1、引言

南鋼聯(lián)煉鐵新廠焦化備煤系統(tǒng)由一套施耐得ModiconTSXQuanturm系列PLC構(gòu)成。天津諾迪亞可編程控有限公司負(fù)責(zé)系統(tǒng)集成，中冶焦耐工程技術(shù)有限公司負(fù)責(zé)應(yīng)用軟件的編譯。

備煤系統(tǒng)日處理煉焦煤6900t（含水10%），高爐煤約2000t。生產(chǎn)工藝流程主要以皮帶機(jī)等設(shè)備的順序起停控制為主，少量料位、煤灰份、流量、溫度等模擬量顯示。

2、控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

備煤PLC系統(tǒng)3臺(tái)上位操作站集中設(shè)在煤焦中控室。操作站互為備用、分別安裝IFIX3.0中文運(yùn)行版與開發(fā)版，上位機(jī)操作站通過(guò)以太網(wǎng)交換機(jī)聯(lián)入焦化上位生產(chǎn)管理級(jí)網(wǎng)絡(luò)（以太網(wǎng)），在焦化車間調(diào)度室可以監(jiān)視到整個(gè)備煤系統(tǒng)的生產(chǎn)作業(yè)狀況。

PLC系統(tǒng)主站及1#遠(yuǎn)程站設(shè)在配煤B2配電室。安裝于主站底板上的主控器選用140CPU43412A，CPU為486,用戶邏輯2M。帶有2個(gè)Modbus通訊口、1個(gè)ModbusPlus通訊口。主站底板上的140NOM21200模塊提供2個(gè)ModbusPlus通訊口用于與300米之外的上位操作站進(jìn)行聯(lián)接，構(gòu)成雙ModbusPlus網(wǎng)絡(luò)。

備煤PLC系統(tǒng)有6個(gè)遠(yuǎn)程站，1#遠(yuǎn)程站與主站同在1個(gè)機(jī)柜內(nèi)、2#3#遠(yuǎn)程站在B203配電室、4#5#遠(yuǎn)程站在B3配電室、6#遠(yuǎn)程站在C205轉(zhuǎn)運(yùn)站PLC機(jī)柜間。主站到4#5#6#遠(yuǎn)程站采用雙RI/O干纜、距離各為400米，從6#站到2#3#遠(yuǎn)程站采用雙光纖網(wǎng)絡(luò)、距離為700米，目的是增加通訊的可靠性。每塊主站與遠(yuǎn)程站底板均采用冗余電源140CPS12400,當(dāng)一塊電源出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)另一塊電源可承擔(dān)本底板的供電。

3、工藝流程

根據(jù)工藝要求，備煤35條皮帶可組成17種煤流流程，分別屬于卸煤作業(yè)、上料作業(yè)、配煤作業(yè)。

3.1卸煤作業(yè)流程：

主要完成煤場(chǎng)受煤作業(yè)。原料煤（包括煉焦煤及高爐噴吹煤）經(jīng)翻車機(jī)或螺旋卸煤機(jī)通過(guò)皮帶機(jī)按不同煤種不同位置“分場(chǎng)”存放，可有6種操作流程選擇。

主要生產(chǎn)設(shè)備設(shè)施有：1臺(tái)翻車機(jī)、2臺(tái)螺旋卸煤機(jī)、3臺(tái)堆取料機(jī)(堆料)、皮帶機(jī)。皮帶機(jī)上裝皮帶保護(hù)裝置(跑偏、打滑、拉線開關(guān)等)，有料流分流的轉(zhuǎn)運(yùn)站設(shè)有電液動(dòng)翻板。另外配有煤灰份檢測(cè)儀、皮帶計(jì)量秤及除鐵器。上述裝置與設(shè)備都有相應(yīng)的顯示信號(hào)與控制信號(hào)及聯(lián)鎖信號(hào)進(jìn)PLC系統(tǒng)。

