基于組態(tài)控制的煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計

基于組態(tài)控制的煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計

1總結(jié)1.1停車工藝要求大型采煤廠擁有100多臺機(jī)電設(shè)備，可根據(jù)污水和污水停車技術(shù)的要求運(yùn)行。某臺設(shè)備故障,其來煤方向的相關(guān)設(shè)備必須緊急停車,否則將造成堆煤事故。由于運(yùn)行設(shè)備多,調(diào)度室必須實時監(jiān)視全廠設(shè)備運(yùn)行情況。1.2用戶控制系統(tǒng)功能可編程序控制器(programmablelogiccontroller)簡稱PLC,具有邏輯控制功能:可以替代繼電器進(jìn)行組合邏輯與順序邏輯控制;定時控制功能:用戶編程時可設(shè)定定時值,并能在運(yùn)行中被讀出與修改,可對某個操作進(jìn)行限時控制和延時控制;具有計數(shù)控制功能;步進(jìn)控制功能:即順序控制;數(shù)據(jù)功能;通訊與聯(lián)網(wǎng)功能;可對控制系統(tǒng)監(jiān)控。PLC具有:高可靠性、靈活、修改方便、模擬調(diào)試、編程簡單等特點(diǎn)。1.3網(wǎng)絡(luò)組態(tài)設(shè)計組態(tài)軟件(configure)與PLC聯(lián)接,在圖形界面下對控制系統(tǒng)的各種采樣點(diǎn)、過程輸出點(diǎn)、設(shè)備、生產(chǎn)車間、控制回路、文件報警、生產(chǎn)報表、控制策略、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和生產(chǎn)工藝畫面進(jìn)行定義與組態(tài),并有強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)通訊功能。2系統(tǒng)方案2.1控制好生產(chǎn)過程中的設(shè)備本系統(tǒng)已在古交東曲選煤廠實施,主要包括主洗車間“主洗集控系統(tǒng)”和準(zhǔn)備車間“原煤集控系統(tǒng)”。主洗集控系統(tǒng)由一個PLC主站和五個分站組成,使用Genius工業(yè)總線通訊;原煤集控系統(tǒng)只有一個PLC主站。主洗集控系統(tǒng)和原煤集控系統(tǒng)使用Internet網(wǎng)通訊讀取原煤集控系統(tǒng)數(shù)據(jù),在主洗車間調(diào)度室顯示。二個集控系統(tǒng)均安裝有組態(tài)軟件,主要是對生產(chǎn)過程中的各設(shè)備集中控制,操作員通過計算機(jī)發(fā)出命令,實現(xiàn)系統(tǒng)設(shè)備的各種相互閉鎖和順序起、停。同時能夠動態(tài)監(jiān)視設(shè)備的起停過程。對禁起設(shè)備、故障設(shè)備、做到及時報警,并做出相應(yīng)控制處理。對生產(chǎn)過程中的各種數(shù)據(jù),做好自動記錄、顯示和打印等。廠級管理人員通過Internet網(wǎng),可遠(yuǎn)程全面監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行。2.2主要設(shè)備組成主洗車間:工控機(jī)1臺、21”計算機(jī)監(jiān)視器1臺、投影儀1臺、PLC主站1個、分站5個等設(shè)備組成。準(zhǔn)備車間:工控機(jī)1臺、21”計算機(jī)監(jiān)視器1臺、PLC主站1個等設(shè)備組成。2.2.1控制系統(tǒng)功能特點(diǎn)1)組態(tài)軟件采用北京亞控科技發(fā)展有限公司的《組態(tài)王》。2)主洗集控系統(tǒng)主操作畫面:由系統(tǒng)自動、手動、就地選擇開關(guān);聯(lián)鎖手動、解鎖手動選擇開關(guān);聯(lián)鎖、解鎖選擇開關(guān);系統(tǒng)起車按鈕;系統(tǒng)停車按鈕;急停按鈕;系統(tǒng)報警指示燈;報警清除按鈕;音響解除按鈕;手動預(yù)警按鈕等組成。通過鼠標(biāo)操作控制它們動作,實現(xiàn)系統(tǒng)的計算機(jī)控制,去掉了過去的操作控制臺。3)主洗集控系統(tǒng)工藝流程畫面:由全廠工藝流程總畫面、準(zhǔn)備車間工藝流程畫面、各種工藝流程分畫面組成。實時顯示設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)。4)主洗集控系統(tǒng)禁起畫面:有2幅禁起畫面組成。實時顯示設(shè)備禁起狀態(tài)。5)主洗集控系統(tǒng)故障畫面:有2幅故障畫面組成。實時顯示設(shè)備故障狀態(tài)。6)主洗集控系統(tǒng)閉鎖手動:有1幅設(shè)備閉鎖畫面組成。