摘要：介紹了保利星辰煤焦化有限公司選煤廠自動(dòng)化系統(tǒng)的組成，PLC在系統(tǒng)中的作用以及組態(tài)軟件系統(tǒng)的應(yīng)用。
關(guān)鍵詞：PLC；自動(dòng)化；集中控制系統(tǒng)；單機(jī)自動(dòng)化；閉環(huán)控制系統(tǒng)；

       保利星辰煤焦化有限公司是由北京保利有限公司與山西星辰煤焦化有限公司共同出資承建的集焦化、鐵運(yùn)、洗煤為一體的大型高科技企業(yè)。公司位于煤炭?jī)?chǔ)量豐富的山西省靈石縣段純鎮(zhèn)，地理位置優(yōu)越，不僅有豐富的煤炭資源，而且自備貨廠南關(guān)鐵路與國(guó)內(nèi)的鐵路相連，緊靠大運(yùn)國(guó)道和大運(yùn)高速，鐵運(yùn)和公路運(yùn)輸極其方便。保利星辰煤焦化有限公司選煤廠是我公司為其設(shè)計(jì)的年處理量為200萬噸的全重介工藝洗煤廠，全廠自動(dòng)化控制系統(tǒng)選用Simens公司的S7-300系列PLC為控制主機(jī)，對(duì)工藝系統(tǒng)各機(jī)械設(shè)備進(jìn)行自動(dòng)控制和監(jiān)測(cè)。本文旨在介紹該選煤廠自動(dòng)化控制系統(tǒng)的構(gòu)成、STEP7 、Kingview工控軟件的功能以及它們?cè)谙到y(tǒng)中的應(yīng)用。

一、系統(tǒng)的構(gòu)成
       選煤廠自動(dòng)化控制系統(tǒng)分為計(jì)算機(jī)信息管理系統(tǒng)、工業(yè)大屏幕系統(tǒng)、調(diào)度電話系統(tǒng)、全廠設(shè)備集中控制系統(tǒng)、單機(jī)自動(dòng)化/閉環(huán)控制系統(tǒng)、檢測(cè)/計(jì)量設(shè)備幾部分組成。全廠總體網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)為3層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，如下圖1所示。

     上層為公司網(wǎng)絡(luò)，作為信息層，選煤廠計(jì)算機(jī)信息管理系統(tǒng)定位為保利星辰煤焦化公司管理信息系統(tǒng)的一個(gè)組成部分；中間層是控制層，由全廠生產(chǎn)集中控制系統(tǒng)和工藝參數(shù)閉環(huán)控制系統(tǒng)組成；下層為現(xiàn)場(chǎng)級(jí)儀表、傳感器、執(zhí)行元?dú)饧取?br />       作為全廠生產(chǎn)集中控制系統(tǒng)和工藝參數(shù)閉環(huán)控制系統(tǒng)人機(jī)界面的監(jiān)控計(jì)算機(jī)，采用了工業(yè)等級(jí)的計(jì)算機(jī)并通過百兆以太網(wǎng)上聯(lián)全廠信息管理系統(tǒng)。底層通過10兆以太網(wǎng)下連PLC，與密度自動(dòng)控制系統(tǒng)、原煤系統(tǒng)、主洗系統(tǒng)、浮選系統(tǒng)、濃縮系統(tǒng)、壓濾系統(tǒng)、及其它輔助生產(chǎn)系統(tǒng)的PLC站構(gòu)成車間設(shè)備層網(wǎng)絡(luò)；該層采用了當(dāng)今國(guó)際上應(yīng)用最為廣泛的PROFIBUS總線技術(shù)。全廠監(jiān)控系統(tǒng)全部由德國(guó)SIEMENS公司的S7系列PLC主機(jī)組成。該集控系統(tǒng)屬于系統(tǒng)項(xiàng)目，采用分散型控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)構(gòu)建了選煤廠自動(dòng)化系統(tǒng)。全廠集控(含閉環(huán))系統(tǒng)設(shè)置下列PLC站：
       原煤準(zhǔn)備系統(tǒng)PLC站：設(shè)在原煤車間配電室，主要對(duì)給煤機(jī)、破碎機(jī)、膠帶運(yùn)輸機(jī)除鐵器、分級(jí)篩、排污泵等設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控及相關(guān)信號(hào)的檢測(cè)；
      尾煤壓濾系統(tǒng)PLC站：設(shè)在尾煤車間配電室，主要對(duì)3套尾煤壓濾系統(tǒng)和相關(guān)的泵、皮帶、刮板進(jìn)行監(jiān)控；
      重介密度控制系統(tǒng)PLC站；設(shè)在主廠房配電室，設(shè)CPU主站，對(duì)工藝過程參數(shù)進(jìn)行過程控制；
      壓濾系統(tǒng)統(tǒng)PLC (含濃縮、事故沉淀池、清水泵房、油庫)系統(tǒng)PLC站：設(shè)在濃縮車間配電室；
      主廠房PLC站：設(shè)在主廠房配電室,設(shè)CPU主站和擴(kuò)展站。對(duì)主廠房的設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控及相關(guān)信號(hào)的檢測(cè)。
      上述PLC主站、上位監(jiān)控系統(tǒng)計(jì)算機(jī)監(jiān)控管理站、數(shù)據(jù)采集站都通過以太網(wǎng)通信，構(gòu)成控制層網(wǎng)絡(luò)。現(xiàn)場(chǎng)層則采用PROFI- BUS總線。該總線系統(tǒng)由傳輸技術(shù)、通訊技術(shù)協(xié)議、通用行規(guī)和專用行規(guī)組成。由于PROFIBUS擁有統(tǒng)一的通信協(xié)議，并在此基礎(chǔ)上發(fā)展了不同的通用應(yīng)用行規(guī)和專用應(yīng)用行規(guī),使得PROFIBUS可以廣泛地應(yīng)用洗煤廠各個(gè)工藝段的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層。

