馮 倩，陳偉良，鞠 進

（中交第四航務工程勘察設計院有限公司，廣東廣州 510000）

0 引言

惠州荃灣煤炭碼頭一期工程為設計、采購、施工總承包模式，本工程為新建工程，主要工藝設備有4臺卸船機，20條皮帶機，2臺裝車機，5臺斗輪堆取料機，2臺除鐵器，10臺除塵器等。工藝作業(yè)流程主要為卸船至堆場，堆場至裝火車，堆場至外運共16條作業(yè)線。工程于2017年8月開始調試，截至2018年8月已完成8條作業(yè)線的重載試車工作。

1 工藝流程控制系統(tǒng)主要組成

工程控制系統(tǒng)通過在港區(qū)綜合樓中控室設置一套PLC控制主站、在1#變電所、2#變電所各設置一套現場I/O站，每條皮帶機頭部設置一套就地區(qū)域箱（共20套）對皮帶機沿線保護開關及現場設備進行控制及數據采集，在各轉運站、皮帶機沿線設置基地式控制器就近采集保護開關、卸船機、斗輪機、除塵器等工藝設備現場信號。PLC（Programmable Logic Controller，可編程邏輯控制器）控制主站和現場各IO站、皮帶機現場區(qū)域箱，通過工業(yè)以太網交換機及DP通信模塊以冗余通信的方式進行通信?？刂葡到y(tǒng)供電采用UPS（Uninterruptible Power System，不間斷電源），分別于綜合樓機房、變電所內。

PLC系統(tǒng)選用的是西門子S7-400H系列，現場I/O站、皮帶機區(qū)域箱、就地控制器選用國產湖南先步SSPCU系列智能控制器，內置DP總線接口及輸入輸出單元，對各工藝設備信號進行就地采集及傳輸，此方案與傳統(tǒng)的將皮帶機沿線保護開關的信號點對點進入皮帶機頭部的IO模塊對比而言，可大大減少控制電纜的使用量，節(jié)省投資和降低施工難度，同時也提高了控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

2 工藝流程控制系統(tǒng)主要功能

所有輸送作業(yè)線按工藝要求進行連鎖，逆料流停止，順料流啟動，防止物料堆積。控制系統(tǒng)可實現對工藝作業(yè)線的就地控制、單機啟動、遠控、流程一鍵啟停等，若故障時可實現對故障點上游設備瞬時停機，下游設備保持原工作狀態(tài)不變等功能；控制系統(tǒng)具備監(jiān)視報警功能，可對輸送系統(tǒng)數據實時采集、處理；具備事件顯示查詢功能。

3 皮帶機保護裝置調試

皮帶機保護開關調試前需滿足施工圖安裝及接線等要求。調試前準備工作：變電所皮帶機高壓柜出線需在斷開狀態(tài)，相應皮帶機就地區(qū)域箱需帶電狀態(tài)，相應皮帶機控制系統(tǒng)接線及施工已完成。PLC系統(tǒng)軟件、上位機顯示界面已完成，各保護開關端子測壓正常，基地式控制器工作正常，有指示燈顯示的儀表顯示正確。

（1）雙向拉繩開關調試。工程采用的是手動恢復式拉繩開關，拉動拉線，帶動控制桿觸動觸點，中控上位機顯示相應拉繩開關動作紅色報警信號，手動恢復后紅色報警信號消失顯示為綠色。

（2）兩級跑偏開關調試。將跑偏開關檢測滾筒撥動偏離初始位置20°角，中控上位機顯示相應跑偏開關動作輕跑偏紅色報警信號，繼續(xù)撥動滾筒偏離初始位置至35°角，中控上位機顯示相應跑偏開關動作重跑偏紅色報警信號，松開滾筒恢復至初始位置后報警信號消失顯示為綠色。

（3）皮帶縱向撕裂檢測裝置調試。用力按壓萬向電纜式壓力傳感器，此時撕裂裝置轉換器DETECT指示燈亮，中控上位機顯示皮帶撕裂紅色報警信號。去掉傳感器上壓力，并將撕裂裝置轉換器RESET按鈕按下解除報警，中控上位機報警信號消失顯示為綠色。