3.2、上料作業(yè)流程：

主要完成煉焦煤及其高爐噴吹煤輸送，可有9種操作流程選擇。

高爐噴吹煤輸送主要是通過(guò)堆取料機(jī)（取料）及相應(yīng)的皮帶機(jī)把煤場(chǎng)中的噴吹煤輸送到干煤棚。干煤棚內(nèi)的各工藝設(shè)備由另外的PLC系統(tǒng)控制，在兩方中控室操作站上都有系統(tǒng)啟動(dòng)請(qǐng)求、狀態(tài)顯示及聯(lián)鎖停車的信號(hào)。

煉焦煤輸送主要是通過(guò)堆取料機(jī)（取料）及相應(yīng)的皮帶機(jī)把煤場(chǎng)不同種類的混勻煤輸送到10個(gè)不同配煤倉(cāng)中。

主要設(shè)備：3臺(tái)堆取料機(jī)（取料）、皮帶機(jī)、1＃2?？赡娌剂掀C(jī)。1＃2?？赡娌剂掀≤嚳梢栽谥锌厥也僮?。皮帶機(jī)上裝皮帶保護(hù)裝置(跑偏、打滑、拉線開關(guān)等)，有料流分流的轉(zhuǎn)運(yùn)站設(shè)有電液動(dòng)翻板。上述裝置與設(shè)備都有相應(yīng)的顯示信號(hào)與控制信號(hào)及聯(lián)鎖信號(hào)進(jìn)PLC系統(tǒng)。

3.3、煉焦煤的配煤作業(yè)

10個(gè)不同配煤倉(cāng)煤中的煤通過(guò)配煤裝置按一定配比配煤后輸送到1＃2＃煤塔，可有2種操作流程選擇

主要生產(chǎn)設(shè)備設(shè)施有：10臺(tái)配煤秤、2臺(tái)粉碎機(jī)、煤塔回轉(zhuǎn)布料機(jī)、皮帶機(jī)。皮帶機(jī)上裝皮帶保護(hù)裝置(跑偏、打滑、拉線開關(guān)等)，有料流分流的轉(zhuǎn)運(yùn)站設(shè)有電液動(dòng)翻板。另在配煤裝置后裝有除鐵器。上述裝置與設(shè)備都有相應(yīng)的顯示信號(hào)與控制信號(hào)及聯(lián)鎖信號(hào)進(jìn)PLC系統(tǒng)，

4、控制系統(tǒng)功能

4.1機(jī)旁手動(dòng)操作。

在備煤系統(tǒng)各工藝設(shè)備機(jī)旁設(shè)置操作箱，用于操作模式的轉(zhuǎn)換。當(dāng)操作轉(zhuǎn)換開關(guān)轉(zhuǎn)到“手動(dòng)”位置時(shí)，操作人員可在各單體設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)啟動(dòng)該設(shè)備，此時(shí)設(shè)備間無(wú)聯(lián)鎖關(guān)系。機(jī)旁手動(dòng)操作主要用于單體設(shè)備的試運(yùn)轉(zhuǎn)、檢修時(shí)的設(shè)備起停。機(jī)旁手動(dòng)操作是純電氣繼電器控制，控制不進(jìn)PLC系統(tǒng)，僅是設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)在PLC操作站上有顯示。

4.2中控室PLC自動(dòng)控制操作。

當(dāng)機(jī)旁操作箱上的操作轉(zhuǎn)換開關(guān)轉(zhuǎn)到“自動(dòng)”位置時(shí)，中控室操作人員在PLC上位機(jī)上完成“流程選擇”、“起動(dòng)預(yù)示”、“順序起停”、“緊急停車”等操作。

“流程選擇”主要是根據(jù)作業(yè)內(nèi)容在17種煤流流程中確定某一流程。“緊急停車”是當(dāng)備煤系統(tǒng)某設(shè)備有故障時(shí)PLC系統(tǒng)停車用。

4.2.1設(shè)備起停過(guò)程

逆向料流的順序啟動(dòng)：當(dāng)“流程選擇”后操作員進(jìn)行“起動(dòng)預(yù)示”，再按本流程“啟動(dòng)”按鈕，本流程“順序起動(dòng)”。

