穩(wěn)定運(yùn)行等優(yōu)點(diǎn)，是現(xiàn)今煤礦行業(yè)中廣泛應(yīng)用的現(xiàn)今技術(shù)。本文就對(duì)備煤自動(dòng)化控制系統(tǒng)進(jìn)行深入的分析。 一 .系統(tǒng)構(gòu)成及功能特點(diǎn)1.硬件構(gòu)成備煤控制系統(tǒng)由2臺(tái)操作站、2臺(tái)服務(wù)器和2套尸CL構(gòu)成。煤化工廠備煤車間有2個(gè)大型煤場(chǎng)（一備煤和二備煤），地域分布廣，最遠(yuǎn)處有Zkm遠(yuǎn)，所以控制系統(tǒng)采用2套QuantumPLC，并通過(guò)光纖連接遠(yuǎn)程10。CPU選用140CPU53414A處理器，采用CocnetP.2X6L軟件進(jìn)行開(kāi)發(fā)。一、二備煤各有1個(gè)操作室，分別有，個(gè)服務(wù)器和1個(gè)客戶機(jī)，在操作室2有1臺(tái)網(wǎng)絡(luò)打印機(jī)，可打印各種統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)和報(bào)表。2.軟件構(gòu)成控制器使用ConcetP.2X6L軟件進(jìn)行開(kāi)發(fā)，上位機(jī)采用CS/結(jié)構(gòu)的Qtcet監(jiān)控軟件。ConcetP軟件是Schnieder公司專為Ouantum系列控制系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的編程軟件，可以在Windows環(huán)境下使用，包含功能塊圖（FBD）、梯形圖（LD）、順序控制流程圖（SFC）、指令表（IL）、結(jié)構(gòu)的文本（ST）以及面向Modsot的梯形圖（LL984）等編程語(yǔ)言，可以滿足各種復(fù)雜的控制要求。Citect是澳大利亞悉雅特公司開(kāi)發(fā)的一款人機(jī)界面軟件，負(fù)責(zé)把控制器中信號(hào)采集到服務(wù)器中，并進(jìn)行記錄、報(bào)警、圖形化顯示。本系統(tǒng)采用CS/結(jié)構(gòu)的Citect，并使用冗余方式。在2個(gè)操作室中各有一個(gè)服務(wù)器和操作站，2臺(tái)服務(wù)器處于冗余狀態(tài)，數(shù)據(jù)互為備份并完全同步，平時(shí)以操作室1中的服務(wù)器泰（Serve1）為主，當(dāng)出現(xiàn)故障時(shí)，自動(dòng)切換到從服務(wù)器拳（Serve2），保證整個(gè)控制流程不會(huì)中斷。在服務(wù)器上還裝有客戶端軟件，這樣每個(gè)操作室有2個(gè)客戶端，他們之間互為備用，但2個(gè)操作室中的計(jì)算機(jī)不能同時(shí)擁有對(duì)系統(tǒng)的操作權(quán)限，只有先申請(qǐng)并且申請(qǐng)到的操作室有權(quán)操作，從而避免操淚昆亂而出現(xiàn)事故。3.功能特點(diǎn)（1）性能優(yōu)，易于組態(tài)和維護(hù)，提供對(duì)結(jié)構(gòu)與模塊的靈活選擇。（2）控制靈活，對(duì)生產(chǎn)設(shè)備的運(yùn)行實(shí)施順序聯(lián)鎖控制及模擬量的調(diào)節(jié)，可以處理開(kāi)關(guān)量和模擬量信號(hào)。（3）分布式刀I/O，可方便用戶的使用。（4）編程器即插即用，其編程語(yǔ)言可在Windows2000下運(yùn)行，并具有數(shù)據(jù)集中存儲(chǔ)的特點(diǎn);在統(tǒng)一的符號(hào)表中管理符號(hào)，并可訪問(wèn)項(xiàng)目級(jí)的所有工具且易于使用。（5）對(duì)生產(chǎn)系統(tǒng)的工藝流程進(jìn)行動(dòng)態(tài)顯示。