集中控制與自動(dòng)化系統(tǒng)在中鐵芒來露天煤礦地面儲(chǔ)裝系統(tǒng)應(yīng)用

方毅

【摘 要】中鐵資源蘇尼特左旗芒來礦業(yè)有限公司地面儲(chǔ)裝系統(tǒng)采用AB公司可編程控制器、GE公司組態(tài)軟件、工業(yè)工控機(jī)、三星大屏顯示器、及先進(jìn)的視頻監(jiān)控軟件，對(duì)全廠電氣系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、探測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行集中控制和監(jiān)視，實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)自動(dòng)化，取得了顯著的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)效益。

【關(guān)鍵詞】自動(dòng)化控制；組態(tài)軟件；可編程控制器； 監(jiān)控

【中圖分類號(hào)】F407.21【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A【文章編號(hào)】1672-5158（2013）07-0136-02

Centralized control and Automation control system

In China Railway Resource Sunit Left Banner Manglai Mining Co.，Ltd ground store up system app fangyi

（Wuhan Design and Research Institute of China Coal Technology &Engineering; Group，Wuhan￡？430000）

【Abstract】 China Railway Resource Sunit Left Banner Manglai Mining Co.，Ltd ground store up system used AB company PLC、GE company Configure software、industry computer、big three stars display、and advanced Surveillance software，F(xiàn)or factory electrical system、control system、detect system prosecution centralized control and keep watch on， achieved manufacture robotization， acquire distince community、economic benefits.

【Key words】Automation control； Configure software； PLC； Surveillance

隨著國(guó)內(nèi)對(duì)煤炭的需求量日益增加，企業(yè)自身也需要做大做強(qiáng)，芒來煤礦投資上億元，新建了地面儲(chǔ)裝系統(tǒng)，并且把原有小破碎站延伸到新系統(tǒng)，廢除了原來經(jīng)破碎機(jī)后，煤炭就地堆積，然后用大型鏟車往汽車或火車上裝載的傳統(tǒng)方法；解決了傳統(tǒng)方法污染環(huán)境、效率低下、成本偏高 、資源浪費(fèi)的弊端。新儲(chǔ)裝系統(tǒng)采用PLC和組態(tài)軟件實(shí)現(xiàn)設(shè)備集中自動(dòng)化控制，和定量裝火車、定量裝汽車，達(dá)到了破、運(yùn)、儲(chǔ)、裝，簡(jiǎn)潔高效，一條龍生產(chǎn)，為企業(yè)增加效益。

一、集中控制與自動(dòng)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

1.1 箱式變電站

1.1.1 高壓配電裝置、干式電力變壓器、高壓變頻裝置、低壓柜等均裝設(shè)在箱變內(nèi)，箱體支撐為滑撬式，箱體為保溫加厚型。

1.1.2 箱變進(jìn)出線均為電纜方式，在箱變下方高低壓進(jìn)出線處分別預(yù)留孔洞，孔洞具體位置及孔洞數(shù)量以箱變內(nèi)配電柜位置及出線回路數(shù)量為準(zhǔn)，孔洞待電纜敷設(shè)完后應(yīng)用防火堵料密封處理。箱變底座高度為550mm，在此區(qū)域布置電纜橋架，所有配出電纜在底座橋架敷設(shè)，然后沿室外電纜橋架或電纜溝敷設(shè)至設(shè)備處。

1.1.3 箱變內(nèi)設(shè)置工業(yè)用暖風(fēng)機(jī)和工業(yè)用單制冷空調(diào)，設(shè)恒溫控制器，溫度范圍為5℃～35℃。

1.1.4 箱變內(nèi)設(shè)煙霧報(bào)警器，報(bào)警信號(hào)傳至集控室顯示。

1.1.5 箱變防護(hù)等級(jí)IP54。

1.1.6 變頻柜裝有西門子公司羅賓康高壓變頻器，變頻柜頂部做成風(fēng)道，風(fēng)道內(nèi)設(shè)風(fēng)機(jī)將熱排出箱變外。

