控制系统技术规格书

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技术规格书 ........................................................................................................ 错误!未定义书签。

一、总则 (2)二、系统范围划分 (2)三、集中控制系统方式及功能 (3)（1）集中自动方式 (3)（2）手动方式 (3)（3）就地方式 (4)（1）起车前的操作过程 (4)（2）起车过程的控制 (4)（3）系统运行的闭锁及控制 (5)（4）停车过程的控制 (5)四、控制室的布置及主要设备的选型 (6)(2)主要设备的选型 (6)五、控制系统网络构成 (7)(2)信息层 (8)(3)控制层 (8)(4)设备层 (8)6．2编程软件 (11)七、抗干扰能力及可靠性 (12)八、安全容错及保密性 (12)九、单机自动化系统 (13)十、检测、计量、保护装置 (14)十二、货范围参考表 (16)一、总则本控制系统设计时首先考虑系统的先进性，其次从可靠性、实用性、经济性等几方面进行综合平衡，此外还结合可扩充、可升级、标准化、系统集成等以后的发展趋势，最终做出的一套完成、合理的监控系统。

本系统自动化水平较高，功能齐全：首先，全厂工艺设备，溜槽翻板及闸门，高压回路（进、出线），低压进线及联络开关等均纳入集中控制；其次，各单机自动化系统信息全部共享，控制主机均为公司1756-L63型冗余CPU，主站与各控制分站之间数据全部通过ControLNet通讯网络连接；再次，所有低压设备均通过现场总线DeviceNet与系统连接进行电力参数、设备运行参数检测，舍弃了传统的硬接线采集，避免信息量少，模拟量回路过多缺点。

考虑到选煤厂的工作环境复杂，整个通信系统尽量采用光缆进行连接，主干线ControNet网络采用光缆，可获得较长的通信距离及较强的抗干扰能力。

二、系统范围划分本设计控制范围为始于原煤储煤场下给煤机、经胶带输送机、准备车间、风选车间、末煤仓等，终于汽车装车仓和产品仓的生产系统；始于产品仓下给煤机、经胶带输送机等，终于汽车装车点或快速装车站的产品运输系统。

按工艺流程的特点，生产系统分为以下几个控制系统：(1)原煤准备系统:包括原煤储煤场下给煤机及胶带输送机；(2)原煤旁路系统：包括原煤的筛分破碎设备及混煤运输设备；(3)产品煤储存及运输系统:包括汽车装车仓、产品仓的配仓、排料及运输设备；(4)快速装车系统：包括产品缓冲仓下给煤机、胶带输送机和快速装车站设备。

三、集中控制系统方式及功能全厂集中控制系统的操作在控制室内完成，通过调度监控计算机实施监控操作。

装车系统自成一套监控系统（随装车站设备一块供货）。

以上所有集控系统具备以太网接口，在矿调度室对所有设备实现远控功能。

3．1控制方式有集中自动、集中手动、就地三种控制方式：（1）集中自动方式集中自动方式的所有操作均可通过上位计算机进行操作，运行人员根据工艺要求可在CRT上调出预选流程菜单。

当程序选择无误且组成一条完整的流程时，CRT上出现流程选择有效信号。

当挡板及其现场信号全部到位后，发出允许启动信号后。

所选设备按逆煤流方向启动各台设备，设备起动前告警器发出预告音响，设备启动后现场预告停止音响。

程序停机时顺煤流逐一按预定的延时停机。

（2）手动方式手动方式分为联锁手动和解锁手动。

联锁手动是操作人员在上位机上通过PLC完成。

操作人员根据运行要求在上位机上调出相应画面进行。

对已选择好的流程的设备按联锁方式逆煤流逐台的启动设备，按顺煤流方向逐台停机。

解锁手动也在上位机进行操作，此时无任何联锁关系，可启停任何设备。

（3）就地方式就地方式为解锁手动，是在就地控制箱上进行操作，此时控制室对设备不起控制作用。

控制系统在现场设有仅供设备检修的起停按钮及事故紧急停机拉线开关(或按钮)。

根据工艺流程特点，不同的系统设置不同的操作界面。

在人机接口操作界面上设置如下操作指令及信号：集中/就地、集中起车、集中停车、起车/停车过程指示、解除、音响解除、手动预告信号、故障报警信号。

3．2集中控制系统的功能如下：系统正常运行后，程序可根据各系统的实际情况选择各自的运行方式，并满足集中/就地的无扰动切换。

（1）起车前的操作过程a)控制方式选择 --- 集控自动方式，PLC能执行用户程序的全部控制功能；就地方式下，PLC仅执行模拟显示功能；集控手动方式下，在集控室实现单台设备的起、停车，并具有联锁、解锁功能。

