自动化系统

自动化系统简介
随着选煤厂生产自动化水平的提高，PLC控制系统在选煤厂得到了广泛的应用，PLC（ProgrammingLogical Controlle）即可编程序控制器，它是以微处理器为基础，综合了计算机技术、自动控制技术和通信技术发展起来的一种通用的工业自动控制装置。

不同的选煤厂其工艺不同，对控制对象的要求也各不同，再加上设备选型等因素使PLC控制系统在选煤厂的应用方式多种多样。

本选煤厂为例简单的描述PLC集中控制系统在选煤厂的应用。

本选煤厂为动力煤选煤厂，根据工艺分为选煤自动化控制系统和装车站控制系统。

两套系统均设有两套主机，一用一备（热备）。

选煤自动化控制系统共设集控室主站、主厂房变电所分站、原煤（空压机变电所）分站、块煤仓上分站4个站，其生产控制系统的上位机由两台研华PLC工控机组成，两台工控机内均安装GE公司的IFIX4.5软件，并使用IFIX配置和编制人机对话界面。

下位机（PLC）采用美国通用电气（GE）公司的PACSystem RX3i PLC可编程序控制器。

下位机CPU主站有底板IC695CHS012、电源模块IC695PSA040、CPU模块IC695CMU310、和以太网模块IC695NKT001组成。

主站上各模块均通过底板和CPU模块进行数据交换。

CPU主站和两台工控机均位于集中控制室内，CPU 主站的以太网模块和各个远程I/O站的CRA模块140CRA93100通过光缆组成一个远程I/O网络。

该PLC系统的I/O 模块分散在各远程I/O 站，各远程I/O 站分散于各个配电室的主机柜内，现场的各种信号均通过控制电缆连接到其对应的配电柜内，
再通过配电柜和主机柜的柜间联线连接到PLC的远程I/O站。

上位机发出指令给PLC主站后，CPU模块经过逻辑运算，将输出信号通过远程I/O 网络传送到对应的远程I/O站，再通过控制电缆将电信号链接到接触器或现场仪表，从而实现对设备或现场仪表的各种操作。

PLC集中控制系统
集中控制系统采用Proficy Machina Edition可编程软件，作为自动化和生产软件家族的一部分，Proficy Machina Edition允许用户使用FBD编程，并可用最能描述他们过程应用的工具来写程序，与PACSystems控制器的块状架构结合，用户能为他们应用程序的每个部分选择最佳合适的编程语言和应用软件——增加开发灵活性，并在许多控制编程中促成一个协同开发环境。

使用全新的符号IO变量来组态PACSystems控制器允许OEM利用分层I/O寻址方案直接将应用变量绑定到一个I/O模块的点上——省去了将应用变量映射到控制器参考内存上的需在，缩短了应用开发时间。

利用IFIX 4.5操作软件，IFIX 是全球最领先的HMI/SCADA自动化监控组态软件，可提供生产操作过程可视化、数据采集和数据监控。

由于运用直观的图形工具，无论是简单的单机人机界面（HMI）,还是复杂的多节点、多现场的数据采集和控制系统（SCADA），IFIX都可方便地满足各种应用类型和应用规模的需要。

该控制系统所有设备均具有集中/就地两种控制方式，集中用于生产，就地用于检修。

并通过上位机实现无扰动切换。

煤流方向成组或逐台按时序停车。

在启动或正常运行中，各设备间设有电器联锁，
凡因存料可能造成设备故障的设备，具有跳转功能。

在非常情况下，控制室、现场都能停车。

在集中控制方式时参加集控的各设备不能就地开车。

集中控制时，起车前，有控制室向现场发送起车预告信号，经延时，系统中的各设备按闭锁关系和时序的要求自动起车，在向现场发送预告信号和系统起车过程中，现场和控制室均能撤销预告信号，终止起车过程，并发出声光报警信号。

当设备故障时，一般事故只做报警，对影响设备运行和人身安全的事故同时作用于停车。

检测系统中的液位、仓位、密度、频率、电流等，在现场信号箱上显示并送入PLC中。

所有参控设备在现场允许情况下均可在集控室远方单台起停。

在现场设机旁控制箱，控制箱面板上设起、停按钮，就地状态下可操纵按钮起、停设备；集中运行状态时，现场起车按钮无效，停车按钮有作用，现场司机可根据情况操纵停车按钮停车，且生产时该台设备来煤方向各设备均联锁停车。

以上这些控制功能都是通过PLC及其内的程序逻辑来实现的。

在这里就以起动单台设备为例来说明，首先在上位机主画面淡单击起动的设备，则弹出一个对话框。

若点击对话框中的‘确定’按钮，上位机就向下位机发出起动命令。

要停止单台设备运行也是通过这种方法进行。

单台设备的起停是集中控制系统最基本的功能，其它如系统顺序起停车、紧急停车、系统集中/就地转换、联锁/解锁、命令解除、预告信号、入选煤量的自调控、重介悬浮液密度值（统称重介悬浮液比重）自动调控及配煤入仓自动调控等功能也都是通过在PLC内编制不同的程序来实现的。

