淺談可編程控制器在選煤設(shè)備中應(yīng)用

1、淺談可編程控制器在選煤設(shè)備中應(yīng)用摘要：介紹以可編程控制器為核心的朔里礦業(yè)選 煤廠集控系統(tǒng)設(shè)計(jì)情況。主要從系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)和軟件設(shè)計(jì)思 想兩方面分析生產(chǎn)過(guò)程控制，以及可能出現(xiàn)的問(wèn)題，并提出 改進(jìn)方法。關(guān)鍵詞：選煤廠可編程控制器應(yīng)用自動(dòng)化控制設(shè)計(jì)一、概述朔里礦業(yè)公司選煤廠是本企業(yè)的一個(gè)小型坑口選煤廠， 主要由原煤破碎篩分、跳汰洗選和煤泥水控制等幾個(gè)系統(tǒng)所 組成。為完成選煤廠的全部現(xiàn)代化控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)所屬幾個(gè)系 統(tǒng)的綜合管理和協(xié)調(diào)生產(chǎn)的電氣化控制，以提高整體自動(dòng)化 控制程度，為此對(duì)整體控制進(jìn)行了構(gòu)架設(shè)計(jì)。主要采用計(jì)算 機(jī)和可編程序控制器（plc）作為控制系統(tǒng)為核心，對(duì)全廠 幾十臺(tái)設(shè)備進(jìn)行集中控制，統(tǒng)一管理

2、。首先對(duì)選煤控制與協(xié) 調(diào)生產(chǎn)控制系統(tǒng)進(jìn)行構(gòu)架組建，其次是對(duì)后期的煤泥循環(huán)水 系統(tǒng)進(jìn)行集中控制管理。整體從設(shè)計(jì)角度介紹控制系統(tǒng)硬件 和軟件的構(gòu)架，以及介紹其特點(diǎn)、應(yīng)用效果等。二、控制系統(tǒng)構(gòu)架1硬件組成構(gòu)架整個(gè)選煤廠的生產(chǎn)工藝流程實(shí)際構(gòu)造及附加設(shè)計(jì)成： 從選煤皮帶機(jī)進(jìn)入的原煤，首先經(jīng)過(guò)破碎篩分，然后將篩下 物直接進(jìn)入產(chǎn)品煤倉(cāng)，篩上物則進(jìn)入跳汰系統(tǒng)；跳汰機(jī)分 選出砰石、中煤和塊精煤，分別送入殲石倉(cāng)和產(chǎn)品倉(cāng)，同時(shí) 將精煤篩下物排入斗子撈坑，經(jīng)離心機(jī)脫水后產(chǎn)出末精煤， 也送入產(chǎn)品倉(cāng)；斗子撈坑的溢流自流進(jìn)入濃縮池，池中下 沉的煤泥水由底流泵打入壓濾設(shè)施進(jìn)行處理，其上部的澄清 水則由循環(huán)泵再注入跳汰機(jī)循環(huán)使

3、用，以形成洗水的閉路循 環(huán)系統(tǒng)。圖1為整個(gè)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。根據(jù)其工藝流程的 主要特點(diǎn)，仍以生產(chǎn)設(shè)備為控制對(duì)象，在集控系統(tǒng)設(shè)置了 3 個(gè)遠(yuǎn)程分站，分別對(duì)各分站內(nèi)的設(shè)備進(jìn)行控制。總體按照集 中控制的方式，將可編程序控制系統(tǒng)由調(diào)度管理中心和過(guò)程 控制單元兩部分來(lái)組成。1.1過(guò)程控制系統(tǒng)。該過(guò)程控制系統(tǒng)作為下位機(jī)，采用 美國(guó)莫迪康公司984-785可編程序控制器。它通過(guò)處理現(xiàn)場(chǎng) 的反饋信號(hào)，對(duì)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行自動(dòng)控制，并生成圖文資料， 以供調(diào)度人員來(lái)指揮生產(chǎn)。而plc通過(guò)s908遠(yuǎn)程處理器與 i/o模塊構(gòu)成高速遠(yuǎn)程i/o網(wǎng)絡(luò)，最多可建立31個(gè)遠(yuǎn)程分站, 可用于處理開(kāi)關(guān)量點(diǎn)數(shù)達(dá)16384點(diǎn)，解算1k用

