山西省電力公司電力設(shè)備廠 司金法

本文中石子煤系統(tǒng)分界線從磨煤機出口開始。主要設(shè)備包含6套石子煤斗入口氣動閥門，6套石子煤斗出口氣動閥門，6套石子煤支路輸送機，1套石子煤主輸送機，1個石子煤倉等。上述機械設(shè)備全部由山西電力設(shè)備廠為其設(shè)計制造，控制系統(tǒng)主要使用了臺灣EVIEW公司觸摸屏和美國AB公司MICTOLOGIX1500系列PLC來實現(xiàn)自動化控制，并通過工業(yè)以太網(wǎng)與上位機通訊，設(shè)備實時狀態(tài)的顯示和設(shè)備的操控也可在上位機實現(xiàn)。

一、控制系統(tǒng)硬件構(gòu)成

考慮電廠控制系統(tǒng)的兼容性和設(shè)備維護的統(tǒng)一性，電廠指定石子煤系統(tǒng)控制依然選用AB公司的PLC。本套石子煤系統(tǒng)需控制的設(shè)備共有20臺套，主要為開關(guān)量信號。其中數(shù)字量輸入(DI)點數(shù)為85點，數(shù)字量輸出(DO)點數(shù)為28點，模擬量輸入(AI)點數(shù)為1點。根據(jù)滿足工程需要又留有適當余量的設(shè)計原則，PLC選型定為MICROLOGIX 1500系列PLC，人機界面使用臺灣EVIEW MT510觸摸屏實現(xiàn)?？刂葡到y(tǒng)主要清單如表1所示。

MICROLOGIX系列PLC具有很高的可靠性，上述所有硬件的平均無故障時間(MTBF)與同類工控產(chǎn)品相比高出了10多倍。滿足了業(yè)主對本套控制系統(tǒng)高度可靠性的要求。通訊方面，所選CPU具有2個通訊口，一個用于連接觸摸屏，一個連接以太網(wǎng)通訊模塊，實現(xiàn)全廠控制系統(tǒng)以太網(wǎng)通訊連接。

二、軟件設(shè)計

1.人機界面組態(tài)

人機界面是在操作人員和機器設(shè)備之間作雙向溝通的橋梁，用戶可以自由的組合文字、按鈕、圖形、數(shù)字等來處理或監(jiān)控管理及應(yīng)付隨時可能變化信息的多功能顯示屏幕。使用人機界面能夠明確指示并告知操作員機器設(shè)備目前的狀況，使操作變的簡單生動`，并且可以減少操作上的失誤。使用人機界面還可以使機器的配線標準化、簡單化，同時也能減少PLC控制器所需的I/O點數(shù)，降低生產(chǎn)的成本同時由于面板控制的小型化及高性能，相對的提高了整套設(shè)備的附加價值。MT510系列觸摸屏是專門面向PLC應(yīng)用的，人機界面的組態(tài)使用維綸公司的easy builder2.7組態(tài)軟件，該組態(tài)軟件為全中文界面，具有比較全面的功能，除了一般人機功能如：指示燈、開關(guān)和數(shù)據(jù)顯示和數(shù)據(jù)輸入及報警功能外，它還有下列特有功能：

表1 控制系統(tǒng)主要清單

■同時開啟多個彈出窗口

■可以制作和WINDOWS系列操作系統(tǒng)一樣的任務(wù)欄和快選窗口工作按鈕

■256色顯示方式使觸摸屏的表達更加豐富多彩，效果勝人一籌

上述功能在這個工程中都得到了充分應(yīng)用。

依據(jù)工藝流程，人機界面主畫面設(shè)計如下所示：

在主畫面上可以清晰掌握所有設(shè)備的當前情況，符合運行人員的操作習慣和設(shè)備狀態(tài)顯示習慣。設(shè)備按鈕上方三盞指示燈為狀態(tài)指示燈。第一盞狀態(tài)指示燈顯示紅色表示設(shè)備運行，第二盞狀態(tài)指示燈顯示綠色表示設(shè)備停止。第三盞狀態(tài)指示燈顯示黃色表示設(shè)備故障。自動控制模式下6條支輸送機和主輸送機根據(jù)設(shè)定的時間順序起動，逆序停止；6條支路輸送機的運行時間和主輸送機的運行時間可以單獨設(shè)定。點擊相應(yīng)設(shè)備文字按鈕進入該設(shè)備的控制界面。在設(shè)備控制界面內(nèi)可以控制該設(shè)備或查看設(shè)備的狀態(tài)和故障信息。