顯示設(shè)備閉鎖關(guān)系狀態(tài)?？梢酝ㄟ^鼠標(biāo)操作對各個設(shè)備進(jìn)行聯(lián)鎖、解鎖設(shè)置。2.2.2基于測試系統(tǒng)的編程軟件主洗集控系統(tǒng)PLC主站采用美國GE公司90-70系列可編程控制器,分站采用該公司VersaMax系列產(chǎn)品;原煤集控系統(tǒng)采用該公司90-30系列可編程控制器;編程軟件采用該公司Versapro編程軟件在WINDOWS環(huán)境下運(yùn)行。構(gòu)成功能強(qiáng)大、性能價格比高、抗干擾能力強(qiáng)、使用方便、適用于工業(yè)過程控制的集控系統(tǒng)。2.2.3監(jiān)控解鎖功能主要功能有1)系統(tǒng)具備自動、手動和就地方式控制功能a.自動方式集中啟、停車時,操作員通過計算機(jī)操作臺畫面發(fā)出指令,系統(tǒng)設(shè)備順序起、停,系統(tǒng)設(shè)備按工藝流程相互閉鎖。通過計算機(jī)畫面動態(tài)監(jiān)視設(shè)備的起、停、運(yùn)行過程。計算機(jī)自動對禁起設(shè)備、故障設(shè)備及時報警,計算機(jī)畫面和音響操作員提示做到作出相應(yīng)的處理。具有聯(lián)鎖和解鎖功能,可以進(jìn)行自動方式和手動方式之間的無擾切換。b.手動方式具有聯(lián)鎖手動和解鎖手動功能。聯(lián)鎖手動:操作員通過對計算機(jī)畫面聯(lián)鎖手動操作,實現(xiàn)某些設(shè)備直至全部設(shè)備的聯(lián)鎖,根據(jù)運(yùn)行要求,在上位機(jī)上顯示相應(yīng)動態(tài)畫面。解鎖手動:操作員通過對計算機(jī)畫面解鎖手動操作,實現(xiàn)某些設(shè)備直至全部設(shè)備的解鎖,此時解鎖設(shè)備無如何閉鎖關(guān)系,起、停對其它設(shè)備無影響,根據(jù)運(yùn)行要求,在上位機(jī)上顯示相應(yīng)動態(tài)畫面?？刂圃O(shè)備調(diào)試:對設(shè)備進(jìn)行解鎖手動,操作員通過計算機(jī)畫面操作,對單臺設(shè)備進(jìn)行調(diào)試。c.就地方式操作員通過對計算機(jī)操作臺畫面操作,將系統(tǒng)轉(zhuǎn)入就地,現(xiàn)場運(yùn)行人員就地控制現(xiàn)場設(shè)備。2)數(shù)據(jù)管理實時監(jiān)測和記錄模擬量、設(shè)備故障、禁起、狀態(tài)、運(yùn)行時間等各種數(shù)據(jù),自動形成各種生產(chǎn)統(tǒng)計報表,將各種檢測值、計算數(shù)據(jù)、統(tǒng)計表進(jìn)行自動存儲、顯示和打印。3)自動化控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)通訊PLC主站與分站和原煤集控系統(tǒng)通訊,采用美國GE公司的Genius總線方式。其特點(diǎn):既是I/O總線又是通訊網(wǎng)絡(luò),穩(wěn)定性極強(qiáng),非常適合于大量I/O數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)傳輸。4)遠(yuǎn)程監(jiān)視利用廣域網(wǎng)和廠局域網(wǎng),通過組態(tài)軟件的WebServer軟件,實現(xiàn)生產(chǎn)過程遠(yuǎn)程監(jiān)視。各級領(lǐng)導(dǎo)通過計算機(jī)終端可以隨時查閱生產(chǎn)過程中的設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、各種資料數(shù)據(jù),以便及時正確處理生產(chǎn)中出現(xiàn)的各種問題。5)具有緊急停車功能。能使全部設(shè)備立即停車。6)具有調(diào)度監(jiān)控系統(tǒng)的功能具有實時動畫圖形顯示功能,顯示要形象逼真。系統(tǒng)可集中顯示全廠工藝流程系統(tǒng)圖,也可分系統(tǒng)顯示獨(dú)立的工藝流程。具有數(shù)據(jù)顯示功能,如倉位顯示等。歷史趨勢功能:計算機(jī)24小時連續(xù)記錄生產(chǎn)過程,并存儲保存所有數(shù)據(jù)。遠(yuǎn)程訪問監(jiān)視功能:系統(tǒng)具有計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)功能,實現(xiàn)各自動控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)共享,集中管理及遠(yuǎn)程監(jiān)視。7)系統(tǒng)抗干擾性強(qiáng)。杜絕因電磁干擾等,引起集控系統(tǒng)的不正常運(yùn)行。