计算机监控系统
（1）操作、控制功能工程师站作为PLC 的编程终端，对计算机生产监控子系统程序进行多种语言的实时编制及修改，该计算机并兼做WEB 服务器；操作员站作为指令操作终端，所有控制指令的下达，如集中控制预告，系统启停，控制方式转换，系统的选择，单台设备的远方控制等均通过键盘或鼠标完成；并把各分站处理的各类生产数据，开关量（设备的运行、停止、故障信号、闸门位置信号、翻板位置信号、瓦斯浓度信号、胶带输送机的保护信号如：跑偏/打滑/堵塞/拉绳/急停等），模拟量（煤量、灰分、料位、液位等）集中管理，建立数据库，做为生产管理的数据来源。

（2）图形显示功能
在大屏幕彩色显示器上对选煤厂的工艺流程，全厂设备运行状态，入洗原煤量，精煤产率，液位，原煤准备、重介、浮选、浓缩压滤等主要系统画面；生产环节的实时数据和最终数据，故障信号等以填充、趋势曲线、旋转、闪烁、变色等多种形式进行实时动态显示。

动态图形画面设置：①原煤、压滤设备运行画面；○2主洗设备运行画面等。

（3）选煤厂的计量系统
现代化的选煤厂要求对全厂的物流进行全面的数、质量检测，从入厂原煤、生产过程中各种中间物、各种生产工艺参数直到各规格出厂产品通过各种传感器或仪表自动检测，并通过PLC 控制网络采集、上传给管理网络，形成各种形式的报表，供选煤厂领导和管理人员分析、判断、决策使用。

计量系统根据工艺要求主要包括以下
内容：电子皮带秤：11 台。

分别安装在入洗原煤皮带、块煤皮带、末煤皮带和矸石皮带上。

脉冲型雷达物位计：13台，分别安装在缓冲仓、毛煤仓、矸石仓、块煤仓和末煤仓上。

超声波液位计7台，分别安装在块煤稀介桶、合介桶，末煤稀介桶、合介桶，煤泥水桶和离心液桶上。

该系统不设单独的主机或分站，而是将其就近连到PLC 控制网络的各分站或单机控制系统中，各检测数据通过网络汇集到管理上位机。

工业电视监视系统
工业电视监视系统可直观地反映选煤厂设备的实际工作情况，有利于选煤厂集控操作人员及时发现和正确处理问题。

选煤厂工业电视系统设计为多媒体工业电视系统。

控制核心设在选煤厂集控调度室。

控制中心包括视频服务器（A V2024e－TA），摄像机（CCC-4201），解码器（EK8103）、光纤收发器、主机和电视墙、DLP大屏、图像控制器（DIGITAL3200）等设备组成，传输使用光纤，光纤传输信号距离运，抗干拢能力强。

选用第三代监控产品A VINIFO系列网络数字化监控系统。

该系统是由现场彩色低照底一体化摄像头，视频信号和解码器的控制信号分别接入视频服务器的视频输入端和控制信号输入端，信号经视频服务器转成MPEG4数字信号，通过以太网经光纤发送器转换为光信号经光纤电缆远程送入集中控制室的光纤接受顺端。

光纤接受器边到以太网交换机再将光信号转换数字信号，进入数字矩阵器，再分配至电视墙和DLP背投系统。

选用6台60英寸的DLP大屏组成2行3列以及由16台工业监视器的电视墙作为监控显
示终端。

摄像头控制和云台控制可以通过视频软件在监控计算机上控制。

信息化管理系统
由于信息系统开发与应用方面的进展相当神速，在选煤行业的自动化、信息化技术得到了运用，选煤设备产品质量在线测控和主要生产环节的自动化，用于检测选煤生产过程各工艺参数的仪器、仪表和传感器的数字化，各主要设备的集中程序控制、数据采集和运行状态监视系统等。

根据我厂选煤工艺，应用系统功能设计主要有生产技术管理，调度生产管理，运销生产管理，煤质化验管理，生产计划统计，机电设备管理，物资供应管理，在线监控管理，信息系统维护。

其原理就是通过局域网，利用3COM网络交换机、服务器、数据存储、网络安全（SISCO防火强）组成一高效的网络平台，它工作于Brower/Server方式之下，工作人员可任何地方通过Intetnet浏览实时数据，实现数据动态更新。

采有高效的服务端引擎，利用API方式，以动态库缓冲于服务器，即便对于成百上千的请求，它只保留一份，这有效避免了CGI方式引起的大量占用服务器内存。

整个系统采用面向对象的开发技术，可在原有基础上直接开发，编程语言选择ASP、JSP等当今流行编程语言，同时对ASP对WEB数据库的访问是通过自身的ADO（ActiveX Data Objects）组件对象来实现的，因些ASP 对任何支持ODBC的数据库平台进行编程操作。

因此，全系统，多功能的网络控制在将来会得到更大的发展，为选煤技术提供前沿科技。