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、三星大屏顯示器、及先進的視頻監(jiān)控軟件，對全廠電氣系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、探測系統(tǒng)進行集中控制和監(jiān)視，實現(xiàn)了生產(chǎn)自動化，取得了顯著的社會、經(jīng)濟效益。

【關鍵詞】自動化控制；組態(tài)軟件；可編程控制器； 監(jiān)控

【中圖分類號】F407.21【文獻標識碼】A【文章編號】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

隨著國內(nèi)對煤炭的需求量日益增加，企業(yè)自身也需要做大做強，芒來煤礦投資上億元，新建了地面儲裝系統(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 、資源浪費的弊端。新儲裝系統(tǒng)采用PLC和組態(tài)軟件實現(xiàn)設備集中自動化控制，和定量裝火車、定量裝汽車，達到了破、運、儲、裝，簡潔高效，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 箱變進出線均為電纜方式，在箱變下方高低壓進出線處分別預留孔洞，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，孔洞待電纜敷設完后應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，然后沿室外電纜橋架或電纜溝敷設至設備處。

1.1.3 箱變內(nèi)設置工業(yè)用暖風機和工業(yè)用單制冷空調(diào)，設恒溫控制器，溫度范圍為5℃～35℃。

1.1.4 箱變內(nèi)設煙霧報警器，報警信號傳至集控室顯示。

1.1.5 箱變防護等級IP54。

1.1.6 變頻柜裝有西門子公司羅賓康高壓變頻器，變頻柜頂部做成風道，風道內(nèi)設風機將熱排出箱變外。

1.2 操作站

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

在操作室放有1臺工業(yè)工控機，一臺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)絡機柜，可編程控制器主CPU柜?，F(xiàn)場4個箱變里都分別放有一個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)，實現(xiàn)把每個I/ O分站傳輸?shù)紺PU中，進行控制。配置雙CPU，兩路光纜，實現(xiàn)冗余系統(tǒng)。

1.4 軟件及功能

該系統(tǒng)上位機監(jiān)控軟件采用GE公司IFIX組態(tài)軟件編制而成的，上位機通過OPC通訊與PLC實現(xiàn)通信。PLC將檢測實時的生產(chǎn)數(shù)據(jù)及將模擬量參數(shù)和開關量信號傳送到上位機，由上位機程序進行顯示和處理；上位機程序進行處理，同時將系統(tǒng)命令傳送給下位機，通過下位機監(jiān)視并控制現(xiàn)場設備的工作及運行狀態(tài)。

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

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

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、電笛預告按鈕：手動預告電笛。

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

5、就地集中按鈕：設備集中和就地操作轉(zhuǎn)換。

6、故障復位按鈕：當主煤流線上設備有拉繩、變頻器有故障時，起到復位作用，且M201和M301有故障時，左鍵單擊此按鈕保持1秒，即可松開，變頻器自動復位。

7、急停：當發(fā)生緊急情況時，左鍵單擊此按鈕，所有設備全部緊急停車。

8、啟動、停止：對應設備的啟動、停止和打開、關閉，左鍵單擊即可。

2）顏色定義

1、黃色：設備故障，或跳閘。

2、藍色：設備正常。

3、綠色：設備運行。

4、紅色：設備現(xiàn)場急停。

下位機：采用AB公司RSLogix 5000軟件編制而成。

現(xiàn)場所有電動設備均納入集中控制。設置了集中和就地兩種控制方式，電腦方便實現(xiàn)控制轉(zhuǎn)換方式，不影響設備正常運行狀態(tài)。

PLC程序同時設置了解鎖和聯(lián)鎖模式，正常運行中，各設備間電氣聯(lián)鎖，不允許解鎖，否則會發(fā)生堵煤事故。所有設備電動機的跳閘、運輸設備中的皮帶機拉繩開關、跑偏開關、打滑保護、堵塞保護、縱撕保護，破碎機的堵轉(zhuǎn)信號，刮板運輸機的斷鏈保護均由現(xiàn)場分站實時采集保護信號，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，參加集控設備不能就地開車；任何控制方式下現(xiàn)場都能就地停車，上位機也設置有緊急停車按鈕。下位機程序采取逆煤流順序起車，起車前控制室向現(xiàn)場發(fā)送起車預告信號，經(jīng)延時后，系統(tǒng)中各設備按閉鎖起車。當不生產(chǎn)時，下位機程序采用順煤流停車方式，經(jīng)過計算，保證主流設備上的煤在停車后，順利運輸?shù)酵矀}內(nèi)，沒有殘留在設備上。

M201皮帶機三滾筒電機驅(qū)動，M301采用雙滾筒雙電機驅(qū)動，每個電機都用一臺西門子高壓變頻器驅(qū)動。 PLC程序同變頻器信號實時傳輸，給定頻率和起動命令，再由變頻器內(nèi)部通過反饋的力矩實時計算，不斷糾正出力大小，從而使M201三臺電機、M301兩臺電機達到同步，保證了每個滾筒受力均勻，確保了皮帶運輸機的安全使用。

在三座直徑34m的圓筒倉內(nèi)，安裝有一氧化碳傳感器、甲烷傳感器和料位計，對筒倉內(nèi)進行探測，實時觀察料位和有無火災發(fā)生。

火車快速裝車站和汽車快速裝車站同樣采用上位機和PLC監(jiān)視和控制現(xiàn)場設備。

緩沖倉低料位與高料位與給煤機聯(lián)鎖，M401、M402、M501皮帶機之間通過逆煤流方向與給煤機聯(lián)鎖，當裝車時，緩沖倉料位不夠時，自動啟動振動給料機，快速下煤。當緩沖倉料位達到70%時，停止給煤機給煤。再通過定量斗計量，把定量倉裝滿，只裝一節(jié)火車，如此反復。同時掃描火車車廂節(jié)數(shù)，自動計算產(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)場共安裝25個攝像頭，對主要設備電機，和全廠重要場區(qū)實行監(jiān)控錄像，由大屏幕背投到主集控室電視墻上，實現(xiàn)宏觀監(jiān)控，確保生產(chǎn)。

經(jīng)過半年多的生產(chǎn)運行表明，系統(tǒng)安全、可靠，社會、經(jīng)濟效益顯著。

參考文獻

[1] 羅克韋爾自動化技術(shù)叢書，機械工業(yè)出版社，錢曉龍，2011-11-7，1-1版

[2] ifix 中文手冊，北京東方鼎晨科技有限公司

[3] 機械工程手冊第二版，機械工業(yè)出版社，1997-02-1