1.2 操作站

集中控制室放有3臺(tái)工業(yè)工控機(jī)，一臺(tái)工程師站，一臺(tái)服務(wù)器，一臺(tái)視頻監(jiān)控系統(tǒng)服務(wù)器，3臺(tái)22寸顯示器，操作系統(tǒng)為Windows XP。

在操作室放有1臺(tái)工業(yè)工控機(jī)，一臺(tái)22寸顯示器，操作系統(tǒng)為Windows XP。

1.3 控制分站

集中控制室放有UPS電源，網(wǎng)絡(luò)機(jī)柜，可編程控制器主CPU柜。現(xiàn)場(chǎng)4個(gè)箱變里都分別放有一個(gè)PLC柜，作為主CPU柜的I/O分站，從PLC主CPU柜到各分站之間采用多模光纜經(jīng)過光電轉(zhuǎn)換模塊串聯(lián)，實(shí)現(xiàn)把每個(gè)I/ O分站傳輸?shù)紺PU中，進(jìn)行控制。配置雙CPU，兩路光纜，實(shí)現(xiàn)冗余系統(tǒng)。

1.4 軟件及功能

該系統(tǒng)上位機(jī)監(jiān)控軟件采用GE公司IFIX組態(tài)軟件編制而成的，上位機(jī)通過OPC通訊與PLC實(shí)現(xiàn)通信。PLC將檢測(cè)實(shí)時(shí)的生產(chǎn)數(shù)據(jù)及將模擬量參數(shù)和開關(guān)量信號(hào)傳送到上位機(jī)，由上位機(jī)程序進(jìn)行顯示和處理；上位機(jī)程序進(jìn)行處理，同時(shí)將系統(tǒng)命令傳送給下位機(jī)，通過下位機(jī)監(jiān)視并控制現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的工作及運(yùn)行狀態(tài)。

該系統(tǒng)對(duì)地面輸煤生產(chǎn)線的監(jiān)控，主要實(shí)現(xiàn)如下的功能。

具備動(dòng)態(tài)工藝流程顯示，將來自實(shí)際設(shè)備的數(shù)據(jù)與工程畫面上的各信息聯(lián)系起來，使工程畫面真實(shí)地反映現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)狀態(tài)；同時(shí)在上位機(jī)操作設(shè)備啟動(dòng)和停止，及各種對(duì)PLC的控制操作指令。如下是上位機(jī)程序操作功能介紹及相關(guān)顏色功能定義：

1）按鈕操作功能介紹：

1、主畫面按鈕：切換至主畫面。

2、溫度按鈕：切換至溫度監(jiān)控畫面。

3、電笛預(yù)告按鈕：手動(dòng)預(yù)告電笛。

4、聯(lián)鎖解鎖按鈕 ：程序把各設(shè)備解開聯(lián)鎖和關(guān)聯(lián)聯(lián)鎖操作轉(zhuǎn)換。

5、就地集中按鈕：設(shè)備集中和就地操作轉(zhuǎn)換。

6、故障復(fù)位按鈕：當(dāng)主煤流線上設(shè)備有拉繩、變頻器有故障時(shí)，起到復(fù)位作用，且M201和M301有故障時(shí)，左鍵單擊此按鈕保持1秒，即可松開，變頻器自動(dòng)復(fù)位。

7、急停：當(dāng)發(fā)生緊急情況時(shí)，左鍵單擊此按鈕，所有設(shè)備全部緊急停車。

8、啟動(dòng)、停止：對(duì)應(yīng)設(shè)備的啟動(dòng)、停止和打開、關(guān)閉，左鍵單擊即可。

2）顏色定義

1、黃色：設(shè)備故障，或跳閘。

2、藍(lán)色：設(shè)備正常。

3、綠色：設(shè)備運(yùn)行。

4、紅色：設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)急停。

下位機(jī)：采用AB公司RSLogix 5000軟件編制而成。

現(xiàn)場(chǎng)所有電動(dòng)設(shè)備均納入集中控制。設(shè)置了集中和就地兩種控制方式，電腦方便實(shí)現(xiàn)控制轉(zhuǎn)換方式，不影響設(shè)備正常運(yùn)行狀態(tài)。