2.PLC程序的編制

石子煤處理系統(tǒng)PLC的程序編制使用Rockwell公司的RSLogix 500編程軟件，根據(jù)上述工藝，設(shè)備控制主要為順序控制和一般連鎖控制。根據(jù)運行人員現(xiàn)場要求和程序編制簡單易讀的原則，編程語言使用梯形圖。梯形圖語言是一種邏輯電路語言，通俗易懂，具有邏輯電路知識和電氣控制知識的人員都能讀懂程序。為了使程序清晰易讀，PLC的程序設(shè)計包含一個主程序和五個子程序，主程序作用是調(diào)用五個子程序。五個子程序分別是：主輸送機控制子程序，6條支控制子程序，故障處理子程序，順序控制子程序，上位機通訊子程序。

三、系統(tǒng)的通訊介紹

MICROLOGIX 1500 PLC具有強大的通訊功能，自帶兩個硬件電氣特性為RS-232的通訊口，兩個通訊口支持多種通訊協(xié)議。

■DF1全雙工通訊協(xié)議

■DF1半雙工通訊協(xié)議

■DH-485通訊協(xié)議，通過ACI+轉(zhuǎn)換器

■Modbus RTU從通訊協(xié)議

■ASCII通訊協(xié)議

■EtherNet/IP通訊協(xié)議，通過以太網(wǎng)模塊

觸摸屏與PLC的通訊使用Rockwell公司的DF1全雙工通訊協(xié)議，觸摸屏自身集成了支持這種通訊協(xié)議的驅(qū)動程序。在組態(tài)人機界面時，觸摸屏的協(xié)議選擇DF1全雙工通訊協(xié)議，波特率、停止位，校驗位選擇與PLC通訊設(shè)置相同并下載至觸摸屏后。二者就可輕松實現(xiàn)通訊。

PLC與上位機的通訊使用EtherNet/IP通訊協(xié)議通過以太網(wǎng)模塊實現(xiàn)，以太網(wǎng)模塊的通訊參數(shù)設(shè)置使用ENI/ENIW配置軟件，該軟件在AB官方網(wǎng)站可以免費獲得。配置軟件中TCP/IP參數(shù)設(shè)置包括IP地址，子網(wǎng)掩碼和網(wǎng)關(guān)，然后下載到以太網(wǎng)模塊中就可以實現(xiàn)與上位機的通訊。通訊連接后可以在上位機編程、下載和上載程序，十分方便。

四、結(jié)束語

觸摸屏和MICROLOGIX 1500 PLC在后石電廠石子煤系統(tǒng)的應(yīng)用達到了設(shè)計目的，對比日本提供的前六臺機組石子煤控制系統(tǒng)：系統(tǒng)硬件上使用一臺觸摸屏代替了上位機控制計算機，使用MICTOLOGIX系列小型PLC取代原來中型PLC。節(jié)省了上位機開發(fā)版和運行版組態(tài)軟件，僅此三項節(jié)省投資近20萬元，控制功能和系統(tǒng)可靠性卻絲毫沒有減少，使用到現(xiàn)在一年的時間內(nèi)沒有發(fā)生過任何問題，華陽后石電廠運行人員對控制系統(tǒng)的可靠性比較滿意，極大的減少了檢修人員的工作量和維護費用。

[1]廖常初.PLC編程及應(yīng)用[M].北京:機械工業(yè)出版社,2004:100-184.

[2]MICROLOGIX1500可編程控制器用戶手冊[E].2002.

[3]EasyBuilder500用戶使用手冊[E].2007.