畢業(yè)論文-PLC控制的焦化備煤系統(tǒng)設(shè)計

PLC控制的焦化備煤系統(tǒng)設(shè)計PAGEPAGE37下載需知下載需知★本站上傳的文檔資源均來自互聯(lián)網(wǎng)，以分享為目的，為有需要者提供學(xué)習(xí)與參考，版權(quán)為原作者所有，若侵犯到原作者的權(quán)益,請?zhí)岢鲋刚?及時與網(wǎng)站客服聯(lián)系，并提供必要的證據(jù)，如屬實，網(wǎng)站會在第一時間進(jìn)行處理，立即刪除相應(yīng)下載鏈接頁面并將文檔刪除。★本站上傳的文檔，在文檔排版上進(jìn)行過整理，并未對內(nèi)容進(jìn)行增加或刪除，因此，本站并不保證文檔質(zhì)量，因此下載之前，務(wù)必先預(yù)覽一番，因為預(yù)覽與下載的內(nèi)容完全一樣，所以如果發(fā)現(xiàn)內(nèi)容有問題，請不要下載?！锵螺d后的word文檔均可進(jìn)行復(fù)制、編輯，沒有密碼保護(hù)，PDF格式均可轉(zhuǎn)換成word，PPT文檔可直接進(jìn)行修改。因上傳需要對文檔進(jìn)行轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換過程中有可能不能正常閱讀或是下載后不能編輯，遇到這種問題，可以留言，留下郵箱地址，我們會把原始文檔發(fā)送到你的郵箱。1緒論1.1研究背景及意義1.1.1焦化生產(chǎn)工藝簡述焦化生產(chǎn)是聯(lián)合煉鋼企業(yè)的一個重要組成部分，前提是必須有一個完善的備煤系統(tǒng)，將各單種煤進(jìn)行配合，配合后的煤料輸送到煤塔作為煉焦的原料[1]。出焦后需要篩焦系統(tǒng)將焦炭塊篩分成不同用途規(guī)格的產(chǎn)品。如圖1-1所示焦化生產(chǎn)的概略圖。圖1.1焦化生產(chǎn)過程該略圖由圖1-1可知，備煤系統(tǒng)的任務(wù)是將外來精煤進(jìn)行卸車、貯存并加工配合成符合焦?fàn)t生產(chǎn)要求的煤料，包括輸煤系統(tǒng)和配煤系統(tǒng)。備煤系統(tǒng)由以下設(shè)備組成：火車卸車場、煤場、臨時煤槽、配煤室、粉碎機(jī)室、煤塔以及皮帶運(yùn)輸系統(tǒng)。1.1.2研究目的及意義備煤、出焦過程屬于典型的連續(xù)型流程生產(chǎn)自動控制系統(tǒng)，生產(chǎn)條件和生產(chǎn)環(huán)境十分惡劣，其主要特點(diǎn)為：(1)工藝流程復(fù)雜，設(shè)備繁多分散。且由于各個設(shè)備之間需要聯(lián)鎖，料線之間需要互鎖，屬于交叉復(fù)雜過程控制。而且采用繼電器控制組成的控制系統(tǒng)雖能實現(xiàn)自動控制，但是維護(hù)困難，不適應(yīng)粉塵大，濕度大的工作環(huán)境，所以尋求一種自動化程度高，工作可靠，能適應(yīng)較差工作環(huán)境的自動控制系統(tǒng)勢在必行。(2)自動化控制水平遵循經(jīng)濟(jì)、實用、有效性、性價比高的原則。同時要有利于生產(chǎn)質(zhì)量控制和生產(chǎn)安全，不片面追求高、精、尖配置。(3)控制過程中，對控制指令的反應(yīng)要求比較靈敏，且需要采集的現(xiàn)場信號較多，例如溫度、壓力、流量、電流、料量等。針對上述問題，一般采用集散控制的思想進(jìn)行解決。近年來，集散控制（DCS）的思想越來越廣泛地被應(yīng)用于新建、擴(kuò)建和技改項目中，然而傳統(tǒng)的集散控制系統(tǒng)一般來講其控制規(guī)模比較大，成本費(fèi)用比較高，限制了在中小規(guī)模的自控系統(tǒng)項目中的推廣應(yīng)用，已經(jīng)不能滿足目前的自動化過程控制系統(tǒng)的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計要求。因此，如何建立完善的生產(chǎn)監(jiān)控管理系統(tǒng)，實現(xiàn)生產(chǎn)過程的參數(shù)全局化、網(wǎng)絡(luò)化，使控制系統(tǒng)滿足生產(chǎn)目標(biāo)的要求，進(jìn)而使整個生產(chǎn)經(jīng)營運(yùn)行于最佳狀態(tài)，是本課題的研究重點(diǎn)，具有比較大的經(jīng)濟(jì)和社會意義。1.2現(xiàn)狀研究與研究方法煉焦工業(yè)是我國國民經(jīng)濟(jì)的重點(diǎn)行業(yè)，它跨越冶金、化工、城建、煤炭等部門。隨著鋼鐵生產(chǎn)的發(fā)展，城市煤氣化的普及以及煤礦坑口焦?fàn)t的興起，焦?fàn)t興建的數(shù)目還在增加。但是我國焦化生產(chǎn)的自動化裝備水平與國際相比差距甚大。采用電子技術(shù)，特別是計算機(jī)技術(shù)取代傳統(tǒng)的人工操作，實現(xiàn)作業(yè)制度的在線管理，是當(dāng)前煉焦生產(chǎn)過程急待解決的課題[2]。但是我國備煤系統(tǒng)工藝落后，設(shè)備陳舊,能源消耗大,自動化裝備水平與國際相比差距甚大。上述一系列問題嚴(yán)重制約了高爐的生產(chǎn)水平，因此建成一系列工程運(yùn)行良好，效益明顯，技術(shù)和管理等各方面趨于成熟的焦化工程一直是我國工業(yè)發(fā)展的重中之重。大型焦化廠生產(chǎn)過程的計算機(jī)控制一直是鋼鐵聯(lián)合企業(yè)的薄弱環(huán)節(jié)，雖然國內(nèi)外學(xué)者在這方面進(jìn)行了不少研究工作，并取得了一定成績，但是因為焦化生產(chǎn)過程中的介質(zhì)復(fù)雜，測量難度大，工藝流程復(fù)雜，各工序既獨(dú)立又相互關(guān)聯(lián)和影響。另外由于焦化生產(chǎn)過程的有毒污染物多，操作環(huán)境惡劣，所以具有一定的難度。為改善焦化生產(chǎn)過程的落后面貌，降低能耗，提高產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量和減輕操作人員的勞動強(qiáng)度，計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)已經(jīng)逐漸地進(jìn)入焦化生產(chǎn)第一線。以前，備煤系統(tǒng)多采用繼電—接觸器控制方式，電氣控制設(shè)備因大量使用機(jī)電式觸點(diǎn)電器，從而存在接線多、接頭多、觸點(diǎn)轉(zhuǎn)換頻繁和故障可能性大、可靠性低、維修量增大、維護(hù)困難、不適應(yīng)粉塵大、濕度大的工作環(huán)境等一系列問題。所以尋求一種自動化程度高，工作可靠，能適應(yīng)較差工作環(huán)境的自動控制系統(tǒng)勢在必行。因此，采用電子技術(shù)，特別是計算機(jī)技術(shù)取代傳統(tǒng)的人工操作，實現(xiàn)作業(yè)制度的在線管理，是當(dāng)前焦化備煤過程中急待解決的課題。另一方面，隨著工業(yè)的發(fā)展，焦炭的需求也越來越大，同時對備煤系統(tǒng)也提出了更高的要求。新技術(shù)的不斷推廣和應(yīng)用，使得以提高質(zhì)量為前提的降低生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)效率成為人們不斷追求的目標(biāo)?