4、戶(hù)邏輯僅需 1.5ms,在惡劣的環(huán)境中仍能可靠地運(yùn)行。在此，遠(yuǎn)程控制 分站主要為煤泥池系統(tǒng)，以及礦調(diào)度系統(tǒng)服務(wù)。各i/o功能 塊均選用莫迪康800系列模塊，包括開(kāi)關(guān)量模塊（220vac） 和模擬量模塊（420ma）。其模塊面板上均設(shè)有指示燈，并 顯示模塊的實(shí)際工作狀態(tài)。在質(zhì)量上，所有模塊都符合 ieee472電沖擊保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)。輸入模塊采集現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的狀態(tài) 信息并送入可編程序控制器，按照梯形圖程序進(jìn)行，984-785 內(nèi)部的cpu對(duì)輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行邏輯運(yùn)算，處理結(jié)果經(jīng)輸出模塊 輸出，用來(lái)直接驅(qū)動(dòng)交流接觸器線圈或聲光設(shè)備。這樣的總 體設(shè)計(jì)構(gòu)架，即可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)生產(chǎn)的全部自動(dòng)化控制。1.2調(diào)度管理系統(tǒng)。在調(diào)度管

5、理系統(tǒng)中，以上位機(jī)作為 主要控制元件，系統(tǒng)采用ibm系列微機(jī)。作為管理級(jí)的計(jì)算 機(jī)，必須能可靠實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)過(guò)程的實(shí)時(shí)監(jiān)控，以及調(diào)度調(diào)整 等任務(wù)。在調(diào)整時(shí)，調(diào)度人員要能夠根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際需要對(duì)運(yùn) 行設(shè)備進(jìn)行調(diào)整，通過(guò)計(jì)算機(jī)發(fā)出的各種指令來(lái)完成；上位 機(jī)也肩負(fù)著對(duì)生產(chǎn)過(guò)程的主要數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、分析、處理， 并將結(jié)果在crt±顯示或打印輸出。對(duì)上位機(jī)來(lái)說(shuō)，也是一 個(gè)plc的編程器，對(duì)可編程序控制器進(jìn)行組態(tài)配置，離線編 制系統(tǒng)的應(yīng)用程序或在線修改梯形圖邏輯程序，使plc能夠 準(zhǔn)確地控制設(shè)備。而大屏幕則用于全面地顯示生產(chǎn)系統(tǒng)的工 藝流程和設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，以供人們監(jiān)視。2.軟件組成構(gòu)架作為應(yīng)用程序，則是

6、用來(lái)完成生產(chǎn)工藝全部控制任務(wù) 的，它借助于莫迪康公司提供的強(qiáng)功能編程軟件modsoft和 工程軟件modfix可開(kāi)發(fā)出符合生產(chǎn)實(shí)際的自動(dòng)控制程序， 以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)軟件所設(shè)計(jì)的指導(dǎo)思想，完成相應(yīng)的任務(wù)。也就 說(shuō)，既要節(jié)省硬件的投資，以軟件代替硬件，又要從總體上 提高軟件的可靠性和運(yùn)行速度。所以，在編制程序時(shí)，我們 將全廠設(shè)備按車(chē)間工段劃分為多個(gè)子系統(tǒng)，以便于順序啟停 設(shè)備；而生產(chǎn)過(guò)程的監(jiān)控，則要面向整個(gè)選煤廠系統(tǒng)。根據(jù) 這一原則，為此設(shè)計(jì)的軟件主要包括以下三個(gè)部分：2.1啟停設(shè)備集控程序。它要嚴(yán)格遵守逆煤流啟動(dòng)，順 煤流停止的閉鎖關(guān)系。在啟動(dòng)系統(tǒng)前，崗位人員首先在現(xiàn)場(chǎng) 按鈕箱上將“就地/禁止/集控”