PLC程序同時(shí)設(shè)置了解鎖和聯(lián)鎖模式，正常運(yùn)行中，各設(shè)備間電氣聯(lián)鎖，不允許解鎖，否則會(huì)發(fā)生堵煤事故。所有設(shè)備電動(dòng)機(jī)的跳閘、運(yùn)輸設(shè)備中的皮帶機(jī)拉繩開關(guān)、跑偏開關(guān)、打滑保護(hù)、堵塞保護(hù)、縱撕保護(hù)，破碎機(jī)的堵轉(zhuǎn)信號(hào)，刮板運(yùn)輸機(jī)的斷鏈保護(hù)均由現(xiàn)場(chǎng)分站實(shí)時(shí)采集保護(hù)信號(hào)，傳送到主集控室CPU中，PLC程序?qū)崿F(xiàn)緊急停車。集控方式下，參加集控設(shè)備不能就地開車；任何控制方式下現(xiàn)場(chǎng)都能就地停車，上位機(jī)也設(shè)置有緊急停車按鈕。下位機(jī)程序采取逆煤流順序起車，起車前控制室向現(xiàn)場(chǎng)發(fā)送起車預(yù)告信號(hào)，經(jīng)延時(shí)后，系統(tǒng)中各設(shè)備按閉鎖起車。當(dāng)不生產(chǎn)時(shí)，下位機(jī)程序采用順煤流停車方式，經(jīng)過計(jì)算，保證主流設(shè)備上的煤在停車后，順利運(yùn)輸?shù)酵矀}(cāng)內(nèi)，沒有殘留在設(shè)備上。

M201皮帶機(jī)三滾筒電機(jī)驅(qū)動(dòng)，M301采用雙滾筒雙電機(jī)驅(qū)動(dòng)，每個(gè)電機(jī)都用一臺(tái)西門子高壓變頻器驅(qū)動(dòng)。 PLC程序同變頻器信號(hào)實(shí)時(shí)傳輸，給定頻率和起動(dòng)命令，再由變頻器內(nèi)部通過反饋的力矩實(shí)時(shí)計(jì)算，不斷糾正出力大小，從而使M201三臺(tái)電機(jī)、M301兩臺(tái)電機(jī)達(dá)到同步，保證了每個(gè)滾筒受力均勻，確保了皮帶運(yùn)輸機(jī)的安全使用。

在三座直徑34m的圓筒倉(cāng)內(nèi)，安裝有一氧化碳傳感器、甲烷傳感器和料位計(jì)，對(duì)筒倉(cāng)內(nèi)進(jìn)行探測(cè)，實(shí)時(shí)觀察料位和有無火災(zāi)發(fā)生。

火車快速裝車站和汽車快速裝車站同樣采用上位機(jī)和PLC監(jiān)視和控制現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備。

緩沖倉(cāng)低料位與高料位與給煤機(jī)聯(lián)鎖，M401、M402、M501皮帶機(jī)之間通過逆煤流方向與給煤機(jī)聯(lián)鎖，當(dāng)裝車時(shí)，緩沖倉(cāng)料位不夠時(shí)，自動(dòng)啟動(dòng)振動(dòng)給料機(jī)，快速下煤。當(dāng)緩沖倉(cāng)料位達(dá)到70%時(shí)，停止給煤機(jī)給煤。再通過定量斗計(jì)量，把定量倉(cāng)裝滿，只裝一節(jié)火車，如此反復(fù)。同時(shí)掃描火車車廂節(jié)數(shù)，自動(dòng)計(jì)算產(chǎn)量。

1.5 監(jiān)控系統(tǒng)

監(jiān)控軟件采用英飛拓公司產(chǎn)品，現(xiàn)場(chǎng)共安裝25個(gè)攝像頭，對(duì)主要設(shè)備電機(jī)，和全廠重要場(chǎng)區(qū)實(shí)行監(jiān)控錄像，由大屏幕背投到主集控室電視墻上，實(shí)現(xiàn)宏觀監(jiān)控，確保生產(chǎn)。

經(jīng)過半年多的生產(chǎn)運(yùn)行表明，系統(tǒng)安全、可靠，社會(huì)、經(jīng)濟(jì)效益顯著。

參考文獻(xiàn)

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[2] ifix 中文手冊(cè)，北京東方鼎晨科技有限公司

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