；谏鲜瞿繕?biāo)，本課題主要是采用了工業(yè)控制計算機(jī)(IPC)+可編程控制器(PLC)模式的兩級分布式控制系統(tǒng)，建立一套完善的備煤過程控制系統(tǒng)以實現(xiàn)生產(chǎn)過程自動化，按工藝流程實現(xiàn)交叉復(fù)雜順序控制及邏輯控制，解決各個子系統(tǒng)之間的銜接、系統(tǒng)內(nèi)部的設(shè)備聯(lián)鎖和料線互鎖問題，以提高生產(chǎn)效率。1.3論文主要內(nèi)容本文設(shè)計并開發(fā)了一套基于IPC+PLC模式的過程控制系統(tǒng)，上位機(jī)采用工業(yè)控制計算機(jī)作為系統(tǒng)的監(jiān)控級，下位機(jī)選用PLC控制現(xiàn)場設(shè)備，而本文主要介紹下位機(jī)的選型和實現(xiàn)。文章首先簡要闡述焦化生產(chǎn)工藝及備煤系統(tǒng)介紹，從而提出研究對象現(xiàn)階段所存在的問題，分析研究現(xiàn)狀，提出總體的研究方法和設(shè)計方案。第二章在分析備煤系統(tǒng)工藝流程的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了總體方案設(shè)計，給出了系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖、網(wǎng)絡(luò)圖和硬件配置清單。第三章是控制軟件設(shè)計與實現(xiàn)，介紹了控制軟件的設(shè)計方法與實現(xiàn)方法。第四章分別從硬件和軟件兩方面來闡述備煤控制系統(tǒng)的抗干擾措施。第五章是結(jié)論與展望，對整個系統(tǒng)的的設(shè)計與實施進(jìn)行總結(jié)。2控制系統(tǒng)總體設(shè)計2.1備煤工藝流程描述備煤系統(tǒng)的任務(wù)是將外來精煤進(jìn)行卸車、儲存并加工配合成符合焦?fàn)t生產(chǎn)要求的煤料，它包括輸煤系統(tǒng)和配煤系統(tǒng)。具體工藝流程是：原煤由火車運(yùn)入廠區(qū)卸車場，卸車場采用門市螺旋卸車機(jī)將煤卸入兩側(cè)的導(dǎo)料槽，由皮帶機(jī)送至煤場分類堆放起來；按生產(chǎn)需要，煤再由煤場經(jīng)過堆取料機(jī)和皮帶機(jī)送至配煤室，各種不同種類的煤在配煤室按一定比例配合后，由皮帶機(jī)送至粉碎機(jī)室，粉碎后的粉煤由皮帶機(jī)送至煤塔作為焦?fàn)t生產(chǎn)用煤[2]。工藝流程如圖2.1所示。圖2.1備煤過程工藝流程圖本次設(shè)計主要是針對煤由卸車場-煤場和煤場-配煤室這兩條料線過程進(jìn)行研究。詳細(xì)流程圖如圖2.2所示：M3M1M6煤場M4M5堆取料機(jī)配煤室火車卸料場M2M3M1M6煤場M4M5堆取料機(jī)配煤室火車卸料場M2圖2.2系統(tǒng)總體流程圖2.2方案設(shè)計與論證傳統(tǒng)的備煤系統(tǒng)應(yīng)用繼電器—接觸器控制方式。雖然繼電器比以往的產(chǎn)品具有更高的可靠性。但是，這也是隨之帶來的一些問題。如絕大多數(shù)控制繼電器都是長期磨損和疲勞工作條件下進(jìn)行的，容易損壞。而且繼電器的觸點(diǎn)容易產(chǎn)生電弧，甚至?xí)墼谝黄甬a(chǎn)生誤操作，引起嚴(yán)重的后果。再者，對一個具體使用的裝有上百個繼電器的設(shè)備，其控制箱將是龐大而笨重的。在全負(fù)荷運(yùn)載的情況下，大的繼電器將產(chǎn)生大量的熱及噪聲，同時也消耗了大量的電能。并且繼電器控制系統(tǒng)必須是手工接線、安裝，如果有簡單的改動，也需要花費(fèi)大量時間及人力和物力去改制、安裝和調(diào)試。所以尋求一種自動化程度高，工作可靠，能適應(yīng)較差工作環(huán)境的自動控制系統(tǒng)勢在必行?？删幊炭刂破饕泽w積小功能強(qiáng)大所著稱，它不但可以很容易地完成順序邏輯、運(yùn)動控制、定時控制、計數(shù)控制、數(shù)字運(yùn)算、數(shù)據(jù)處理等功能，而且可以通過輸入輸出接口建立與各類生產(chǎn)機(jī)械數(shù)字量和模擬量的聯(lián)系，從而實現(xiàn)生產(chǎn)過程的自動控制。特別是現(xiàn)在，由于信息、網(wǎng)絡(luò)時代的到來，擴(kuò)展了PLC的功能，使它具有很強(qiáng)的聯(lián)網(wǎng)通訊能力，從而可以泛地應(yīng)用于焦化行業(yè)中。在本項目中，主要基于IPC+PLC模式構(gòu)建控制系統(tǒng)，組建計算機(jī)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，其基本思想是分散控制、集中操作、分級管理、配置靈活以及組態(tài)方便。即將流程工業(yè)的自動控制過程與操作管理人員對自動控制過程的管理過程相對分離；流程工業(yè)的自動控制過程由各控制站相對獨(dú)立地自動完成，而操作人員對自動控制過程的管理則由中央控制室的操作站來完成。中央操作站與各現(xiàn)場控制站一方面各自相對獨(dú)立地運(yùn)行，從而將各種故障限制在局部范圍內(nèi)，極大地提高了自動控制系統(tǒng)總體的安全性和可靠性；另一方面又相互進(jìn)行實時數(shù)據(jù)通訊和信息交換，實現(xiàn)了操作人員在中央控制室的操作站對整個自動控制過程進(jìn)行管理和調(diào)整。備煤系統(tǒng)的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)主要由兩級控制器構(gòu)成：上位監(jiān)控級和下位控制級。(1)上位監(jiān)控級包括網(wǎng)絡(luò)操作站、打印機(jī)等,監(jiān)控備煤過程中的所有信息，進(jìn)行顯示、操作、記錄、數(shù)據(jù)處理、報表輸出，并且可以按照一定權(quán)限進(jìn)行控制回路的組態(tài)和參數(shù)修改等操作。其主要是監(jiān)視系統(tǒng)各設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)、過程數(shù)據(jù)、報警及引導(dǎo)內(nèi)容的顯示、設(shè)備操作、參數(shù)設(shè)定、報表打印等。(2)下位控制級是通過控制單元所連接的檢測和控制設(shè)備對生產(chǎn)過程實施控制，并通過通訊電纜與操作站相連，接受操作管理信息并傳遞實時數(shù)據(jù)。本文采用可編程序控制器組建PLC控制網(wǎng)絡(luò)，對設(shè)備進(jìn)行分散控制，集中管理。PLC控制網(wǎng)絡(luò)的主要任務(wù)是實現(xiàn)對備煤生產(chǎn)過程的自動控制，因此它需要能夠自動采集有關(guān)的各種工藝參數(shù)以及設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)生產(chǎn)信息，然后按照事先編好的控制程序進(jìn)行大量的數(shù)值計算，最后輸出4～20MA標(biāo)準(zhǔn)模擬信號去驅(qū)動閥門、電機(jī)等執(zhí)行機(jī)構(gòu)，調(diào)節(jié)工藝參數(shù)，實現(xiàn)生產(chǎn)過程的自動控制；除此之外，還要通過通訊部件與操作站進(jìn)行實時通訊，將采集到的各種生產(chǎn)信息傳送到操作站供操作人員使用，同時接收操作人員通過操作站發(fā)出的各種指令實時調(diào)整自動控制方案、優(yōu)化生產(chǎn)過程，因此PLC需要具有標(biāo)準(zhǔn)化的通訊接口[3]。