關(guān)于羅克韋爾PLC在選煤廠中的應(yīng)用

摘 要：隨著大型選煤廠自動(dòng)化管理水平和洗選能力的提高，對(duì)可靠的集中控制系統(tǒng)，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和通信方法的建設(shè)提出了更高的要求。因此本文介紹了羅克韋爾（以下簡(jiǎn)稱AB）邏輯控制系列PLC在大型選煤廠的應(yīng)用。并結(jié)合實(shí)際案例以建設(shè)成功的1500萬(wàn)噸的大型選煤廠為例，通過(guò)初步設(shè)計(jì)、建設(shè)和安裝該系統(tǒng)。結(jié)果表明該系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，起到了很好的控制效果。

關(guān)鍵詞：選煤廠;羅史韋爾PLC;集控系統(tǒng)

當(dāng)前隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，選煤廠的自動(dòng)化程度越來(lái)越先進(jìn)，這是因?yàn)檫x煤廠采用了先進(jìn)的PLC控制系統(tǒng)。通過(guò)PLC控制系統(tǒng)控制選煤廠，不僅能夠有效的提高生產(chǎn)效率，而且還加快了選煤廠自動(dòng)化建設(shè)的發(fā)展。因此本文簡(jiǎn)要介紹了AB公司的PLC集中控制系統(tǒng)在大型選煤廠中的作用和應(yīng)用效果。

1 AB公司PLC集控制系統(tǒng)簡(jiǎn)介

1.1 集控制系統(tǒng)的組成

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備控制和車間工藝流程的要求，集中控制系統(tǒng)考慮了施工安裝的方便性和配電設(shè)備的位置，建立了以下控制站：塊煤車間控制分站、主洗滌車間控制分站、浮選車間控制分站、壓力過(guò)濾車間控制分站，集中車間控制分站和運(yùn)輸銷售車間控制分站。生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)的主站設(shè)在沙曲選煤廠二樓集中控制室設(shè)備室。在分煤車間、主洗選車間、浮選車間、濃縮車間、壓力過(guò)濾車間、運(yùn)輸銷售車間等配電室安裝了一套遠(yuǎn)程監(jiān)控變電所。主廠房中央控制室還包括重中壓、桶位控制系統(tǒng)、粗煤泥控制系統(tǒng)和壓濾機(jī)單自動(dòng)控制系統(tǒng)。

1.2 集成控制系統(tǒng)設(shè)備

PLC的系統(tǒng)由ABPLCControlLogix1756的系列控制組成。該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)一共分為三層：第一層為現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層、第二層為PLC控制層、第三層為監(jiān)控信息層。

事實(shí)上，PLC的核心控制系統(tǒng)位于該系統(tǒng)控制的中間層面，其功能是負(fù)責(zé)底層設(shè)備以及主機(jī)之間的通信連接。底層是現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層，它通過(guò)開(kāi)關(guān)信號(hào)，模擬信號(hào)和一些標(biāo)準(zhǔn)通信協(xié)議連接到PLC。

2 PLC集控系統(tǒng)功能分析

2.1 控制功能

根據(jù)選煤廠的生產(chǎn)工藝，PLC控制系統(tǒng)遵循的是“逆煤流起車、順煤流停車”的原則?？刂葡到y(tǒng)是根據(jù)選煤廠設(shè)備之間關(guān)系的鎖相圖設(shè)計(jì)的。由于PLC的集成控制系統(tǒng)有著報(bào)警處理功能，因此在系統(tǒng)投入使用之后，系統(tǒng)可以向現(xiàn)場(chǎng)工作人員發(fā)出警告信號(hào)，讓他們意識(shí)到生產(chǎn)即將開(kāi)始，讓無(wú)關(guān)人員趕緊遠(yuǎn)離作業(yè)設(shè)備。

2.2 PLC集控系統(tǒng)動(dòng)態(tài)圖形顯示的功能

PLC集中控制系統(tǒng)可以在視頻服務(wù)器的大屏幕上顯示生產(chǎn)過(guò)程中的圖像，使集中控制室的操作員能夠操作并監(jiān)控選煤廠的整個(gè)作業(yè)過(guò)程。在控制臺(tái)上，操作工人可以輕松地看到顯示系統(tǒng)顯示的動(dòng)態(tài)圖形，其圖形主要包括：整個(gè)工廠的生產(chǎn)車間，設(shè)備的運(yùn)行畫(huà)面、倉(cāng)庫(kù)情況及液位情況。

3 ABPLC集成控制系統(tǒng)在選煤廠的應(yīng)用實(shí)例

選煤廠大多屬于礦井式選煤廠。因此選煤廠的洗選能力與礦井生產(chǎn)量相匹配，包括儲(chǔ)存，篩分，破碎，洗選等，多種工作程序形成一套完整的成品煤儲(chǔ)存和裝載生產(chǎn)系統(tǒng)。生產(chǎn)系統(tǒng)的運(yùn)行將直接影響到礦井的生產(chǎn)。下面我們以某地的1500萬(wàn)噸大型選煤廠為例說(shuō)明具體運(yùn)用過(guò)程。選煤廠采用重中淺槽選煤技術(shù)，可同時(shí)運(yùn)行三套淺槽系統(tǒng)。