7、轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)置于"集控”位， 然后確認(rèn)此臺(tái)設(shè)備投入集控方式運(yùn)行。在各種保護(hù)開(kāi)關(guān)處于 正常工作狀態(tài)時(shí)，操作人員便可發(fā)出集中起車(chē)指令，于是plc 依次延時(shí)輸出各臺(tái)設(shè)備的啟動(dòng)指令（但發(fā)出的啟動(dòng)指令必須 以上1臺(tái)設(shè)備可靠啟動(dòng)為前提）。2. 2生產(chǎn)過(guò)程監(jiān)控程序。它主要采取畫(huà)面動(dòng)態(tài)顯示方式。 在crt上可以很形象地觀察到參與集控的每臺(tái)設(shè)備的工作情 況，運(yùn)轉(zhuǎn)與否和溜槽翻板的位置，并用黃色、藍(lán)色、綠色分 別表示設(shè)備處于就地、集控、運(yùn)行的三種狀態(tài)。同時(shí)，各儲(chǔ) 煤倉(cāng)用棒形圖表示，內(nèi)部充填顏色，其不斷變化的高度反映 倉(cāng)儲(chǔ)情況。2.3故障報(bào)警處理程序。當(dāng)每個(gè)子系統(tǒng)在集控啟動(dòng)過(guò)程 中，以及處于正常運(yùn)行的狀態(tài)時(shí)，若

8、有任意一臺(tái)設(shè)備出現(xiàn)故 障，那么設(shè)備和上游設(shè)備必須全線停車(chē)，同時(shí)啟動(dòng)故障報(bào)警 程序，使發(fā)生故障的設(shè)備在crt畫(huà)面上用不停閃爍的紅色標(biāo)記顯示，并將其設(shè)備號(hào)及故障發(fā)生時(shí)間打印輸出。比如設(shè)備 故障的皮帶跑偏、打滑、拉繩和溜槽堵塞及崗位人員就地停 止設(shè)備或重使轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)處于非“集控”位錯(cuò)誤操作等。三、效果評(píng)估該系統(tǒng)控制設(shè)計(jì)，在其他類(lèi)型選煤廠應(yīng)用，自正式生產(chǎn) 運(yùn)行以來(lái)，其可編程序控制系統(tǒng)的性能一直都比較穩(wěn)定。系統(tǒng)設(shè)計(jì)、安裝質(zhì)量基本達(dá)到了標(biāo)準(zhǔn)要求，滿足生產(chǎn)控制所需,但也暴露了一些實(shí)際問(wèn)題:通過(guò)計(jì)算機(jī)管理實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)系統(tǒng)的自動(dòng)化控制，其軟件維護(hù)人員往往跟不上該技術(shù)的發(fā)展。因此，迫切需要具備一定計(jì)算機(jī)知識(shí)，能夠修改和

9、補(bǔ)充應(yīng)用 程序，以適應(yīng)生產(chǎn)情況的變化，而且還應(yīng)懂得繼電控制理論 的技術(shù)人員。維護(hù)有保障，才能真正發(fā)揮可編程序控制器的 優(yōu)勢(shì)。有些生產(chǎn)設(shè)施的位置（比如溜槽翻板）信號(hào)不穩(wěn)定, 也常會(huì)導(dǎo)致生產(chǎn)系統(tǒng)在集控方式下不能連續(xù)運(yùn)行。像翻板限 位開(kāi)關(guān)安裝在電動(dòng)推桿內(nèi)部，長(zhǎng)時(shí)間經(jīng)受煤流振動(dòng)的時(shí)觸點(diǎn) 虛接，以致丟失信號(hào)；微動(dòng)開(kāi)關(guān)損壞后更換也比較困難等。總之，通過(guò)不斷的運(yùn)行摸索，不斷地進(jìn)行小改造，以實(shí)現(xiàn)便 于維護(hù)、減少故障的目的。四、結(jié)束語(yǔ) 集于計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)和自動(dòng)化技術(shù)融為一體的可編程控制器，目前已被廣泛地應(yīng)用于各種生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)控 制當(dāng)中。它的實(shí)現(xiàn)，不僅增加了設(shè)備的有效運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間，提髙 了生產(chǎn)效率，而且安全性、可靠性也有了大幅度的提高。這 也符合運(yùn)用先進(jìn)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展方向，其中可編程序集控系 統(tǒng)就是當(dāng)今工業(yè)過(guò)程控制的方向。參考文獻(xiàn)1 吳中俊，黃永紅可編程邏輯控制其原理及應(yīng)用.機(jī) 械工業(yè)出版社，2003.2 張海軍，何聞，賈叔仕基于uss協(xié)議的變頻器的遠(yuǎn) 程控制,2003, 20 (6)： 37-38.3 賈昌武.uss協(xié)議控件的實(shí)現(xiàn)及在組態(tài)