备煤系统的自动化控制.doc

备煤系统的自动化控制 刘红娜 太原中云工程项目管理有限公司 山西 太原 030006摘要：随着科学技术的日新月异，现今的设备在不同行业中的应用所带来的效果是非常好的。在煤矿行业中，备煤系统的自动化控制利用PLC控制方式，在备煤区域建设独立的冗余PLC控制器系统和I/O控制站来进行控制等，来进行自动化控制工作。关键词：备煤系统 自动化控制引言: 备煤自动化控制系统具有体积小、故障发生率低、结构简单、维护保养工作简便和其安全稳定运行等优点，是现今煤矿行业中广泛应用的现今技术。本文就对备煤自动化控制系统进行深入的分析。 一 .系统构成及功能特点1.硬件构成备煤控制系统由2台操作站、2台服务器和2套尸CL构成。煤化工厂备煤车间有2个大型煤场（一备煤和二备煤），地域分布广，最远处有Zkm远，所以控制系统采用2套QuantumPLC，并通过光纤连接远程10。CPU选用140CPU53414A处理器，采用CocnetP.2X6L软件进行开发。一、二备煤各有1个操作室，分别有，个服务器和1个客户机，在操作室2有1台网络打印机，可打印各种统计数据和报表。2.软件构成控制器使用ConcetP.2X6L软件进行开发，上位机采用CS/结构的Qtcet监控软件。ConcetP软件是Schnieder公司专为Ouantum系列控制系统开发的编程软件，可以在Windows环境下使用，包含功能块图（FBD）、梯形图（LD）、顺序控制流程图（SFC）、指令表（IL）、结构的文本（ST）以及面向Modsot的梯形图（LL984）等编程语言，可以满足各种复杂的控制要求。Citect是澳大利亚悉雅特公司开发的一款人机界面软件，负责把控制器中信号采集到服务器中，并进行记录、报警、图形化显示。本系统采用CS/结构的Citect，并使用冗余方式。在2个操作室中各有一个服务器和操作站，2台服务器处于冗余状态，数据互为备份并完全同步，平时以操作室1中的服务器泰（Serve1）为主，当出现故障时，自动切换到从服务器拳（Serve2），保证整个控制流程不会中断。在服务器上还装有客户端软件，这样每个操作室有2个客户端，他们之间互为备用，但2个操作室中的计算机不能同时拥有对系统的操作权限，只有先申请并且申请到的操作室有权操作，从而避免操泪昆乱而出现事故。3.功能特点（1）性能优，易于组态和维护，提供对结构与模块的灵活选择。（2）控制灵活，对生产设备的运行实施顺序联锁控制及模拟量的调节，可以处理开关量和模拟量信号。（3）分布式刀I/O，可方便用户的使用。（4）编程器即插即用，其编程语言可在Windows2000下运行，并具有数据集中存储的特点;在统一的符号表中管理符号，并可访问项目级的所有工具且易于使用。（5）对生产系统的工艺流程进行动态显示。显示画面包括工艺流程总画面、监视子画面、趋势画面，棒形图及报警画面等，还能进行操作记录以及各种生产记录的打印。（6）智能化报警功能。报警信号可以进行多种优先级处理，处理方式为窗口显示、列表、声音输出，报警确认以及重大故障画面自动弹出。（7）冗余功能。为保证系统运行的可靠性和稳定性，系统采取了冗余配置。二、备煤PLC自动控制系统设计根据备煤车间工艺流程，将备煤车间划分为贮煤场控制系统、配煤前控制系统和配煤后控制系统3个部分。每一个系统又按照不同起点、中间点、终点作为一种运行方式，每种运行方式由于设备选择不同又包括多条料线，每条料线都有集中启动、净化停止、一起停止3种工作状态。1.