8)以投影儀代替模擬盤顯示,投影儀可顯示計算機(jī)上的所有畫面。2.3.4系統(tǒng)操作1解鎖及整體控制部分系統(tǒng)狀態(tài)選擇:自動;工藝流程選擇:選擇要運(yùn)行的集控設(shè)備工藝流程。按動系統(tǒng)起車按鈕:系統(tǒng)開始起車預(yù)告、逆煤流起車,起車結(jié)束進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)。按動系統(tǒng)停車按鈕:系統(tǒng)進(jìn)行順煤流停車。按動系統(tǒng)急停按鈕:參與集控設(shè)備立即全部停車。系統(tǒng)有禁起、故障信號:計算機(jī)系統(tǒng)報警指示燈閃動、計算機(jī)音響發(fā)出報警聲;計算機(jī)畫面顯示報警設(shè)備,同時彈出報警信息條,顯示報警設(shè)備、報警類型、報警時間等信息。按動音響解除按鈕:計算機(jī)音響發(fā)出的報警聲消除。按動報警清除按鈕:清除報警狀態(tài)。(最好在確定現(xiàn)場設(shè)備處理好后,再按此按鈕)。將聯(lián)鎖、解鎖選擇開關(guān)轉(zhuǎn)向解鎖位置:系統(tǒng)設(shè)備將在無閉鎖狀態(tài)下運(yùn)行。此時,可進(jìn)行無擾切換,將系統(tǒng)自動、手動、就地選擇開關(guān)轉(zhuǎn)向手動,系統(tǒng)將在手動方式下運(yùn)行。2計算機(jī)動手操作畫面系統(tǒng)自動、手動、就地選擇開關(guān)轉(zhuǎn)向手動:系統(tǒng)進(jìn)入手動狀態(tài)。按動手動預(yù)警按鈕:將發(fā)出起車預(yù)警信號。系統(tǒng)聯(lián)鎖手動、解鎖手動選擇開關(guān)轉(zhuǎn)向解鎖手動:系統(tǒng)設(shè)備將處于無閉鎖狀態(tài)。通過計算機(jī)手動操作畫面對所有集控設(shè)備可進(jìn)行單臺調(diào)試,也能進(jìn)行手動起車。系統(tǒng)聯(lián)鎖手動、解鎖手動選擇開關(guān)轉(zhuǎn)向聯(lián)鎖手動:通過計算機(jī)手動操作畫面,可確定某些集控設(shè)備直至所有集控設(shè)備進(jìn)行閉鎖,然后進(jìn)行手動起車。設(shè)備在手動運(yùn)行狀態(tài)下,將系統(tǒng)聯(lián)鎖手動、解鎖手動選擇開關(guān)轉(zhuǎn)向解鎖手動,系統(tǒng)設(shè)備將處于無閉鎖狀態(tài)。此時,可進(jìn)行無擾切換,將系統(tǒng)自動、手動、就地選擇開關(guān)轉(zhuǎn)向自動,系統(tǒng)將在自動方式下運(yùn)行。系統(tǒng)在自動方式下運(yùn)行時,將聯(lián)鎖、解鎖選擇開關(guān)轉(zhuǎn)向聯(lián)鎖位置,系統(tǒng)設(shè)備將恢復(fù)閉鎖狀態(tài)。3當(dāng)?shù)芈肪€系統(tǒng)自動、手動、就地選擇開關(guān)轉(zhuǎn)向就地:系統(tǒng)進(jìn)入就地狀態(tài)。現(xiàn)場運(yùn)行人員可現(xiàn)場就地啟動設(shè)備。2.3.5系統(tǒng)優(yōu)勢1系統(tǒng)的穩(wěn)定是第一出發(fā)點(diǎn)作為選煤廠程控系統(tǒng),其穩(wěn)定性至關(guān)重要。從系統(tǒng)設(shè)計、設(shè)備選型、系統(tǒng)集成、軟件設(shè)計到安裝調(diào)試,都將系統(tǒng)的可靠穩(wěn)定作為第一出發(fā)點(diǎn)。避免了系統(tǒng)干擾,死機(jī)、脫機(jī)或失控等現(xiàn)象,將系統(tǒng)的故障率降至最低。2操作簡單的時候操作具有靈活、簡便的特點(diǎn),便于運(yùn)行操作人員掌握。組態(tài)軟件采用中文界面,運(yùn)行人員能夠方便地進(jìn)行操作,避免誤操作。3維修費(fèi)用設(shè)計利于檢修人員進(jìn)行維護(hù)和檢修,一旦發(fā)生故障,應(yīng)保證檢修人員在最短時間內(nèi)排除故障,恢復(fù)運(yùn)行。4系統(tǒng)運(yùn)行可靠系統(tǒng)要采用當(dāng)前國際上較先進(jìn)的技術(shù),所選設(shè)備技術(shù)性能優(yōu)良,功能完善,工作穩(wěn)定可靠,使整個系統(tǒng)在相當(dāng)長的時間內(nèi)保持國內(nèi)外先進(jìn)水平,運(yùn)行穩(wěn)定、可靠正常。同時本著實用、經(jīng)濟(jì)可靠的原則,在節(jié)約和降低成本的前提下,使系統(tǒng)充分發(fā)揮其作用。5擴(kuò)展能力設(shè)計應(yīng)留有余量,以便日后方便進(jìn)行系統(tǒng)擴(kuò)容、集成。6網(wǎng)絡(luò)功能系統(tǒng)具有網(wǎng)絡(luò)功能,實現(xiàn)了自動控