順向料流的聯(lián)鎖停止：當(dāng)該流程操作完成后開始煤料凈空，此時(shí)在中控室操作站上按本流程“停止”按鈕，延時(shí)后料流最后一條皮帶先停，依此完成順向料流的順序停止。

單體設(shè)備的起停：在中控室PLC操作站上按下本設(shè)備的單機(jī)“起動(dòng)/停止”按鈕實(shí)現(xiàn)本設(shè)備的單機(jī)起動(dòng)停止，這避免了順序起停中當(dāng)某設(shè)備有故障而影響其上流皮帶設(shè)備的順序起動(dòng)。

另在中控室PLC操作站上有所有設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)顯示。

4.2.2故障處理的過(guò)程。

運(yùn)行中的設(shè)備出現(xiàn)必須停車的故障（電機(jī)過(guò)負(fù)荷、拉繩開關(guān)動(dòng)作、皮帶撕裂等）時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)將故障設(shè)備料流上游的所有設(shè)備同時(shí)停止，該設(shè)備下游的設(shè)備照常運(yùn)行?，F(xiàn)場(chǎng)故障排除后，在中控室操作站上按“清除報(bào)警”，上流皮帶可依次按程序重新啟動(dòng)。

4.3報(bào)警信息處理。

所有設(shè)備的故障報(bào)警均在控制室上位機(jī)屏幕顯示并自動(dòng)記錄生成報(bào)警記錄文件，可供操作人員方便查閱及瀏覽。

報(bào)警信息包括：一級(jí)跑偏、二級(jí)跑偏、撕裂、打滑、電機(jī)過(guò)負(fù)荷、拉繩事故、堵料等。

4.4料位顯示。

10個(gè)配煤倉(cāng)、2個(gè)煤塔倉(cāng)上有料位計(jì)，在中控室CRT畫面上有料位的動(dòng)態(tài)顯示，并且料位有高、高高、低、低低報(bào)警。

5、控制應(yīng)用軟件特點(diǎn)

備煤PLC系統(tǒng)控制應(yīng)用軟件由控制程序與畫面監(jiān)控程序兩部分組成。其中控制程序運(yùn)行于PLC主控器CPU內(nèi)，是用Concept2.6編寫的“梯形圖語(yǔ)言”或“功能塊語(yǔ)言”程序。按流程選擇、流程運(yùn)行、起動(dòng)預(yù)示、報(bào)警、信息傳輸?shù)确侄巍３绦蛑心嫦蛄狭鞯捻樞騿?dòng)可使數(shù)條皮帶設(shè)備完成“隔時(shí)”啟動(dòng)，減少了多臺(tái)設(shè)備同時(shí)啟動(dòng)時(shí)造成的“壓降現(xiàn)象”；順向料流的順序停止可使數(shù)條皮帶設(shè)備完成“延時(shí)凈空”停止，減少了設(shè)備空運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間，節(jié)約了電能。

畫面監(jiān)控程序采用IntellutionIFIX3.0開發(fā)。全備煤設(shè)置引導(dǎo)畫面一幅、主畫面一幅、操作畫面3幅及報(bào)警匯總畫面等。各畫面間可方便切換。

引導(dǎo)畫面用于不同作業(yè)畫面間的切換。主畫面用于整個(gè)備煤工藝流程的顯示，在主畫面上通過(guò)不同顏色反映各皮帶機(jī)、機(jī)械設(shè)備的狀態(tài)，并通過(guò)閃爍等發(fā)出報(bào)警信息，另外還有料倉(cāng)的料位、電機(jī)的電流、煤灰份、煤量等顯示。操作畫主要是操作工用于起停不同料流，在操作畫面上有設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)顯示、自動(dòng)/手動(dòng)顯示、單機(jī)/聯(lián)機(jī)顯示、輕重跑偏顯示及拉線故障顯示。

6、結(jié)束語(yǔ)

備煤PLC系統(tǒng)已運(yùn)行1年，系統(tǒng)整體運(yùn)行穩(wěn)定。尤其是雙電源、雙MB+及RI/O網(wǎng)絡(luò)提高了系統(tǒng)的可靠性。系統(tǒng)安裝施工過(guò)程中規(guī)范接地等，提高了防干擾能力。