二、控制功能的實(shí)現(xiàn)
      對(duì)參加邏輯控制的設(shè)備的控制分為就地和連鎖控制，就地控制用來進(jìn)行就地單機(jī)操作和檢修的時(shí)候使用，生產(chǎn)時(shí)都打在連鎖位置，其控制原理圖紙如圖2所示：

圖2
       對(duì)參加過程控制（密控系統(tǒng)）的關(guān)鍵設(shè)備都選用進(jìn)口設(shè)備，密度計(jì)采用德國(guó)伯托的產(chǎn)品，加水裝置采用德國(guó)PSQ執(zhí)行機(jī)構(gòu)，液位計(jì)和壓力傳感器都選用德國(guó)E+H的產(chǎn)品，無論從測(cè)量還是從控制都達(dá)到了很高的精度；而對(duì)那些控制要求不是很高的工藝環(huán)節(jié)，設(shè)備選用國(guó)產(chǎn)設(shè)備。

三、控制軟件在系統(tǒng)中的應(yīng)用
       下位軟件采用西門子的Step7 V5.3，對(duì)下位的S7-300PLC進(jìn)行邏輯梯形圖（LAD）編程和PID功能塊編程，對(duì)于邏輯控制的設(shè)備主要采用梯形圖語言進(jìn)行編程，對(duì)于密度、粘度、給煤機(jī)和各個(gè)桶的液位等過程控制則采用PID控制，每個(gè)PID塊都有手動(dòng)和自動(dòng)操作模式，根據(jù)實(shí)際需要靈活選擇。Step7 V5.3軟件功能齊全，操作方便。
      上位監(jiān)控軟件選用亞控科技的組態(tài)王進(jìn)行編程，界面美觀，組態(tài)靈活。主要實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的自動(dòng)啟、停控制；設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)視和故障報(bào)警；工藝流程監(jiān)視；過程參數(shù)實(shí)時(shí)、歷史曲線；過程參數(shù)數(shù)據(jù)庫查詢以及棒圖動(dòng)畫顯示。
       為了對(duì)不同級(jí)別的用戶實(shí)行相應(yīng)的使用權(quán)限，利用Kingview的安全組態(tài)程序，對(duì)用戶的應(yīng)用程序調(diào)用，操作畫面顯示，事件調(diào)度都賦予權(quán)限管理，實(shí)現(xiàn)了軟件在運(yùn)行中的安全性。同時(shí)，利用Kingview提供的系統(tǒng)安全級(jí)管理也增強(qiáng)了操作系統(tǒng)的安全性。

四、工業(yè)大屏幕和調(diào)度電話系統(tǒng)
      為了加強(qiáng)生產(chǎn)管理，提高勞動(dòng)生產(chǎn)效率，采用工業(yè)電視監(jiān)視系統(tǒng)作為全廠綜合自動(dòng)化系統(tǒng)中的一個(gè)子系統(tǒng)，通過裝備工業(yè)電視，可將各重要生產(chǎn)環(huán)節(jié)和設(shè)備，如皮帶給煤點(diǎn)、轉(zhuǎn)載點(diǎn)、振動(dòng)篩、磁選機(jī)、壓濾機(jī)及室外堆煤場(chǎng)等工作場(chǎng)所的場(chǎng)面，直觀地反映在集控調(diào)度室的工業(yè)電視或大屏幕上，或者通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可從網(wǎng)絡(luò)終端機(jī)上調(diào)閱，可及時(shí)發(fā)現(xiàn)皮帶給煤點(diǎn)、轉(zhuǎn)載點(diǎn)的堆煤以及受控場(chǎng)所設(shè)備的各類故障等，某些場(chǎng)所可替代人員看守，有利于指揮安全生產(chǎn)。全廠安裝12個(gè)彩色攝像點(diǎn)，12臺(tái)工業(yè)監(jiān)控電視和一套工業(yè)大屏幕共同組成工業(yè)大屏幕系統(tǒng)。另外為了滿足選煤廠的現(xiàn)代化生產(chǎn)，還為其配備了調(diào)度通信系統(tǒng)；調(diào)度總機(jī)選用數(shù)字調(diào)度程控調(diào)度機(jī)，該總機(jī)配接抗噪音調(diào)度終端、本安調(diào)度終端和普通調(diào)度終端，極大的滿足了選煤廠生產(chǎn)調(diào)度的需求。

五、結(jié)語
       全廠自動(dòng)化系統(tǒng)自06年投入運(yùn)行至今，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，工作可靠，為生產(chǎn)管理人員提供了全面、直觀、實(shí)時(shí)的生產(chǎn)信息，提高了生產(chǎn)效率，穩(wěn)定了產(chǎn)品質(zhì)量，降低了事故發(fā)生率，縮短了事故檢修時(shí)間，為企業(yè)帶來了巨大的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

作者簡(jiǎn)介：趙建豐（1975-），男，河北省武邑縣人，2000年畢業(yè)于山東科技大學(xué)工業(yè)自動(dòng)化專業(yè)，現(xiàn)就職于天地科技股份有限公司唐山分公司自動(dòng)化工程中心，一直從事選煤領(lǐng)域的自動(dòng)化與信息化工作。聯(lián)系電話：0315-7759438