備煤系統(tǒng)的自動化控制.doc

備煤系統(tǒng)的自動化控制 劉紅娜 太原中云工程項目管理有限公司 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)用所帶來的效果是非常好的。在煤礦行業(yè)中，備煤系統(tǒng)的自動化控制利用PLC控制方式，在備煤區(qū)域建設(shè)獨立的冗余PLC控制器系統(tǒng)和I/O控制站來進行控制等，來進行自動化控制工作。關(guān)鍵詞：備煤系統(tǒng) 自動化控制引言: 備煤自動化控制系統(tǒng)具有體積小、故障發(fā)生率低、結(jié)構(gòu)簡單、維護保養(yǎng)工作簡便和其安全穩(wěn)定運行等優(yōu)點，是現(xiàn)今煤礦行業(yè)中廣泛應(yīng)用的現(xiàn)今技術(shù)。本文就對備煤自動化控制系統(tǒng)進行深入的分析。 一 .系統(tǒng)構(gòu)成及功能特點1.硬件構(gòu)成備煤控制系統(tǒng)由2臺操作站、2臺服務(wù)器和2套尸CL構(gòu)成。煤化工廠備煤車間有2個大型煤場（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，并通過光纖連接遠(yuǎn)程10。CPU選用140CPU53414A處理器，采用CocnetP.2X6L軟件進行開發(fā)。一、二備煤各有1個操作室，分別有，個服務(wù)器和1個客戶機，在操作室2有1臺網(wǎng)絡(luò)打印機，可打印各種統(tǒng)計數(shù)據(jù)和報表。2.軟件構(gòu)成控制器使用ConcetP.2X6L軟件進行開發(fā)，上位機采用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發(fā)的一款人機界面軟件，負(fù)責(zé)把控制器中信號采集到服務(wù)器中，并進行記錄、報警、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個操作室中各有一個服務(wù)器和操作站，2臺服務(wù)器處于冗余狀態(tài)，數(shù)據(jù)互為備份并完全同步，平時以操作室1中的服務(wù)器泰（Serve1）為主，當(dāng)出現(xiàn)故障時，自動切換到從服務(wù)器拳（Serve2），保證整個控制流程不會中斷。在服務(wù)器上還裝有客戶端軟件，這樣每個操作室有2個客戶端，他們之間互為備用，但2個操作室中的計算機不能同時擁有對系統(tǒng)的操作權(quán)限，只有先申請并且申請到的操作室有權(quán)操作，從而避免操淚昆亂而出現(xiàn)事故。3.功能特點（1）性能優(yōu)，易于組態(tài)和維護，提供對結(jié)構(gòu)與模塊的靈活選擇。（2）控制靈活，對生產(chǎn)設(shè)備的運行實施順序聯(lián)鎖控制及模擬量的調(diào)節(jié)，可以處理開關(guān)量和模擬量信號。（3）分布式刀I/O，可方便用戶的使用。（4）編程器即插即用，其編程語言可在Windows2000下運行，并具有數(shù)據(jù)集中存儲的特點;在統(tǒng)一的符號表中管理符號，并可訪問項目級的所有工具且易于使用。（5）對生產(chǎn)系統(tǒng)的工藝流程進行動態(tài)顯示。顯示畫面包括工藝流程總畫面、監(jiān)視子畫面、趨勢畫面，棒形圖及報警畫面等，還能進行操作記錄以及各種生產(chǎn)記錄的打印。（6）智能化報警功能。報警信號可以進行多種優(yōu)先級處理，處理方式為窗口顯示、列表、聲音輸出，報警確認(rèn)以及重大故障畫面自動彈出。（7）冗余功能。為保證系統(tǒng)運行的可靠性和穩(wěn)定性，系統(tǒng)采取了冗余配置。二、備煤PLC自動控制系統(tǒng)設(shè)計根據(jù)備煤車間工藝流程，將備煤車間劃分為貯煤場控制系統(tǒng)、配煤前控制系統(tǒng)和配煤后控制系統(tǒng)3個部分。每一個系統(tǒng)又按照不同起點、中間點、終點作為一種運行方式，每種運行方式由于設(shè)備選擇不同又包括多條料線，每條料線都有集中啟動、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臺設(shè)備（3#粉碎機），所涉及的控制料線有10條。