成莊礦洗選廠集中控制系統優化實踐

邢春才

（山西晉城煤業集團成莊洗選廠，山西 晉城 048021）

成莊礦洗選廠集中控制系統優化實踐

邢春才

（山西晉城煤業集團成莊洗選廠，山西 晉城 048021）

介紹了成莊礦洗選廠集中控制系統升級改造前系統組成部分，通過對運行中出現的問題進行分析，提出改造方案，通過實踐運行，改造后整個系統運行可靠，平穩，經濟效益和社會效益顯著。

集中控制系統；可編程控制器；串行通訊；以太網

1 概述

晉城煤業集團成莊礦洗選廠是一座大型現代化礦井型洗選廠，年處理能力為600萬t。全廠所有設備實現了集中控制，其中洗煤集中控制系統采用美國GE90-30可編程控制器（以下簡稱PLC）系統，該系統對洗煤車間的33臺主要設備進行集中控制，完成設備的順序控制，并實時監視主要設備和輔助設備的運行狀態。本系統于1999年8月份正式投入運行，至今已有10年多，在運行初期，由于設備少和功能少，設備運行基本正常，但隨著洗選廠的不斷改造，系統運行就故障頻發，甚至多次影響礦井生產的正常進行，導致系統無法滿足選煤工藝要求及安全可靠運行。通過采用升級軟硬件的方式解決了問題，保證了生產的正常運行。

2 成莊礦原集中控制系統組成及存在的問題

在設計時考慮到全廠設備分布不集中，故采用總線分布式控制。整個系統由主站、4個Fields Control分站和上位機組成，主站與各分站之間通過Genius總線進行通訊，上位機與PLC通過RS232串口轉換為RS485進行通訊。其中主站由電源模塊、CPU模 塊 IC693CPU331、Genius總 線 控 制 器（IC693BEM331）和部分輸入輸出模塊組成，每個分站由一個總線接口單元BUS INTERFACE UNIT（簡稱BIU）通過GENIUS BUS總線與主站（配有CPU的站點）以38.4K波特率進行通訊，在各分站不僅有總線接口單元，還有各種數字量和模擬量模塊把現場的信號接入整個網絡中。對于分站的調試，必須使用專用的手持編程器（Hand-held Monitor，譯為手持監視器），利用HHM可以進行監視和控制各輸入、輸出點的數據，達到調試和檢查故障的目的。上位機采用研華610工控機進行監控，在上位機安裝有Cimplicity 50點免費版監控軟件和LM90編程軟件，完成對設備的監控和對PLC的編程。

運行存在的問題主要包括：PLC與上位機通訊故障，導致操作人員無法進行操作。CPU的內存不足，無法增加程序、隨著不斷將新的設備程序增加到控制系統中，程序達到 20K以上，然而IC693CPU331的技術特性最多只具有2K寄存器和16K字節的用戶內存，CPU的掃描時間由原來的20ms左右至60ms,不能滿足運行的需要，I/O模塊不足，隨著系統地擴容，導致I/O存在較大的缺口，無法滿足選煤廠對設備的監控。最初采用的編程軟件DOS平臺下為LM90，通訊方式為串行通訊。隨著windows操作系統平臺的逐步普及，DOS系統下的LM90編程軟件已經不能滿足編程要求。

3 成莊礦選煤廠集控系統改造措施

1）PLC與上位機通訊故障解決措施：針對上述通訊故障，將原設計采用的RS232串行通訊改為以太網通訊，它不但解決了的通訊因內存沖突引發的問題，而且解決了可能因通訊速率低、通訊距離和干擾等問題帶來的后期危害。

2）CPU的內存不足及I/OComprehensive Analysis on Annexation and Reorganization oFMine模塊不足的解決措施

針對CPU內存不足，改造方案是進行CPU升級，即對原有的 IC693CPU331更換為IC693CPU364。IC693CPU364寄存器為32K，用戶內存為240K，同時除IC693CPU331有的通訊方式外，還有以太網通訊方式。將原來單獨的以太網通訊模塊用CPU模塊集成以太網通訊端口功能代替，既減少了故障點，同時又降低了設備的維護量和配件量。針對模塊不足的問題，通過增加硬件和上位機IFIX組態軟件。在原有設備的基礎上增加分站，將皮帶機的打滑、拉線、堆煤等信號全部接入至PLC中，在PLC中進行編程，組態畫面上做監視畫面，以便于分析設備故障原因。同時將一些設備的監視信號接入PLC中，便于監視全廠整個設備生產運行狀況。

3）軟件升級與程序優化改造：將原軟件升級至Proficy Machine Edition，該軟件版本不僅能運行于Windows平臺，而且能通過以太網進行通訊。由于原有PLC用戶程序的啟車和停車子程序使用移位寄存器的方法實現，存在插入設備控制程序時，編程復雜，不容易理解和維護。介于前面原因自己進行重新編寫所有程序，改變編程方法，利用順序控制程序設計法，將程序進行優化，提高程序運行速度，由原來的起車4min提高到2min，為高效生產提供保障。

4 結論

所有改造于2008年完成。新系統利用以太網通訊方式，解決了能夠編程和監視沖突的矛盾。系統容量充足，方便以后系統擴容，所有軟件運行在Windows平臺下，人機界面強大，操作方便。下位機程序和上位機監控軟件依靠自主開發，程序更加優化和合理，符合現場要求，提高了程序的可讀性，有利于人員維護，同時運行速度進一步提高，系統更加高效。通過三年的運行，整個系統運行可靠，平穩，各項技術的實施大大提高了系統的自動化程度和企業管理水平。

Optimization oFCentralized Control System in Coal Cleaning Plant,Chengzhuang Mine

XING Chun-cai

(Chengzhuang Coal Cleaning Plant,Jincheng Coal Group,Jincheng Shanxi 048021)

The paper introduces the centralized control system components before the reformation in Coal Cleaning Plant,Chengzhuang mine.By the analysis on the problems in the operation,the author proposed a reform plan.By the practice,the reformed system proves to be reliable and stable with distincTeconomical and social benefits.

centralized control system;PLC (programmable logic controller);serial communication;Ethernet

TD92

A

1672-5050（2011）07-0054-02

2011-03-20

邢春才（1972—），男，山西高平人，大學本科，工程師，從事自動化控制工作。

徐樹文