圖2.3備煤系統(tǒng)框圖本課題主要完成的是下位機(jī)控制級的實現(xiàn)，系統(tǒng)具有良好的開放性和安全性。下位控制級以PLC為核心，完成對現(xiàn)場設(shè)備的控制與數(shù)據(jù)采集。備煤控制系統(tǒng)框圖如圖2.3所示。備煤系統(tǒng)的工藝過程多以順序控制為主，基于PLC對于順序控制所具有的獨(dú)特的優(yōu)勢，控制系統(tǒng)以遵循現(xiàn)場總線通訊協(xié)議的PLC為優(yōu)選對象。PLC的通信包括PLC各站點(diǎn)之間、PLC與上位計算機(jī)之間以及PLC與其它智能設(shè)備間的通信。PLC系統(tǒng)與通用計算機(jī)可以直接或通過通信處理單元、通信轉(zhuǎn)接器相連構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)，以實現(xiàn)信息的交換，并可構(gòu)成“集中管理、分散控制”的分布式控制系統(tǒng)，滿足工廠自動化(FA)系統(tǒng)發(fā)展的需要，各PLC系統(tǒng)或遠(yuǎn)程I/O模塊按功能各自放置在生產(chǎn)現(xiàn)場分散控制，然后采用網(wǎng)絡(luò)連接構(gòu)成集中管理的分布式網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)[4]。目前在工業(yè)現(xiàn)場中，Profibus是目前最成功的現(xiàn)場總線之一，已得到廣泛地應(yīng)用。它是不依賴生產(chǎn)廠家的、開放式的現(xiàn)場總線，各種各樣的自動化設(shè)備均可通過同樣的接口交換信息。Profibus系列中的Profibus-DP是一種經(jīng)過優(yōu)化的高速和便宜的通信連接，它的設(shè)計是專門為自動控制系統(tǒng)與分散的I/O設(shè)備級之間進(jìn)行通信使用的，使用Profibus-DP可取代24伏或0-20毫安的并行信號傳輸，Profibus具體規(guī)定了串行現(xiàn)場總線的技術(shù)和功能特性，它可使分散式數(shù)字化控制器從現(xiàn)場底層到車間及網(wǎng)絡(luò)化[5]。2.3系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)在本文中，控制級選由西門子的S7-300系列PLC控制器等構(gòu)成。S7-300是模塊化中小型PLC系統(tǒng)，它能滿足中等性能要求的應(yīng)用，模塊化、無風(fēng)扇結(jié)構(gòu)使系統(tǒng)構(gòu)成靈活，易于實現(xiàn)分布，易于用戶掌握?？刂屏磕K包括數(shù)字量輸入/輸出、模擬量輸入/輸出，模塊的數(shù)量和配置由當(dāng)?shù)毓ぷ髡镜乃杩刂坪筒杉狞c(diǎn)數(shù)所決定[6]。(1)根據(jù)預(yù)測現(xiàn)場的控制點(diǎn)數(shù)及控制回路的數(shù)量采用CPU315作為中央處理單元，存貯空間為64K，滿足控制需要。另一方面基于本系統(tǒng)控制工作站較多的特點(diǎn)，主要利用CPU315的DP通訊口實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。(2)數(shù)字量輸入模塊采用SM321類型，用于采集現(xiàn)場設(shè)備的狀態(tài)信號。(3)數(shù)字量輸出模塊采用SM322類型，用于發(fā)送指令到設(shè)備控制回路，從而在現(xiàn)場產(chǎn)生動作。(4)模擬量輸入模塊采用SM331類型，用于采集現(xiàn)場溫度信號、流量信號、壓力信號、瞬時料量信號、位置信號以及閥門狀態(tài)等。(5)模擬量輸出模塊采用SM332類型，直接輸出模擬信號用于控制現(xiàn)場藕合器執(zhí)行機(jī)構(gòu)的位置以及電動閥開、關(guān)狀態(tài)。根據(jù)我們所設(shè)計的備煤系統(tǒng)的所需輸入、輸出點(diǎn)的數(shù)量和對PLC功能的基本要求，列出設(shè)備清單如下表：表2-1S7-300的設(shè)備清單序號名稱型號數(shù)量1CPU模塊CPU31512數(shù)字量輸入模塊SM321：DI1623數(shù)字量輸出模塊SM322:DO1614電源模塊PS30715接口模塊IM3601輸煤系統(tǒng)具有一個中央操作單元，備煤系統(tǒng)共有的控制點(diǎn)數(shù)：數(shù)字量輸入30點(diǎn)，數(shù)字量輸出15點(diǎn)。以Profibus-DP的協(xié)議形式組成通訊網(wǎng)絡(luò)。共用了3個信號模塊：2個數(shù)字輸入模塊，1個數(shù)字輸出模塊。如圖2.4所示備煤系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖。圖2.4PLC硬件結(jié)構(gòu)圖2.4本章小結(jié)本章首先給出備煤系統(tǒng)的工藝流程圖，然后提出了備煤系統(tǒng)IPC+PLC模式的總體設(shè)計方案，并給出了系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)和PLC系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)。3控制軟件設(shè)計與實現(xiàn)IPC+PLC模式的過程控制系統(tǒng)的控制器選用STEP7聯(lián)鎖、邏輯控制，在進(jìn)行軟件編制之前，需要依據(jù)實際的控制模塊在操作站上進(jìn)行硬件組態(tài)配置，硬件組態(tài)也是一種圖形化的組態(tài)方式，硬件組態(tài)的所有模塊都可以從STEP7提供的元件庫中找到相應(yīng)的型號將其拖放到相應(yīng)的位置，并將其屬性設(shè)置成與實際硬件一致。硬件組態(tài)后下載到相應(yīng)的過程控制站，這樣使得實際硬件安裝模塊和硬件組態(tài)一致，從而I/O模塊上的每一點(diǎn)的點(diǎn)號地址就得以確認(rèn)[7]。3.1控制軟件設(shè)計為了保證備煤系統(tǒng)的正常、可靠運(yùn)行，應(yīng)滿足以下控制要求：(1)系統(tǒng)的控制設(shè)備具備中央聯(lián)動運(yùn)轉(zhuǎn)(自動)和機(jī)側(cè)單獨(dú)運(yùn)轉(zhuǎn)(手動)兩種控制方式，在中央控制室可對中央聯(lián)動運(yùn)轉(zhuǎn)控制方式下的設(shè)備進(jìn)行聯(lián)動操作，對機(jī)側(cè)單獨(dú)運(yùn)轉(zhuǎn)的設(shè)備進(jìn)行監(jiān)視。