3.1 系統(tǒng)的配置

集中控制系統(tǒng)由中央控制單元，PLC主站和變電站PLC組成。通過(guò)網(wǎng)絡(luò)連接構(gòu)成分布式監(jiān)控系統(tǒng)。

（1）集控室。選煤廠集中控制中心位于綜合樓，集中了整個(gè)選煤廠的主要設(shè)備和綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的設(shè)備，實(shí)現(xiàn)了對(duì)工業(yè)電視信號(hào)接收和處理的監(jiān)控。除此之外，它還具有接收和處理工業(yè)電視信號(hào)，以實(shí)現(xiàn)工業(yè)電視信號(hào)與DID顯示屏和工業(yè)電視控制流程的切換。而Web網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器系統(tǒng)負(fù)責(zé)采集全廠的生產(chǎn)和管理。管理等信息，并為準(zhǔn)備工廠提供信息管理服務(wù)。

（2）現(xiàn)場(chǎng)PLC站。PLC站的位置與低壓配電室有關(guān)，預(yù)留的PLC配置用于低壓開(kāi)關(guān)設(shè)備的設(shè)計(jì)，有利于控制系統(tǒng)的二次接線和系統(tǒng)管理。

3.2 PLC的設(shè)計(jì)選型

選煤廠常用的PLC模塊有：電源，處理器，通訊，溫度，模擬輸入和輸出（AI/AO），數(shù)字輸入/輸出（DI/DO）。需要說(shuō)明的是模塊的選擇應(yīng)與二級(jí)相結(jié)合，使系統(tǒng)能更好地?cái)U(kuò)展，結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)潔。

（1）CPU模塊與電源模塊的選擇。CPU模塊1756-L75，內(nèi)部?jī)?nèi)存32MB，內(nèi)置USB端口.控制器采用冗余控制-Logix系統(tǒng)，兩控制器之間采用光纖電纜。為了便于今后的擴(kuò)展，PLC機(jī)架將保留幾個(gè)空槽，從而使電源容量盡可能大。

（2）通信模塊的選擇。羅克韋爾可選通信模塊：以太網(wǎng)、DH+、ControlNet、DeviceNet、RIO等多品牌組成。該通信協(xié)議方便了設(shè)備層之間的數(shù)據(jù)交換。而其他品牌PLC之間的通信以及主機(jī)與主機(jī)之間的數(shù)據(jù)交換，避免了通信協(xié)議差異導(dǎo)致的要求協(xié)議轉(zhuǎn)換鏈路的不穩(wěn)定因素。

3.3 PLC網(wǎng)絡(luò)的選擇

大型選煤廠綜合監(jiān)測(cè)網(wǎng)采用星型結(jié)構(gòu)的100M工業(yè)以太網(wǎng)，主干網(wǎng)通信介質(zhì)采用單模護(hù)套光纖，成套設(shè)備的隔膜濾波器通過(guò)DH網(wǎng)與主網(wǎng)通信。變頻器、軟起動(dòng)器通過(guò)設(shè)備網(wǎng)與主網(wǎng)絡(luò)通信，自動(dòng)投藥系統(tǒng)采用以太網(wǎng)通信。10kV配電系統(tǒng)配有通信管理機(jī)和以太網(wǎng)通信接口，通過(guò)工業(yè)以太網(wǎng)與主網(wǎng)通信。最后，主網(wǎng)絡(luò)通過(guò)光纖傳輸?shù)娇刂剖?。整個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)模塊配置均完全可靠。

3.4 系統(tǒng)軟件的選擇

該軟件由監(jiān)控和編程兩類軟件組成。實(shí)現(xiàn)了PLC網(wǎng)絡(luò)人機(jī)界面的監(jiān)控、PLC的邏輯控制功能以及系統(tǒng)的內(nèi)外數(shù)據(jù)接口。

（1）PLC編程軟件包。PLC使用1756Logix和RSLogix5000系列中文編程軟件來(lái)控制各種系統(tǒng)中PLC的算法和邏輯配置。無(wú)需通過(guò)向系統(tǒng)添加或更改測(cè)試點(diǎn)來(lái)重新編譯整個(gè)系統(tǒng)程序。

（2）監(jiān)控軟件。監(jiān)控軟件使用GE公司的iFix軟件的主要組態(tài)軟件，該軟件中使用的通用電氣的網(wǎng)絡(luò)軟件可以供多臺(tái)計(jì)算機(jī)訪問(wèn)使用。軟件系統(tǒng)為中文版的WIN7，使系統(tǒng)做到實(shí)時(shí)公開(kāi)運(yùn)行。

4 結(jié)論

本文將羅克韋爾PLC應(yīng)用于1500萬(wàn)噸大型選煤廠。采用RockwellAB集成體系結(jié)構(gòu)，簡(jiǎn)化了系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，減少了大量的接口部件。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的連接和儀器儀表的選擇，配置PLC的輸入輸出模塊進(jìn)行傳感器選擇。整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，取得了良好的控制效果。

參考文獻(xiàn)：

[1]谷磊.羅克韋爾PLC之間數(shù)據(jù)通訊在顯德汪礦選煤廠中的應(yīng)用[J].煤炭與化工，2014（04）.

作者簡(jiǎn)介：楊勇（1981-），男，漢族，云南宣威人，大專，電氣工程師，研究方向：電氣自動(dòng)化。