二期系统的建设备煤车间二期系统属于一期系统的扩容，在一期系统的基础上新增6条胶带（M104、M111、M114、M123、M124、M129）和1台设备（3#粉碎机），所涉及的控制料线有10条。计算机控制系统采用MoxOC，系统组态软件采用澳大利亚悉雅特公司生产的专业工控组态软件MoxIDE和MoxGRAF。监视控制级由工程师站和操作员站构成;硬件采用高性能PC机;操作系统采用WindowsXP操作系统。操作员可以通过键盘、鼠标完成操作、控制指令发送、报警确认等功能。操作员站可以根据实际情况设置多个用户登录以及不同区域的操作权限。2.一期系统的改造炼焦煤常规粉碎工艺是将各种煤按一定比例配合后一起进行粉碎处理，而预粉碎是将部分结焦性差的难粉碎的煤在送往配煤槽前进行粉碎处理，然后再进行配煤、粉碎，送往煤塔供炼焦用，如图1所示。图1中，需要预粉碎的煤种进入预粉碎机进行预粉碎处理，不需要预粉碎的煤种，跨过预粉碎机直接经各级胶带送往配煤槽。为了进一步提高焦炭强度，公司新增1台预粉碎机。根据公司实际情况，备煤车间只在冬季当煤有大块时才使用双轨破碎机，平时走直通料线（走直通料线时，破碎机不接入系统），因此，笔者将破碎机所涉及的6条料线进行了重新编程、调试，使其能同时满足使用破碎机和走直通料线2种情况时的要求。从贮煤场到配煤槽的系统属于配煤前控制系统。由图1可知，除破碎机和预粉碎机之外所有设备相同，且破碎机和预粉碎机处于并行方式运行，依据前一设备电动翻板判断走破碎机还是预粉碎机，因此，两者所涉及到的料线除此2个设备外其它设备控制方式完全相同。根据公司实际情况，只对结焦性差的难粉碎的单种煤进行预粉碎，因此，为了进一步提高生产效率，减少非必要停车次数，通过将电动翻板控制方式由自动改为手动，实现了走破碎机、预粉碎机和直通料线的无停车切换。三、PLC过程控制为了联动生产的安全性以及控制的有效性，本系统提供了两种控制方式:中央联动控制（自动控制），机旁单独控制（现场手动控制）。在设备的控制电机旁安装操作箱，操作上的转换开关有两个位置信号：自动、手动。1.中央联动控制设备的转换开关置于“自动”位置，断路器合上，表示该设备处在中央操作状态即中央联动运转状态，系统联动运转准备完成，可以启动联动 PLC程序。2.机旁单独控制设备的转换开关置于“手动”位置，断路器合上，表示设备处于机旁单独操作状态。对应手动位置，操作箱上安装两个按钮分别为启动按钮和停止按钮，作为设备单独运行的控制按钮。这种控制方式主要单个设备检修或联动设备出现故障不能正常运行的情况。四、配煤系统过程控制配煤系统是备煤系统中的中间环节，配煤槽分为一二期，各有5个煤槽，共有10个配煤斗，用物位计监视在库量，物位计采用重锤料位计，输出模拟量信号 420 mA。连接到 PLC 模拟量输入模块，作为操作工高料位或无料位故障监控和处理。煤槽前的皮带上装皮带秤，实时监测入槽的煤料，操作员通过画面观察上煤情况，若出现异常通知堆取料机控制取煤量或停止装煤。工业 PC机和 PLC作为中央操作控制部件和显示部件与10 台皮带秤数字控制模块及称重控制模块相连，用于对称量和给料系统的过程控制和管理，实现对给料带式输送机、称量带式输送机顺序启动，报警以及模拟量信号处理，实现系统自动、手动控制，并与输煤系统 PLC进行通讯，实现联锁停车，采用标准串行接口与皮带秤数字控制模块及称重控制模块和打印机、上位机相连。结语： 备煤自动化控制系统经过了多年的发展和积累经验，对于其中需要注意的问题都已经把握到位，但是在系统中仍然存在着许多不足，以此，