(2)設(shè)備在啟動和停止過程中，要根據(jù)設(shè)備完全啟動或停止的時間合理設(shè)置間隔(延時)，以保證無堆料、壓料的現(xiàn)象。(3)逆料流啟動料線，運(yùn)行過程中，若某一臺設(shè)備發(fā)生嚴(yán)重故障，其上流設(shè)備立即停止，下流設(shè)備延時凈化停止。(4)實現(xiàn)配煤系統(tǒng)、堆取料機(jī)系統(tǒng)之間的點(diǎn)對點(diǎn)通信。在整個控制系統(tǒng)中，采用可編程序控制器作為下位機(jī)和工業(yè)控制計算機(jī)通信，對設(shè)備的運(yùn)行情況進(jìn)行實時采樣，并在屏幕上顯示系統(tǒng)的仿真畫面，兼作故障報警，報表等。PLC作為前端執(zhí)行機(jī)構(gòu)，具體負(fù)責(zé)自動開關(guān)機(jī)，并將前端采集回來的模擬量和數(shù)字量處理后傳送給上位機(jī)，由上位機(jī)進(jìn)一步進(jìn)行處理。PLC的I/O部分主要由輸入模塊和輸出模塊兩部分組成，輸出部分可直接驅(qū)動外部繼電器的通斷來實現(xiàn)外部對象的控制；輸入模塊可接收與其相連的輸入設(shè)備的數(shù)據(jù)，并應(yīng)用這些數(shù)據(jù)去監(jiān)視被控系統(tǒng)，當(dāng)程序請求某動作時，PLC發(fā)送指令給與其相連的輸出設(shè)備以產(chǎn)生動作。3.1.1運(yùn)轉(zhuǎn)控制功能考慮到聯(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，機(jī)旁單獨(dú)控制。在設(shè)備的控制電機(jī)旁安裝操作箱，操作箱上的轉(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(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，系統(tǒng)聯(lián)動運(yùn)轉(zhuǎn)準(zhǔn)備完成，可以啟動聯(lián)動PLC程序。(2)機(jī)旁單獨(dú)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(jī)旁單獨(dú)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車按鈕，作為設(shè)備單獨(dú)運(yùn)行的控制按鈕。啟動控制按鈕，設(shè)備機(jī)旁操作，這種控制方式主要用于單個設(shè)備檢修或聯(lián)動系統(tǒng)出現(xiàn)故障不能正常運(yùn)行的情況。如圖3.1所示設(shè)備的控制系統(tǒng)接線圖。圖3.1設(shè)備控制系統(tǒng)接線圖根據(jù)系統(tǒng)總體設(shè)計的控制要求，將系統(tǒng)大致設(shè)定為三種工作狀態(tài)：集中啟動、凈化停止、緊急停止。(1)集中起動完成運(yùn)行方式選擇后，選擇“集中起動”模式。系統(tǒng)起動命令發(fā)出后，現(xiàn)場電笛響起起動預(yù)示信號，20秒后，首先起動被選擇的除塵系統(tǒng)，經(jīng)延時后被選擇的系統(tǒng)設(shè)備按順序逆料流起動，系統(tǒng)處于“起動中”,該系統(tǒng)內(nèi)全部設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)后，完成起動過程，系統(tǒng)處于“運(yùn)轉(zhuǎn)中”。(2)凈化停止系統(tǒng)凈化停止命令發(fā)出后，由于皮帶輸送系統(tǒng)不能堆料，必須先停止給料設(shè)備，系統(tǒng)處于“凈化停止中”，經(jīng)過一段時間凈化后，完成凈化停止過程，該系統(tǒng)的全部設(shè)備一齊停止，再延時一段時間（20秒），除塵系統(tǒng)停止，系統(tǒng)處于“停止中”。聯(lián)鎖系統(tǒng)上因為一臺設(shè)備故障造成停機(jī)，其上流設(shè)備停止，下流設(shè)備經(jīng)過一段凈化時間后一齊停止。(3)緊急停止按動集控室中央操作臺上的緊急停止按紐，系統(tǒng)聯(lián)動設(shè)備全部停止，設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)指示消去，并故障報警指示。3.1.2故障處理功能系統(tǒng)故障分為重故障、輕故障兩類，所有故障均要求在集控室監(jiān)視?，F(xiàn)場的檢測儀器針對每臺設(shè)備有四種故障狀態(tài)：重跑偏、事故開關(guān)、重故障、輕跑偏。(1)重故障：若聯(lián)鎖系統(tǒng)發(fā)生重故障，該設(shè)備停止，其上流設(shè)備一齊停止，下流設(shè)備經(jīng)過一段凈化時間后一齊停止。遵循這條原則進(jìn)行設(shè)備的故障模塊的設(shè)計。重故障包括以下故障：過負(fù)荷、斷路器跳閘、皮帶拉線故障、皮帶重跑偏、模擬量超過上限設(shè)定值等。(2)輕故障：故障點(diǎn)設(shè)備繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，不影響其他設(shè)備的運(yùn)行情況。輕故障包括以下故障：皮帶打滑、皮帶輕跑偏，模擬量超過上限設(shè)定值等。3.1.3備煤PLC系統(tǒng)與上位機(jī)、堆取料機(jī)系統(tǒng)、自動配煤系統(tǒng)之間以通信方式互相傳遞信息，實現(xiàn)與堆取料機(jī)、配煤室的點(diǎn)對點(diǎn)通信[10]。堆取料機(jī)處于煤場中，有一個控制室可進(jìn)行獨(dú)立的操作，有堆煤、取煤、直通三種運(yùn)行狀態(tài)，啟動前下位機(jī)需要接收到堆取料機(jī)的“備妥信號”。以卸車到煤場方式為例，堆取料機(jī)屬于堆煤操作，逆料流啟動到堆取料機(jī)時，中央控制室發(fā)出“堆取料機(jī)堆料信號”至堆取料機(jī)控制室，堆取料機(jī)接收后啟動內(nèi)部的一套PLC系統(tǒng)將懸臂皮帶開起來進(jìn)行堆煤操作同時反饋一個“堆取料機(jī)懸臂正轉(zhuǎn)信號”給中央控制室作為料線上的下一臺設(shè)備的啟動信號。備煤系統(tǒng)的中央控制室與配煤系統(tǒng)的點(diǎn)對點(diǎn)(PTP)通訊。以配煤后方式為例，按照啟動順序當(dāng)所有設(shè)備都運(yùn)行后才啟動配煤系統(tǒng)。中央控制室發(fā)出“備煤系統(tǒng)啟動信號”，自動配煤系統(tǒng)接收該信號啟動圓盤給料機(jī)并反饋“自動配煤運(yùn)轉(zhuǎn)信號”在上位機(jī)畫面進(jìn)行顯示。若出現(xiàn)故障首先停止自動配煤系統(tǒng)給料，中央控制室發(fā)出“備煤系統(tǒng)緊急停止”信號，配煤系統(tǒng)進(jìn)行內(nèi)部的緊急停止處理并取消“自動配煤運(yùn)轉(zhuǎn)信號”。