顯示畫(huà)面包括工藝流程總畫(huà)面、監(jiān)視子畫(huà)面、趨勢(shì)畫(huà)面，棒形圖及報(bào)警畫(huà)面等，還能進(jìn)行操作記錄以及各種生產(chǎn)記錄的打印。（6）智能化報(bào)警功能。報(bào)警信號(hào)可以進(jìn)行多種優(yōu)先級(jí)處理，處理方式為窗口顯示、列表、聲音輸出，報(bào)警確認(rèn)以及重大故障畫(huà)面自動(dòng)彈出。（7）冗余功能。為保證系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性和穩(wěn)定性，系統(tǒng)采取了冗余配置。二、備煤PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)根據(jù)備煤車間工藝流程，將備煤車間劃分為貯煤場(chǎng)控制系統(tǒng)、配煤前控制系統(tǒng)和配煤后控制系統(tǒng)3個(gè)部分。每一個(gè)系統(tǒng)又按照不同起點(diǎn)、中間點(diǎn)、終點(diǎn)作為一種運(yùn)行方式，每種運(yùn)行方式由于設(shè)備選擇不同又包括多條料線，每條料線都有集中啟動(dòng)、凈化停止、一起停止3種工作狀態(tài)。1.二期系統(tǒng)的建設(shè)備煤車間二期系統(tǒng)屬于一期系統(tǒng)的擴(kuò)容，在一期系統(tǒng)的基礎(chǔ)上新增6條膠帶（M104、M111、M114、M123、M124、M129）和1臺(tái)設(shè)備（3#粉碎機(jī)），所涉及的控制料線有10條。計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)采用MoxOC，系統(tǒng)組態(tài)軟件采用澳大利亞悉雅特公司生產(chǎn)的專業(yè)工控組態(tài)軟件MoxIDE和MoxGRAF。監(jiān)視控制級(jí)由工程師站和操作員站構(gòu)成;硬件采用高性能PC機(jī);操作系統(tǒng)采用WindowsXP操作系統(tǒng)。操作員可以通過(guò)鍵盤、鼠標(biāo)完成操作、控制指令發(fā)送、報(bào)警確認(rèn)等功能。操作員站可以根據(jù)實(shí)際情況設(shè)置多個(gè)用戶登錄以及不同區(qū)域的操作權(quán)限。2.一期系統(tǒng)的改造煉焦煤常規(guī)粉碎工藝是將各種煤按一定比例配合后一起進(jìn)行粉碎處理，而預(yù)粉碎是將部分結(jié)焦性差的難粉碎的煤在送往配煤槽前進(jìn)行粉碎處理，然后再進(jìn)行配煤、粉碎，送往煤塔供煉焦用，如圖1所示。圖1中，需要預(yù)粉碎的煤種進(jìn)入預(yù)粉碎機(jī)進(jìn)行預(yù)粉碎處理，不需要預(yù)粉碎的煤種，跨過(guò)預(yù)粉碎機(jī)直接經(jīng)各級(jí)膠帶送往配煤槽。為了進(jìn)一步提高焦炭強(qiáng)度，公司新增1臺(tái)預(yù)粉碎機(jī)。根據(jù)公司實(shí)際情況，備煤車間只在冬季當(dāng)煤有大塊時(shí)才使用雙軌破碎機(jī)，平時(shí)走直通料線（走直通料線時(shí)，破碎機(jī)不接入系統(tǒng)），因此，筆者將破碎機(jī)所涉及的6條料線進(jìn)行了重新編程、調(diào)試，使其能同時(shí)滿足使用破碎機(jī)和走直通料線2種情況時(shí)的要求。從貯煤場(chǎng)到配煤槽的系統(tǒng)屬于配煤前控制系統(tǒng)。由圖1可知，除破碎機(jī)和預(yù)粉碎機(jī)之外所有設(shè)備相同，且破碎機(jī)和預(yù)粉碎機(jī)處于并行方式運(yùn)行，依據(jù)前一設(shè)備電動(dòng)翻板判斷走破碎機(jī)還是預(yù)粉碎機(jī)，因此，兩者所涉及到的料線除此2個(gè)設(shè)備外其它設(shè)備控制方式完全相同。