液壓張緊檢測開關及重錘式斷帶檢測開關、料流開關、液力耦合器過溫檢測開關、制動器釋放檢測開關、溜槽堵塞開關等調試過程步驟同上。如調試過程中出現故障，需逐步排查接線、保護開關故障、基地式控制器故障、通信鏈路等問題，直到調試正常，中控可正確顯示相關信號。

4 皮帶機單機就地啟動調試

（1）調試內容。對每條皮帶機進行單機就地啟動調試，檢驗皮帶機就地區(qū)域箱機側操作時能否正常啟停，系統(tǒng)連鎖是否正常。

（2）調試前準備。調試前高壓電機電纜接線通過耐壓測試；單條皮帶機控制系統(tǒng)接線自檢完成；皮帶機區(qū)域箱內部接線自檢完成；皮帶機保護開關工作正常；制動器、加熱器等輔控設備已供電。

（3）調試步驟。①現場巡邏及調試操作記錄人員就位，中控室廣播通知現場無關人員遠離調試的皮帶機，確認調試皮帶機附近安全。②調試前準備工作確認已完成滿足啟動條件，機側操作人員利用對講機通知變電所操作人員合閘，變電所操作人員將電機高壓柜選擇在遠控工作位。③就地操作人員確認變電所已合閘，將皮帶機區(qū)域箱選擇開關選擇至就地位，區(qū)域箱電源指示燈亮，按下警鈴預告按鈕，保持20 s后按下制動器啟動按鈕，制動器松閘，制動器運行指示燈亮后按下電機啟動按鈕，電機運行指示燈亮后電機正常運行并保持運行30 min，按下就地區(qū)域箱停止按鈕，制動器合閘，電機停止運行。④電機停止運行30 min后，重復上述步驟，啟動電機，現場強制保護開關動作，檢查是否滿足控制系統(tǒng)連鎖要求。

5 控制系統(tǒng)模擬聯調

5.1 調試內容

在各皮帶機電機高壓柜選擇試驗位模式下，對控制系統(tǒng)通訊、工藝作業(yè)流程連鎖、控制系統(tǒng)軟件功能等進行測試。以下模擬聯調、空載聯調、重載聯調具體調試步驟以CD1卸煤作業(yè)線為例。

CD1作業(yè)線：散貨船→SU1/SU2/SU3/SU4卸船機→BC11【電磁除鐵器】→BC21【電子皮帶秤】→采樣間→BC31→BC41→BC51→BC61→SR1斗輪堆取料機→1#條形封閉煤場。

5.2 調試步驟

（1）確認PLC系統(tǒng)及上位機系統(tǒng)能正常工作；確認上述2～4節(jié)中控制系統(tǒng)已調試完成，對于調試過程中出現的問題已處理；通過上位機顯示確認現場各皮帶機保護開關狀態(tài)正確。

（2）作業(yè)線沿線安保及維修人員就位，作業(yè)線各皮帶機高壓柜選擇在停止位，現場各輔助工藝低壓設備已供電，確認皮帶機現場區(qū)域箱、各輔助工藝設備控制箱選擇開關處于“遠控”位，中控向現場確認各工藝設備電氣安全及現場安全，確認具備模擬啟動作業(yè)線條件。

（3）中控進行廣播通知即將模擬啟動CD1作業(yè)線，利用對講機通知變電所操作員將作業(yè)線皮帶機BC11/21/31/42/51/61皮帶機高壓柜選在“試驗”位并反饋至中控；變電所對卸船機及斗輪機送電，變電所操作員將相關送電信息反饋至中控，卸船機及斗輪機操作員反饋受電正常。

（4）中控操作員確認后，選擇CD1作業(yè)線，一鍵模擬啟動CD1作業(yè)線，此時卸船機、斗輪機、除塵器、除鐵器等正常啟動，模擬啟動運行一段時間。依次進行強制保護開關動作、輔助工藝設備強制故障、緊急停機、單機點動停機、一鍵流程停機等動作，確認工藝流程及相關設備能按照連鎖及作業(yè)要求啟停及報警，至此模擬調試順利完成進入系統(tǒng)空載聯調。