3.2控制軟件實現(xiàn)3.2.1軟件開發(fā)工具在PCS7過程控制系統(tǒng)中，下位機(jī)采用軟件STEP7對控制系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計和程，STEP7[16]是一個對S7-300和S7-400PLC進(jìn)行編程的應(yīng)用軟件包，是用SIMATIC可編程控制器組態(tài)和編程的標(biāo)準(zhǔn)軟件包，它是SIMATIC工業(yè)軟件的組部分。標(biāo)準(zhǔn)軟件包運(yùn)行在Windows95/98/NT4.0/2000/XP下，并與Windows的圖和面向?qū)ο蟮牟僮髟硐嗥ヅ?。STEP7中集成的SIMATIC編程語言和語言表達(dá)式符合EN61131-3或IEC1131-3標(biāo)準(zhǔn)。STEP7標(biāo)準(zhǔn)軟件包提供了多種功能[11]:(1)硬件、通訊組態(tài)(2)符號管理器(3)編程語言(LAD/STL/FBD)(4)SIMATIC管理器(5)NETPRO通訊組態(tài)(6)系統(tǒng)自診斷(7)建立變量表為通訊存儲器賦值(8)建立和管理項目資源(9)定義絕對地址和符號地址等使用S7-300軟件包除了可以編制S7程序塊以外，還可以設(shè)定各種參數(shù)，線監(jiān)測，查詢故障等。本項目采用模塊化編程，創(chuàng)建不同的系統(tǒng)項目，組成工重慶學(xué)碩士學(xué)位論文3軟件設(shè)站，加入硬件和通訊組態(tài)，在SIMATIC工作站添加不同的功能模塊。備煤過程制系統(tǒng)根據(jù)工藝流程，按照不同的聯(lián)鎖關(guān)系組成多種運(yùn)行方式，在集控室集中鎖控制設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)。在編程實現(xiàn)的過程中又可根據(jù)運(yùn)行方式的不同編寫不同的功(FC)，然后在組織塊(OB1)中，調(diào)用各個功能(FC)，從而滿足不同控制要求[9]。3.2.2系統(tǒng)運(yùn)行實現(xiàn)輸煤系統(tǒng)具有三種工作狀態(tài)：集中啟動，凈化停止，緊急停止。在系統(tǒng)的設(shè)計中根據(jù)不同的起點(diǎn)、中間點(diǎn)、終點(diǎn)劃分為不同的運(yùn)行方式。如圖3.2所示為輸煤系統(tǒng)各運(yùn)行方式，其中M1-M6表示不同的輸送皮帶。圖3.2輸煤過程圖本課題采用STEP7標(biāo)準(zhǔn)軟件包進(jìn)行模塊化編程，創(chuàng)建不同的系統(tǒng)項目，組工作站，加入硬件和通訊組態(tài)，在SIMATIC工作站添加不同的功能模塊[10]?？刂平y(tǒng)軟件分為幾個模塊：啟動模塊、停止模塊、故障處理模塊、通信模塊。在主序OB1中實現(xiàn)對相應(yīng)功能塊FC的調(diào)用，對應(yīng)每一條料線編寫相應(yīng)的功能塊，據(jù)上位機(jī)發(fā)出的操作指令執(zhí)行相應(yīng)的功能塊FC。通過判斷調(diào)用條件實現(xiàn)上、下機(jī)的接口，從而啟動正確的功能塊?？刂瞥绦蚴紫扰袛嘣O(shè)備的啟動、聯(lián)鎖條件是否滿足。由以上可知，系統(tǒng)運(yùn)方式繁多，且相互之間存在著互鎖關(guān)系，因此在PLC中給每個運(yùn)行方式分配一“方式位”，每種運(yùn)行方式包括多條單料線且這些單條料線不能同時運(yùn)作。程序現(xiàn)時給每條料線分配互不相同的集中啟動位，當(dāng)上位機(jī)選擇方式成立并啟動料時，相應(yīng)的“方式位”和“集中啟動位”為1，下位機(jī)接收到啟動信號對啟動模進(jìn)行調(diào)用。同樣，每條料線都分配“停止位”以便在進(jìn)行正常停止時作為條件用停止模塊。如圖3.3所示控制系統(tǒng)模塊。圖3.3控制系統(tǒng)模塊圖3.4所示為系統(tǒng)聯(lián)鎖啟動條件，圖3.5所示為系統(tǒng)聯(lián)鎖停車條件。圖3.4系統(tǒng)聯(lián)鎖啟動條件圖3.5系統(tǒng)聯(lián)鎖停車條件控制系統(tǒng)程序流程圖如圖3.6所示。圖3.6控制系統(tǒng)程序流程圖系統(tǒng)在三種運(yùn)行方式下的實現(xiàn)如下：(1)啟動模塊系統(tǒng)啟動后，判斷中央操作和故障情況，若不在中央操作狀態(tài)或該料線上有故障存在，那么料線不能啟動且處于等待再次啟動狀態(tài)。準(zhǔn)備條件具備，現(xiàn)場響起電笛發(fā)出預(yù)示啟動信號，為防止皮帶壓料的情況，要求經(jīng)延時后按順序逆料流啟動。下流設(shè)備在接到上一臺設(shè)備的“運(yùn)轉(zhuǎn)信號”后延時一段時間啟動。啟動完畢系統(tǒng)處于運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)中，集中啟動復(fù)位，使凈化停止有效，等待上位機(jī)發(fā)出停止指令。如圖3.7所示為料線的啟動流程。圖3.7料線啟動流程(2)停止模塊完成任務(wù)后，正常情況下系統(tǒng)需停止工作。按照料流的方向順序停止，即先停給料設(shè)備，再停止受料設(shè)備。在程序中使上流設(shè)備的“運(yùn)轉(zhuǎn)指令”消失，外部繼電器動作，無“運(yùn)轉(zhuǎn)信號”送至PLC利用這樣的條件依次停止下流設(shè)備，當(dāng)所有的設(shè)備停止后，PLC送出“備煤系統(tǒng)正常停止”信號。這樣系統(tǒng)處于停止中，設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)指示消去，等待下一次的啟動命令。如圖3.8為料線停止流程。圖3.8料線停止流程緊急情況，可以操作控制室內(nèi)的外部緊急停止按鈕。下位機(jī)接到停止命令就調(diào)用一起停止模塊，那么所有設(shè)備將無條件的一起停止，并發(fā)出故障報警信號。3.2.3故障處理實現(xiàn)(1)故障點(diǎn)上流設(shè)備處理由于設(shè)備逆料流啟動，下流設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)信號是上流設(shè)備的啟動信號。若某臺設(shè)備發(fā)生重故障，在外部繼電器工作正常的情況下，無“運(yùn)轉(zhuǎn)信號”送到PLC中，因此上流設(shè)備沒有收到啟動信號，實現(xiàn)上流設(shè)備的一齊停止。(2)故障點(diǎn)下流設(shè)備處理下流設(shè)備依次順序停止，在PLC中給料線分配故障位，利用故障位實現(xiàn)對故障程序段的引導(dǎo)，實現(xiàn)對故障點(diǎn)以下的設(shè)備延時凈化停止。故障處理模塊放在集中啟動FC中進(jìn)行，運(yùn)行過程中控制模塊采集到故障信號，中斷直接跳轉(zhuǎn)到料線故障位引導(dǎo)的故障處理程序。從而上流設(shè)備因運(yùn)轉(zhuǎn)指令取消而立即停止，下流設(shè)備的停車指令在故障處理程序中延時給出。設(shè)備啟動過程中發(fā)生的任何故障都可在FC中及時進(jìn)行處理。故障處理完畢，等待下一次的集中啟動。故障處理流程框圖如3.9所示。