計算機控制系統(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)視控制級由工程師站和操作員站構(gòu)成;硬件采用高性能PC機;操作系統(tǒng)采用WindowsXP操作系統(tǒng)。操作員可以通過鍵盤、鼠標(biāo)完成操作、控制指令發(fā)送、報警確認(rèn)等功能。操作員站可以根據(jù)實際情況設(shè)置多個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行粉碎處理，然后再進行配煤、粉碎，送往煤塔供煉焦用，如圖1所示。圖1中，需要預(yù)粉碎的煤種進入預(yù)粉碎機進行預(yù)粉碎處理，不需要預(yù)粉碎的煤種，跨過預(yù)粉碎機直接經(jīng)各級膠帶送往配煤槽。為了進一步提高焦炭強度，公司新增1臺預(yù)粉碎機。根據(jù)公司實際情況，備煤車間只在冬季當(dāng)煤有大塊時才使用雙軌破碎機，平時走直通料線（走直通料線時，破碎機不接入系統(tǒng)），因此，筆者將破碎機所涉及的6條料線進行了重新編程、調(diào)試，使其能同時滿足使用破碎機和走直通料線2種情況時的要求。從貯煤場到配煤槽的系統(tǒng)屬于配煤前控制系統(tǒng)。由圖1可知，除破碎機和預(yù)粉碎機之外所有設(shè)備相同，且破碎機和預(yù)粉碎機處于并行方式運行，依據(jù)前一設(shè)備電動翻板判斷走破碎機還是預(yù)粉碎機，因此，兩者所涉及到的料線除此2個設(shè)備外其它設(shè)備控制方式完全相同。根據(jù)公司實際情況，只對結(jié)焦性差的難粉碎的單種煤進行預(yù)粉碎，因此，為了進一步提高生產(chǎn)效率，減少非必要停車次數(shù)，通過將電動翻板控制方式由自動改為手動，實現(xiàn)了走破碎機、預(yù)粉碎機和直通料線的無停車切換。三、PLC過程控制為了聯(lián)動生產(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)動控制（自動控制），機旁單獨控制（現(xiàn)場手動控制）。在設(shè)備的控制電機旁安裝操作箱，操作上的轉(zhuǎn)換開關(guān)有兩個位置信號：自動、手動。1.中央聯(lián)動控制設(shè)備的轉(zhuǎn)換開關(guān)置于“自動”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)動運轉(zhuǎn)狀態(tài)，系統(tǒng)聯(lián)動運轉(zhuǎn)準(zhǔn)備完成，可以啟動聯(lián)動 PLC程序。2.機旁單獨控制設(shè)備的轉(zhuǎn)換開關(guān)置于“手動”位置，斷路器合上，表示設(shè)備處于機旁單獨操作狀態(tài)。對應(yīng)手動位置，操作箱上安裝兩個按鈕分別為啟動按鈕和停止按鈕，作為設(shè)備單獨運行的控制按鈕。這種控制方式主要單個設(shè)備檢修或聯(lián)動設(shè)備出現(xiàn)故障不能正常運行的情況。四、配煤系統(tǒng)過程控制配煤系統(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個煤槽，共有10個配煤斗，用物位計監(jiān)視在庫量，物位計采用重錘料位計，輸出模擬量信號 420 mA。連接到 PLC 模擬量輸入模塊，作為操作工高料位或無料位故障監(jiān)控和處理。煤槽前的皮帶上裝皮帶秤，實時監(jiān)測入槽的煤料，操作員通過畫面觀察上煤情況，若出現(xiàn)異常通知堆取料機控制取煤量或停止裝煤。工業(yè) PC機和 PLC作為中央操作控制部件和顯示部件與10 臺皮帶秤數(shù)字控制模塊及稱重控制模塊相連，用于對稱量和給料系統(tǒng)的過程控制和管理，實現(xiàn)對給料帶式輸送機、稱量帶式輸送機順序啟動，報警以及模擬量信號處理，實現(xiàn)系統(tǒng)自動、手動控制，并與輸煤系統(tǒng) PLC進行通訊，實現(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、上位機相連。結(jié)語： 備煤自動化控制系統(tǒng)經(jīng)過了多年的發(fā)展和積累經(jīng)驗，對于其中需要注意的問題都已經(jīng)把握到位，但是在系統(tǒng)中仍然存在著許多不足，以此，