根據(jù)公司實(shí)際情況，只對(duì)結(jié)焦性差的難粉碎的單種煤進(jìn)行預(yù)粉碎，因此，為了進(jìn)一步提高生產(chǎn)效率，減少非必要停車次數(shù)，通過(guò)將電動(dòng)翻板控制方式由自動(dòng)改為手動(dòng)，實(shí)現(xiàn)了走破碎機(jī)、預(yù)粉碎機(jī)和直通料線的無(wú)停車切換。三、PLC過(guò)程控制為了聯(lián)動(dòng)生產(chǎn)的安全性以及控制的有效性，本系統(tǒng)提供了兩種控制方式:中央聯(lián)動(dòng)控制（自動(dòng)控制），機(jī)旁單獨(dú)控制（現(xiàn)場(chǎng)手動(dòng)控制）。在設(shè)備的控制電機(jī)旁安裝操作箱，操作上的轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)有兩個(gè)位置信號(hào)：自動(dòng)、手動(dòng)。1.中央聯(lián)動(dòng)控制設(shè)備的轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)置于“自動(dòng)”位置，斷路器合上，表示該設(shè)備處在中央操作狀態(tài)即中央聯(lián)動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)準(zhǔn)備完成，可以啟動(dòng)聯(lián)動(dòng) PLC程序。2.機(jī)旁單獨(dú)控制設(shè)備的轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)置于“手動(dòng)”位置，斷路器合上，表示設(shè)備處于機(jī)旁單獨(dú)操作狀態(tài)。對(duì)應(yīng)手動(dòng)位置，操作箱上安裝兩個(gè)按鈕分別為啟動(dòng)按鈕和停止按鈕，作為設(shè)備單獨(dú)運(yùn)行的控制按鈕。這種控制方式主要單個(gè)設(shè)備檢修或聯(lián)動(dòng)設(shè)備出現(xiàn)故障不能正常運(yùn)行的情況。四、配煤系統(tǒng)過(guò)程控制配煤系統(tǒng)是備煤系統(tǒng)中的中間環(huán)節(jié)，配煤槽分為一二期，各有5個(gè)煤槽，共有10個(gè)配煤斗，用物位計(jì)監(jiān)視在庫(kù)量，物位計(jì)采用重錘料位計(jì)，輸出模擬量信號(hào) 420 mA。連接到 PLC 模擬量輸入模塊，作為操作工高料位或無(wú)料位故障監(jiān)控和處理。煤槽前的皮帶上裝皮帶秤，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)入槽的煤料，操作員通過(guò)畫(huà)面觀察上煤情況，若出現(xiàn)異常通知堆取料機(jī)控制取煤量或停止裝煤。工業(yè) PC機(jī)和 PLC作為中央操作控制部件和顯示部件與10 臺(tái)皮帶秤數(shù)字控制模塊及稱重控制模塊相連，用于對(duì)稱量和給料系統(tǒng)的過(guò)程控制和管理，實(shí)現(xiàn)對(duì)給料帶式輸送機(jī)、稱量帶式輸送機(jī)順序啟動(dòng)，報(bào)警以及模擬量信號(hào)處理，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)自動(dòng)、手動(dòng)控制，并與輸煤系統(tǒng) PLC進(jìn)行通訊，實(shí)現(xiàn)聯(lián)鎖停車，采用標(biāo)準(zhǔn)串行接口與皮帶秤數(shù)字控制模塊及稱重控制模塊和打印機(jī)、上位機(jī)相連。結(jié)語(yǔ)： 備煤自動(dòng)化控制系統(tǒng)經(jīng)過(guò)了多年的發(fā)展和積累經(jīng)驗(yàn)，對(duì)于其中需要注意的問(wèn)題都已經(jīng)把握到位，但是在系統(tǒng)中仍然存在著許多不足，以此，