圖3.9系統(tǒng)故障處理框圖3.2.4通訊功能實現(xiàn)SIMATICPCS7具有ODBC，OLE等標(biāo)準(zhǔn)接口，并且應(yīng)用以太網(wǎng)、Profibus現(xiàn)場總線等開放性網(wǎng)絡(luò)，從而具有很強(qiáng)的開放性，可以很容易的連接上位機(jī)管理系統(tǒng)和其他廠商的控制系統(tǒng)。采用S7-300作為整個控制系統(tǒng)的控制級，實現(xiàn)對開關(guān)量輸入、輸出：模擬量輸入信號的處理，采用國際通用的Profibus-DP現(xiàn)場總線標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議與上位機(jī)進(jìn)行通訊[14]。如圖3.10所示信號傳遞情況。圖3.10備煤系統(tǒng)與自動配煤、堆取料機(jī)之間的通信根據(jù)控制點(diǎn)數(shù)及要求，控制級的中央處理單元選用CPU315-2DP，CPU315-2DP上除了MPI編程口之外還集成有DP口，利用集成在其內(nèi)部的DP接口連接各個主站和從站，本地站和遠(yuǎn)程站，從而實現(xiàn)以Profibus-DP的協(xié)議形式組成通訊網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的交互。3.3本章小結(jié)本章闡述了控制軟件設(shè)計的要求和控制軟件的開發(fā)與運(yùn)行，具體介紹了系統(tǒng)的兩種控制方式、三種運(yùn)行方式、故障處理和通訊功能的設(shè)計與實現(xiàn)，并給出控制框圖和程序流程圖。4系統(tǒng)抗干擾措施備煤設(shè)備的運(yùn)行環(huán)境十分惡劣，其濕熱、高粉塵環(huán)境大大增加了電氣接線和繼電器吸合方面的故障，控制電纜接地也是經(jīng)常發(fā)生的故障，同時，由于控制電纜與高壓動力電纜在一個電纜溝內(nèi)遠(yuǎn)距離傳輸產(chǎn)生較高的感應(yīng)電壓，造成偶然性的誤信號，系統(tǒng)應(yīng)盡可能地縮短電纜敷設(shè)距離和盡量少地使用電纜。備煤系統(tǒng)運(yùn)行中，各種干擾信號多，是影響備煤控制系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的重要因素。要使控制系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行，增加其抗干擾能力是十分重要的。作為一種應(yīng)用于工業(yè)控制的自動裝置，PLC本身具有一定抗干擾能力，比較適應(yīng)工業(yè)現(xiàn)場環(huán)境，盡管如此由于焦化廠備煤系統(tǒng)運(yùn)行條件惡劣，各類干擾信號較多，使得抗干擾問題成為備煤控制設(shè)計、調(diào)試及運(yùn)行中的一大難題。許多備煤控制系統(tǒng)不能長期穩(wěn)定運(yùn)行，抗干擾能力差是其最主要的原因[15]。一般來說，PLC系統(tǒng)故障可分為內(nèi)部故障和外部故障兩大類，內(nèi)部故障指PLC本身的故障，外部故障指系統(tǒng)與實際過程相連的傳感器、檢測開關(guān)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)等部分的故障。PLC系統(tǒng)的故障分布情況如圖4.1所示：圖4.1PLC系統(tǒng)的故障分布情況圖由圖可知，系統(tǒng)中只有5%的故障發(fā)生在PLC內(nèi)部，說明PLC的可靠性遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于外部設(shè)備，提高系統(tǒng)可靠性的重點(diǎn)應(yīng)放在外部設(shè)備方面。因此我們從硬件和軟件兩方面考慮，對外部設(shè)備綜合運(yùn)用以下幾種抗干擾措施，在實際運(yùn)行中收到了良好效果。4.1硬件措施(1)信號隔離目前在備煤控制系統(tǒng)中，現(xiàn)場設(shè)備與I/O模塊之間的開關(guān)量信號是否需經(jīng)繼電器隔離，一直是設(shè)計中爭論的焦點(diǎn)。有觀點(diǎn)認(rèn)為不需經(jīng)繼電器隔離，可將現(xiàn)場信號直接送到I/O模塊，理由是I/O模塊本身具有一定抗干擾能力，模塊內(nèi)的光電隔離器使信號在其內(nèi)部、外部電路上完全隔離，再加上阻容濾波電路，便可有效防止干擾的侵入。同時，由于省去了中間繼電器，系統(tǒng)接線簡化，系統(tǒng)故障點(diǎn)也隨之減少。我們通過對備煤系統(tǒng)外部環(huán)境、PLC裝置內(nèi)部電路的分析以及實地運(yùn)用的考察，認(rèn)為PLC自身有良好的抗干擾性能，但在備煤控制時采用繼電器隔離仍是十分必要。(2)接地屏蔽在控制系統(tǒng)中，良好接地可消除各電路電流經(jīng)公共地線阻抗時產(chǎn)生的噪聲電壓，避免磁場及電位差的影響，使其形不成地環(huán)路。接地是抑制干擾使系統(tǒng)可靠工作的重要方法，和屏蔽結(jié)合起來使用即可解決大部分干擾問題[16]。在低頻電路中，布線和元件間的電感并不是大問題，而接地形成的環(huán)路干擾影響卻很大，因此通常采用單點(diǎn)接地的方式。PLC控制系統(tǒng)屬于低頻范疇(1MH以下)，也應(yīng)遵循單點(diǎn)接地的原則。為防止不同類型地線之間的干擾，設(shè)計時將系統(tǒng)中的數(shù)字地、模擬地、屏蔽地分別相連，然后匯集到總的接地點(diǎn)，接入備煤系統(tǒng)接地網(wǎng)。在控制系統(tǒng)中，PLC模塊、電源設(shè)備、繼電器都放在控制柜內(nèi)，對電磁場的屏蔽較好。噪聲主要由傳輸導(dǎo)線引入，因此對導(dǎo)線采取屏蔽措施也十分必要。對I/O信號采用完全屏蔽的信號電纜，并且電纜的金屬屏蔽層采用一點(diǎn)接地。若接地點(diǎn)過一個，接地點(diǎn)之間的電位差將產(chǎn)生噪聲電流，形成噪聲干擾源。(3)采用兩路電源分別供電配煤控制兩路電源都取自配煤綜合樓MCC上，而配煤綜合樓MCC電源取自配煤段，配煤系統(tǒng)中的碎煤機(jī)電源也取自配煤段，在控制狀態(tài)下啟動碎煤機(jī)，因碎煤機(jī)啟動電流大(380V，1000A左右)，對系統(tǒng)沖擊大，電壓瞬間降低大，經(jīng)常造成PLC主機(jī)死機(jī)，導(dǎo)致碎煤機(jī)不能啟動。通過多次現(xiàn)場試驗和實際操作，單獨(dú)取一路電源(與碎煤機(jī)不在同一電壓系統(tǒng)上)，就會消除這一問題，保證了控制系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。(4)電纜選擇與敷設(shè)信號傳輸線之間的相互干擾主要來自導(dǎo)線間分布電容、電感引起的電磁禍合防止干擾的有效方法首先是注意電纜的選擇，應(yīng)選用金屬鎧裝屏蔽型的控制信號電纜，一方面減少了噪聲干擾，另一方面也增強(qiáng)了電纜的機(jī)械強(qiáng)度；其次，電纜的敷設(shè)施工也是一項重要的工作，施工時應(yīng)將動力電纜和控制電纜分開，控制電纜中將強(qiáng)電電纜和弱電電纜分開。同時還要注意盡量把模擬量信號線開關(guān)量信號線、直流信號線和交流信號線分開布線，以減少不同類型信號間的干擾?？