b)系统流程选择 --- 当选定任一选煤流程后，PLC将检测有关输入状态，判断参与该流程控制的溜槽位置，设备工作方式，以及保护点状态等是否满足起车条件。

（2）起车过程的控制当前述指令操作完毕，系统准备就绪，操作员按系统发出起车指令，所选系统将在指定的起车方式下进入起车控制过程。

起车过程按照逆煤流方向按照使设备无料空运转时间最短的原则分系统或分组进行。

在逆煤流起车过程中出现故障时，现场操作人员根据现场的实际情况可随时按下停车按钮，终止起车过程。

起车指令自动撤除并报警，已起设备保持运行，在短时间排除故障后，可从故障设备接续起车。

也可根据实际情况实施顺序停车。

（3）系统运行的闭锁及控制在运行过程中出现故障时，逆煤流闭锁保护、报警。

对各种保护、运行参数实时检测。

完成系统中各调节过程的控制，如给煤机给煤量的调节。

调度人员和岗位工人都可随时解除某个系统和设备的运行。

对不需参与顺序起车或难以进入顺序起车过程的设备，可在起车前或在任一时刻在控制室控制该设备（如某些泵、闸板、阀门等）。

（4）停车过程的控制当系统对任一流程发出停车指令后，PLC将按用户程序完成停车闭锁控制，确保设备停车后不出现存料现象。

在停车过程中，如遇某台设备故障，则该设备和受其闭锁的设备立即停车，不受闭锁的设备仍可按程序停车。

设备停车时间的设置按照本台设备的存料处理完毕的最小时间设定，减少设备的空运转时间。

凡因可能造成设备存料或因设备急停造成跑水跑料使车间环境恶化的设备，除本设备故障立即停车外，其他设备故障引起设备闭锁停车时，则上述设备不立即停车，而按一定延时停车。

(5)当发生紧急事故时，具有紧急停车功能，使全厂设备立即停车，最大限度的减少损失。

(6)当现场设备出现异常现象时，控制系统发出事故报警信号。

对一般事故（如皮带的一级跑偏）只作报警，对影响设备和人身安全的事故和直接作用于停车。

(7)实时采集检测生产过程工艺参数。

并对越限参数实施报警，影响设备运行或生产过程的越限参数实施停车四、控制室的布置及主要设备的选型(1)控制室的布置在准备车间内设有控制室，作为全厂调度指挥生产的中心。

内设主机柜PLCA0(控制主站)1台、操作台1套、研华工控机3台，液晶显示器3台，以及以后要上的生产调度电话系统。

(2)主要设备的选型控制主机选用美国罗克韦尔公司的Control Logix 系列PLC。

按系统不同分为主站和控制分站，主站PLCA0设在控制室，原煤储存仓配电室设PLCA1控制分站,准备车间配电室设PLCA2、PLCA3控制分站，产品仓上配电室设PLCA4、PLCA5控制分站，产品仓下配电室设PLCA6、PLCA7控制分站，2转载点配电室设PLCA8控制分站，产品缓冲仓下配电室设PLCA9、PLCA10控制分站；主站和各控制分站之间通过ControNet通讯主干网络(冗余光纤网)进行通讯,以保证各控制分站可靠运行；成套设备（如快速装车系统、复合式干选系统等）也通过ControlNet冗余通讯网络（电缆式）与主站通讯；设备控制回路的E3 Plus、变频器、配电室进线柜的I/O等通过各控制分站DeviceNet网与相应的控制分站通讯；高压综合自动化系统、高压配电柜内的多功能仪表等通过Modbus网连接与分站通讯；集控主站、装车系统主战均通过以太网、交换机与工控机和数据服务器通讯。

(3)现场控制设备：全厂输煤系统的现场电气设备按防爆标准考虑，其他场所所有电气设备的防护等级为IP55（防水防尘型）。

五、控制系统网络构成(1)系统网络控制系统网络部分由三部分组成，分别为信息层、控制层及设备层；各层网络都使用完全开放的、成熟的和先进的技术，并能与企业级网络和信息系统完全集成，同时能够与矿井综合自动化控制系统完全无缝链结，选煤厂综合自动化及配电系统作为整体矿山综合自动化的一个井上子系统，通过数据处理器与矿井综合自动化系统进行数据交换，方便整个矿山的全面计算机管理，构建数字化矿山。

各层网络保证在应用层以上采用一致的通讯协议。

在选煤厂任何一级网络上，都能够对网络内的控制设备直接浏览、在线网络组态、在线设备参数化以及在线编程；由于数据采集、在线组态引起的网络信息传递不应该对控制系统的实时性能有任何影响，所有智能设备的网络通讯形成全网连接，构建成一体化的网络平台系统。

现场控制分站在现场进行工艺检测参数、设备运行工况信号的采集、检测和控制，并向集中控制室进行实时传送。

集中控制室可调用各现场控制分站的全部运行信息，在集中控制室可控制现场设备。

(2)信息层信息层主要由7台工业交换机（采用 \思科的Stratix产品）、2台上位操作计算机、1台工程师站兼数据服务器、一台路由器等组成。

该层网络实现工业控制实时数据服务器、和操作员站的联网。

信息层采用基于100Mbps TCP/IP以太网的开放网络技术，所有的网络介质和附件（交换机、集线器、线缆、接头、工具等）都能够从第三方购得而非某厂商专有。

以上设备均放置于选煤厂集中控制室和装车站控制室。

监控层采用罗克韦尔的Rsview SE 监控软件。

(3)控制层控制层主站、控制分站PLC采用美国公司的ControlLogix ,CPU为1756-L63，内存8M字节。

采用ControlNet网路作为用于全厂控制的主干网络，并采用冗余光纤进行通信连接，以保证网络的可靠性；该网络能够提供实时I/O控制，同时能够实现网络化组态和维护；控制层具备与第三方网络连接的能力，方便控制系统的网络拓展，如可与Modbus网等连接。

编程软件采用罗克韦尔的RSLogix5000软件。

(4)设备层设备层通过一个开放的网络DeviceNet网，用一根电缆将底层的所有设备直接和现场控制站、E3、变频器、I/O等相连。

配置软件采用罗克韦尔的RSNetWorx for DeviceNet软件。

六、软件6．1监控软件本系统采用RSView SE人机界面软件。