可編程序控制器在選煤廠的應(yīng)用

1、可編程序控制器在選煤廠的應(yīng)用趙立民摘要介紹了以可編程序控制器為核心的集控系統(tǒng)在選煤廠的應(yīng)用，著重分析了該控制系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)和軟件設(shè)計(jì)思想，并對(duì)控制過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題提出了改進(jìn)意見(jiàn)。關(guān)鍵詞可編程序控制器集控系統(tǒng)程序軟件1引言黑岱溝露天礦選煤廠是年設(shè)計(jì)處理能力1200萬(wàn)t的大型選煤廠，主要由原煤破碎篩分、跳汰洗選和煤泥水等幾個(gè)系統(tǒng)組成。該廠對(duì)這幾個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行綜合管理、協(xié)調(diào)生產(chǎn)的電氣控制系統(tǒng)自動(dòng)化程度較高，采用計(jì)算機(jī)和可編程序控制器（PLC）作為控制系統(tǒng)的核心，對(duì)全廠近400臺(tái)設(shè)備實(shí)現(xiàn)了集中控制，統(tǒng)一管理。本文從設(shè)計(jì)角度介紹了該控制系統(tǒng)硬件和軟件的構(gòu)成特點(diǎn)以及實(shí)際使用情況。2控制系統(tǒng)方案2.1硬件構(gòu)成選

2、煤廠的生產(chǎn)工藝流程為：毛煤倉(cāng)中的原煤首先經(jīng)過(guò)破碎篩分，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)分選出矸石、中煤和塊精煤，分別送入矸石倉(cāng)和產(chǎn)品倉(cāng)，同時(shí)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機(jī)處理，上部的澄清水則由循環(huán)泵注入跳汰機(jī)循環(huán)使用，形成洗水閉路循環(huán)系統(tǒng)?？刂葡到y(tǒng)的結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1。根據(jù)上述工藝流程特點(diǎn)，以生產(chǎn)設(shè)備為控制對(duì)象，集控系統(tǒng)設(shè)置了3個(gè)遠(yuǎn)程分站，對(duì)各分站內(nèi)的設(shè)備分別進(jìn)行控制。按照集中控制方式，可編程序控制系統(tǒng)由調(diào)度管理中心和過(guò)程控制單元兩部分組成。圖1計(jì)算機(jī)與PLC控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)調(diào)度管理中心上

3、位機(jī)采用IBM系列微機(jī)。作為管理級(jí)計(jì)算機(jī)，該機(jī)可實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)過(guò)程的實(shí)時(shí)監(jiān)控，調(diào)度人員根據(jù)生產(chǎn)需要對(duì)運(yùn)行設(shè)備進(jìn)行調(diào)整時(shí)，通過(guò)計(jì)算機(jī)發(fā)出各種指令來(lái)完成；上位機(jī)也可對(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，將結(jié)果在CRT上顯示或打印輸出。上位機(jī)也是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。大屏幕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)。過(guò)程控制單元下位機(jī)采用美國(guó)莫迪康公司984785可編程序控制器，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，供調(diào)度人員指揮生產(chǎn)。該P(yáng)LC通過(guò)S908遠(yuǎn)程處理器與I

4、/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，可處理開(kāi)關(guān)量點(diǎn)數(shù)達(dá)16384點(diǎn)，解算1K用戶(hù)邏輯僅需1.5ms，而且可在惡劣的環(huán)境中可靠地運(yùn)行。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）。模塊面板上均設(shè)有指示燈，顯示模塊的實(shí)際工作狀態(tài)。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，984785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，直接驅(qū)動(dòng)交流接觸器線圈或聲光設(shè)備，實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)的自動(dòng)化。2.2軟件構(gòu)成應(yīng)用程序是用來(lái)完成生產(chǎn)工藝全部控制任務(wù)的，借助

5、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。本系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)的指導(dǎo)思想是：既要節(jié)省硬件投資，以軟件代替硬件，又要提高軟件的可靠性和運(yùn)行速度。因此在編制程序時(shí)，將全廠設(shè)備按車(chē)間劃分為多個(gè)子系統(tǒng)，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。根據(jù)這一原則，該軟件包括以下三個(gè)主要部分：集控啟停設(shè)備程序嚴(yán)格遵守逆煤流啟動(dòng)，順煤流停止的閉鎖關(guān)系。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”轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)置于“集控”位，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)

6、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。生產(chǎn)過(guò)程監(jiān)控程序采取畫(huà)面動(dòng)態(tài)顯示方式。在CRT上可以形象地觀察到參與集控的每臺(tái)設(shè)備的工作情況，主要有給料機(jī)、刮板機(jī)、皮帶機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)與否和溜槽翻板的位置，用黃色、藍(lán)色、綠色分別表示設(shè)備處于就地、集控、運(yùn)行三種狀態(tài)。各儲(chǔ)煤倉(cāng)用棒形圖表示，圖形內(nèi)部充填顏色，顏色不斷變化的高度反映了倉(cāng)中的實(shí)際料位。故障報(bào)警處理程序每個(gè)子系統(tǒng)在集控啟動(dòng)過(guò)程中以及處于正常運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，一旦有任意一臺(tái)設(shè)備出現(xiàn)故障，該設(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)面上用不停閃動(dòng)的紅色醒目地顯示，并將其設(shè)備號(hào)及故障發(fā)生時(shí)間打印輸出

7、。設(shè)備故障包括皮帶跑偏、打滑、拉繩和溜槽堵塞以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”位等。3應(yīng)用效果投入試生產(chǎn)以來(lái)，可編程序控制系統(tǒng)的性能日趨穩(wěn)定，產(chǎn)品質(zhì)量基本達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求，但也暴露出一些實(shí)際問(wèn)題：首先，要實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)管理生產(chǎn)，軟件維護(hù)人員不僅需要具備一定的計(jì)算機(jī)知識(shí)，能夠修改和補(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。只有這樣，才能真正發(fā)揮可編程序控制器的優(yōu)勢(shì)。因此，必須進(jìn)一步加強(qiáng)高素質(zhì)人員的培訓(xùn)。其次，因溜槽翻板位置信號(hào)不穩(wěn)定，常導(dǎo)致生產(chǎn)系統(tǒng)在集控方式下不能連續(xù)運(yùn)行。由于翻板限位開(kāi)關(guān)安裝在電動(dòng)推桿內(nèi)部，在長(zhǎng)時(shí)間經(jīng)受煤流振動(dòng)的情況下，觸點(diǎn)虛接，造成信號(hào)丟失，而且微動(dòng)開(kāi)關(guān)損壞后更換困難。經(jīng)過(guò)摸索，現(xiàn)采用電液推桿驅(qū)動(dòng)翻板，并將限位開(kāi)關(guān)固定在推桿外部，使其受振動(dòng)小亦便于維護(hù)。改進(jìn)后系統(tǒng)運(yùn)行狀況良好，性能穩(wěn)定。4結(jié)語(yǔ)可編程序控制器將計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)和自動(dòng)化技術(shù)融為一體，現(xiàn)已被廣泛地應(yīng)用于各種生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)控制中，文中介紹的集中控制系統(tǒng)，是一個(gè)較為成功的應(yīng)用實(shí)例。由于采用了計(jì)算機(jī)控制，不僅增加了設(shè)備的有效運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間，提高了生產(chǎn)效率