垢蓴_示意圖如圖4.2所示。圖4.2抗干擾示意圖4.2軟件措施在PLC控制系統(tǒng)中，除采用硬件措施提高系統(tǒng)的抗干擾能力外，我們還利用其計算速度快的特點(diǎn)，充分發(fā)揮軟件優(yōu)勢，以確保系統(tǒng)既不會因干擾而停止工作，又能滿足工程所要求的精度和速度。數(shù)字濾波和軟件容錯是達(dá)到這一目的的兩種經(jīng)濟(jì)、有效的方法。(1)數(shù)字濾波對于較低信噪比的模擬量信號，常因現(xiàn)場瞬時干擾而產(chǎn)生較大波動，若僅用瞬時采樣值進(jìn)行控制計算，會產(chǎn)生較大誤差，為此我們采用了數(shù)字濾波方法?，F(xiàn)場模擬量信號經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后變?yōu)殡x散的數(shù)字量信號，然后將形成的數(shù)據(jù)按時間序列存入PLC內(nèi)存，再利用數(shù)字濾波程序?qū)ζ溥M(jìn)行處理，濾去噪聲部分獲得單純信號。(2)軟件容錯由于備煤系統(tǒng)現(xiàn)場環(huán)境惡劣，干擾信號較多，I/O信號傳送距離也較長，常常會使傳送的信號有誤。為提高系統(tǒng)運(yùn)行可靠性，使PLC在信號出錯的情況下能及時發(fā)現(xiàn)錯誤，并能排除錯誤的影響繼續(xù)工作，在程序編制中還應(yīng)用了軟件容錯技術(shù)。由于現(xiàn)場調(diào)試時系統(tǒng)硬件配置已經(jīng)確定，對其增加和修改都比較困難，而從軟件方面入手則無需增加任何設(shè)備，根據(jù)具體情況采用不同的容錯技術(shù)，使用方便、靈活，可作為硬件容錯的補(bǔ)充，進(jìn)一步提高系統(tǒng)抗干擾能力。現(xiàn)場實際應(yīng)用表明，數(shù)字濾波和軟件容錯技術(shù)在程序設(shè)計中必不可少，且行之有效[17]。4.3本章小結(jié)本章根據(jù)焦化廠備煤系統(tǒng)和PLC的應(yīng)用特點(diǎn)介紹了備煤系統(tǒng)中的幾種抗干擾措施，包括硬件措施和軟件措施，對于其它場合的PLC控制系統(tǒng)也同樣具有推廣應(yīng)用價值。綜合運(yùn)用上述抗干擾措施能夠基本消除干擾信號的影響，從而保證備煤系統(tǒng)的可靠運(yùn)行。第五章結(jié)論大型焦化廠生產(chǎn)過程的計算機(jī)控制一直是鋼鐵聯(lián)合企業(yè)的薄弱環(huán)節(jié)，雖然國內(nèi)外學(xué)者在這方面進(jìn)行了不少研究工作，并取得了一定成績，然而焦化生產(chǎn)過程中的介質(zhì)復(fù)雜，測量難度大，工藝流程復(fù)雜，各工序既獨(dú)立又相互關(guān)聯(lián)和影響。另外由于焦化生產(chǎn)過程的有毒污染物多，操作環(huán)境惡劣，所以具有一定的難度。本課題以PLC控制的焦化備煤系統(tǒng)設(shè)計研究對象，著眼于提高企業(yè)的生產(chǎn)效率，實現(xiàn)生產(chǎn)過程中的綜合自動化問題，以實用、經(jīng)濟(jì)為原則，開發(fā)了一套基于IPC＋PLC模式的兩級計算機(jī)備煤控制系統(tǒng)。其主要工作如下：(1)分析備煤系統(tǒng)的工藝流程圖，然后提出了備煤系統(tǒng)IPC+PLC模式的總體設(shè)計方案，并給出了系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)和PLC系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)。(2)闡述了控制軟件設(shè)計的要求和控制軟件的開發(fā)與運(yùn)行，具體介紹了系統(tǒng)的兩種控制方式、三種運(yùn)行方式、故障處理和通訊功能的設(shè)計與實現(xiàn)，并給出控制框圖和程序流程圖。(3)介紹了備煤系統(tǒng)中的幾種抗干擾措施，包括硬件措施和軟件措施在系統(tǒng)的設(shè)計和開發(fā)過程中,運(yùn)用了PLC和現(xiàn)場總線技術(shù)，解決了一系列備煤過程中的問題。不僅降低了生產(chǎn)成本、降低操作人員的勞動強(qiáng)度，更使系統(tǒng)實時性和穩(wěn)定性大大提高，具有良好的社會和經(jīng)濟(jì)效益。參考文獻(xiàn)[1]《焦化設(shè)計參考資料》編寫組.焦化設(shè)計參考資料[M].北京:冶金工業(yè)出版社,1980.[2]蘇新新.焦化備煤與出焦過程控制系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[D].長沙:中南大學(xué),2004.[3]鐘肇?zé)?馮太合.西門子S7-300系列PLC及應(yīng)用軟件STEP7[M].廣州:華南理工大學(xué)出版社,2004.[4]高鴻斌.西門子PLC與工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用[M].北京:電子工業(yè)出版社,2006.[5]陽憲惠.現(xiàn)場總線技術(shù)及其應(yīng)用[M].北京:清華大學(xué)出版社,1999[6]陳衛(wèi)民,魯連奎等.PLC工控系統(tǒng)中的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計[M].計算機(jī)應(yīng)用研究.2000[7]吳中俊，黃永紅,可編程序控制器原理及應(yīng)用[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2004.[8]鐘肇新.可遍程控制器入門教程[M].廣州:華南理工大學(xué)出版社,2004.[9]袁任光.可編程序控制器應(yīng)用技術(shù)與實例[M].廣州:華南理工大學(xué)出版社,2004.[10]郭文強(qiáng),孫瑜.WinCC與S7-300之間通信在造紙DCS中的應(yīng)用[J].微計算機(jī)信息,2005[11]齊從謙,王士蘭.PLC技術(shù)及應(yīng)用[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2000[12]伍錦榮.可編程序控制器系統(tǒng)應(yīng)用與維護(hù)技術(shù).[M].廣州:華南理工大學(xué)出版社,2005.[13]陳在平,趙相賓.可編程序控制器技術(shù)與應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2002.[14]雷汝海等.WinCC與S7-300PLC在煤礦地面生產(chǎn)系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].工礦自動化,2006AG,2001[15]Siemens.S7-300-Module_Specifications.Germany:SiemensAG,2001[16]Siemens.S7-300cpu31xcinstructionlist.Germany:SiemensAG,2001[17]李璐,張曉燕.PLC控制系統(tǒng)的故障診斷[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社.