6 系統(tǒng)空載聯調

6.1 調試前準備及檢查

順利完成模擬聯調后，對模擬聯調中出現的問題已處理完成；確認各工藝設備能在設備故障及發(fā)生危險時能緊急停機；確認供配電、控制系統(tǒng)及通信系統(tǒng)能正常工作；通過中控上位機確認各皮帶機保護開關正確顯示、各輔助工藝設備處于遠控正常狀態(tài)；確認調試現場除調試人員外其余無關人員已撤離；確認現場警戒工作符合要求；確認皮帶機潤滑油已加好等。全部調試過程嚴格按照正式作業(yè)流程進行。

6.2 調試步驟

（1）模擬調試完成后，中控試車主管通過廣播通知現場即將空載調試啟動作業(yè)線，并通過對講主機對現場各調試人員確認是否具備啟動條件。

（2）確認具備啟動條件后，試車主管命令變電所操作人員將各皮帶機配電柜選擇在遠控工作位，變電所操作人員收到命令后操作完成并反饋至中控確認受電情況正常。此后試車主管命令中控操作員進行啟動作業(yè)線相關操作。

（3）中控操作員進入荃灣煤炭碼頭一期工作控制系統(tǒng)操作界面，向SR1斗輪堆取料機發(fā)送允許堆料請求，SR1操作員收到信號后反饋中控，然后試車主管命令SR1啟動堆料作業(yè)，SR1順利啟動。

（4）SR1順利啟動后，中控操作員進入流程選取頁面選取CD1作業(yè)線，上位機顯示CD1作業(yè)線流程選中，然后點擊一鍵啟動作業(yè)線，具體啟動過程為：電動三通擋板自動切換到位流程完成預啟→廣播系統(tǒng)自動完成播放啟動作業(yè)線→BC61至BC11依次逆流程完成聲光報警預告，制動器釋放，啟動運行→除鐵器運行→除塵器運行→卸船機運行并進行卸煤動作。試車主管通過中控的顯示大屏隨時觀察設備運行情況，并與現場調試人員保持溝通，要求機組調試人員做好相關調試記錄。

（5）CD1作業(yè)線保持連續(xù)運行30 min后，試車主管廣播通知停止作業(yè)線，現場反饋確認安全后，命令中控操作員按一鍵停止作業(yè)線。中控操作員點擊界面流程停止作業(yè)線。作業(yè)線按照順流依次停止，直到流程中所有設備全部停止，上位機作業(yè)線顯示灰色，流程順利停止完畢。

（6）重復上述步驟多次啟停作業(yè)線，確保每次啟、停作業(yè)線間隔時間≥30 min。試車主管命令現場調試人員進行拉繩開關動作、跑偏開關動作、除鐵器故障、除塵器故障、卸船機故障、上游設備故障、下游設備故障、緊急停機等調試。確認輸煤程控系統(tǒng)具備數據采集、控制、監(jiān)控畫面顯示、參數越限報警、事件記錄等功能，系統(tǒng)運行狀況良好，各項技術指標均達到設計要求。

（7）調試完成后，通知變電所對皮帶機、卸船機、斗輪機的高壓柜出線開關斷開，相關調試人員做好調試記錄。

7 系統(tǒng)重載聯調

相應作業(yè)線空載調試完成，滿足功能要求，進入重載試車，檢驗設備各項參數，直到通過驗收，進入試運行階段。

8 總結與展望

結合惠州荃灣煤炭碼頭一期工程項目，工藝流程控制系統(tǒng)順利調試成功完成設計要求，滿足生產運營功能。因為項目的工藝作業(yè)流程多，工藝設備多，這為整個調試過程增加了難度，調試步驟也相對繁雜，后期在調試剩余作業(yè)線的過程中應充分總結調試經驗，避免出現同樣錯誤，根據經驗判斷適當簡化相關調試步驟。本項目調試試車流程，可為同類散貨碼頭控制系統(tǒng)的調試工作提供參考。