計算機(jī)自動測量與控制.2001[18]張智杰.PLC控制系統(tǒng)設(shè)計[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社.電氣傳動自動化.2002致謝附錄：備煤程序主程序：集中啟動程序：凈化停止程序：基于C8051F單片機(jī)直流電動機(jī)反饋控制系統(tǒng)的設(shè)計與研究基于單片機(jī)的嵌入式Web服務(wù)器的研究MOTOROLA單片機(jī)MC68HC（8）05PV8/A內(nèi)嵌EEPROM的工藝和制程方法及對良率的影響研究基于模糊控制的電阻釬焊單片機(jī)溫度控制系統(tǒng)的研制基于MCS-51系列單片機(jī)的通用控制模塊的研究基于單片機(jī)實現(xiàn)的供暖系統(tǒng)最佳啟停自校正（STR）調(diào)節(jié)器單片機(jī)控制的二級倒立擺系統(tǒng)的研究基于增強(qiáng)型51系列單片機(jī)的TCP/IP協(xié)議棧的實現(xiàn)基于單片機(jī)的蓄電池自動監(jiān)測系統(tǒng)基于32位嵌入式單片機(jī)系統(tǒng)的圖像采集與處理技術(shù)的研究基于單片機(jī)的作物營養(yǎng)診斷專家系統(tǒng)的研究基于單片機(jī)的交流伺服電機(jī)運(yùn)動控制系統(tǒng)研究與開發(fā)基于單片機(jī)的泵管內(nèi)壁硬度測試儀的研制基于單片機(jī)的自動找平控制系統(tǒng)研究基于C8051F040單片機(jī)的嵌入式系統(tǒng)開發(fā)基于單片機(jī)的液壓動力系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測儀開發(fā)模糊Smith智能控制方法的研究及其單片機(jī)實現(xiàn)一種基于單片機(jī)的軸快流CO〈,2〉激光器的手持控制面板的研制基于雙單片機(jī)沖床數(shù)控系統(tǒng)的研究基于CYGNAL單片機(jī)的在線間歇式濁度儀的研制基于單片機(jī)的噴油泵試驗臺控制器的研制基于單片機(jī)的軟起動器的研究和設(shè)計基于單片機(jī)控制的高速快走絲電火花線切割機(jī)床短循環(huán)走絲方式研究基于單片機(jī)的機(jī)電產(chǎn)品控制系統(tǒng)開發(fā)基于PIC單片機(jī)的智能手機(jī)充電器基于單片機(jī)的實時內(nèi)核設(shè)計及其應(yīng)用研究基于單片機(jī)的遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)的設(shè)計與研究基于單片機(jī)的煙氣二氧化硫濃度檢測儀的研制基于微型光譜儀的單片機(jī)系統(tǒng)單片機(jī)系統(tǒng)軟件構(gòu)件開發(fā)的技術(shù)研究基于單片機(jī)的液體點(diǎn)滴速度自動檢測儀的研制基于單片機(jī)系統(tǒng)的多功能溫度測量儀的研制基于PIC單片機(jī)的電能采集終端的設(shè)計和應(yīng)用基于單片機(jī)的光纖光柵解調(diào)儀的研制氣壓式線性摩擦焊機(jī)單片機(jī)控制系統(tǒng)的研制基于單片機(jī)的數(shù)字磁通門傳感器基于單片機(jī)的旋轉(zhuǎn)變壓器-數(shù)字轉(zhuǎn)換器的研究基于單片機(jī)的光纖Bragg光柵解調(diào)系統(tǒng)的研究單片機(jī)控制的便攜式多功能乳腺治療儀的研制基于C8051F020單片機(jī)的多生理信號檢測儀基于單片機(jī)的電機(jī)運(yùn)動控制系統(tǒng)設(shè)計Pico專用單片機(jī)核的可測性設(shè)計研究基于MCS-51單片機(jī)的熱量計基于雙單片機(jī)的智能遙測微型氣象站MCS-51單片機(jī)構(gòu)建機(jī)器人的實踐研究基于單片機(jī)的輪軌力檢測基于單片機(jī)的GPS定位儀的研究與實現(xiàn)基于單片機(jī)的電液伺服控制系統(tǒng)用于單片機(jī)系統(tǒng)的MMC卡文件系統(tǒng)研制基于單片機(jī)的時控和計數(shù)系統(tǒng)性能優(yōu)化的研究基于單片機(jī)和CPLD的粗光柵位移測量系統(tǒng)研究單片機(jī)控制的后備式方波UPS提升高職學(xué)生單片機(jī)應(yīng)用能力的探究基于單片機(jī)控制的自動低頻減載裝置研究基于單片機(jī)控制的水下焊接電源的研究基于單片機(jī)的多通道數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)基于uPSD3234單片機(jī)的氚表面污染測量儀的研制基于單片機(jī)的紅外測油儀的研究96系列單片機(jī)仿真器研究與設(shè)計基于單片機(jī)的單晶金剛石刀具刃磨設(shè)備的數(shù)控改造基于單片機(jī)的溫度智能控制系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)基于MSP430單片機(jī)的電梯門機(jī)控制器的研制基于單片機(jī)的氣體測漏儀的研究基于三菱M16C/6N系列單片機(jī)的CAN/USB協(xié)議轉(zhuǎn)換器基于單片機(jī)和DSP的變壓器油色譜在線監(jiān)測技術(shù)研究基于單片機(jī)的膛壁溫度報警系統(tǒng)設(shè)計基于AVR單片機(jī)的低壓無功補(bǔ)償控制器的設(shè)計基于單片機(jī)船舶電力推進(jìn)電機(jī)監(jiān)測系統(tǒng)基于單片機(jī)網(wǎng)絡(luò)的振動信號的采集系統(tǒng)基于單片機(jī)的大容量數(shù)據(jù)存儲技術(shù)的應(yīng)用研究基于單片機(jī)的疊圖機(jī)研究與教學(xué)方法實踐基于單片機(jī)嵌入式Web服務(wù)器技術(shù)的研究及實現(xiàn)基于AT89S52單片機(jī)的通用數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)基于單片機(jī)的多道脈沖幅度分析儀研究機(jī)器人旋轉(zhuǎn)電弧傳感角焊縫跟蹤單片機(jī)控制系統(tǒng)基于單片機(jī)的控制系統(tǒng)在PLC虛擬教學(xué)實驗中的應(yīng)用研究基于單片機(jī)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)通信研究與應(yīng)用基于PIC16F877單片機(jī)的莫爾斯碼自動譯碼系統(tǒng)設(shè)計與研究基于單片機(jī)的模糊控制器在工業(yè)電阻爐上的應(yīng)用研究基于雙單片機(jī)沖床數(shù)控系統(tǒng)的研究與開發(fā)基于Cygnal單片機(jī)的μC/OS-Ⅱ的研究基于單片機(jī)的一體化智能差示掃描量熱儀系統(tǒng)研究基于TCP/IP協(xié)議的單片機(jī)與Internet互聯(lián)的研究與實現(xiàn)變頻調(diào)速液壓電梯單片機(jī)控制器的研究基于單片機(jī)γ-免疫計數(shù)器自動換樣功能的研究與實現(xiàn)H