摘 要：工業(yè)是時(shí)代發(fā)展的基礎(chǔ)，作為一個(gè)基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，工業(yè)的發(fā)展不僅需要?dú)v史的考驗(yàn)，還應(yīng)具備更多的科技沉淀，在這一系列過(guò)程中要花費(fèi)較多的改革時(shí)間，同時(shí)也需要不斷注入新的理念、技術(shù)以及設(shè)備。自動(dòng)化控制就是當(dāng)前信息時(shí)代的關(guān)鍵性產(chǎn)物，其普及的意義不僅是為了提升生產(chǎn)效率的不足，同時(shí)也能夠更大程度避免生產(chǎn)中出現(xiàn)的錯(cuò)誤。研究煤礦電廠供煤系統(tǒng)中加入供煤自動(dòng)化系統(tǒng)的可行性與最終效果，也將會(huì)對(duì)煤礦電廠的發(fā)展與轉(zhuǎn)型帶來(lái)關(guān)鍵性的價(jià)值。

關(guān)鍵詞：PROFIBUS DP；電廠供煤自動(dòng)化；系統(tǒng)設(shè)計(jì)

PROFIBUS DP現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)是工業(yè)自控系統(tǒng)運(yùn)用較多的一類(lèi)技術(shù)，通過(guò)該技術(shù)則可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化管控、生產(chǎn)環(huán)節(jié)管控及技術(shù)管控，根據(jù)應(yīng)用方向的差異，PROFIBUS DP現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)本身可以劃分為現(xiàn)場(chǎng)總線報(bào)文規(guī)范、分散型外圍設(shè)備、過(guò)程自動(dòng)化等多個(gè)類(lèi)型。

就分散型外圍設(shè)備而言，代表的是一類(lèi)數(shù)字化、多點(diǎn)通信的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，其主要脫胎于OIS模型，實(shí)質(zhì)是借鑒模型物理、數(shù)據(jù)連接及用戶接口等完成燃料的高效傳輸過(guò)程。就此，筆者擬本文，將從PROFIBUS DP技術(shù)入手，針對(duì)電廠供煤自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面，進(jìn)行具體的研究分析與探討。

一、Profibus-DP設(shè)備選擇

一般Profibus-DP總線設(shè)備可以涵蓋總站與分站，兩者之間主要是通過(guò)令牌傳遞方法對(duì)總線進(jìn)行管控，此外總站還能夠?qū)Ψ终緜鬏敂?shù)據(jù)，或者接受分站反饋的數(shù)據(jù)。而對(duì)于分站而言，往往無(wú)法管控總線的運(yùn)作，僅僅是反饋總站的需求或者確定從總站獲得的數(shù)據(jù)。對(duì)于一般煤礦電廠供煤系統(tǒng)而言，Profibus-DP總線設(shè)備需要滿足對(duì)系統(tǒng)內(nèi)部的設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)一管控，同時(shí)保證彼此之間的數(shù)據(jù)高效傳遞。其中總站可以選擇PLC S7-300（西門(mén)子公司生產(chǎn)），以CP5611通信卡完成和工控機(jī)的信息交換；而分站同樣選擇以上設(shè)備配置，總站與分站之間主要以電纜關(guān)聯(lián)，電纜材質(zhì)主要是屏蔽雙絞銅類(lèi)。

二、供煤系統(tǒng)的運(yùn)作流程

對(duì)于傳統(tǒng)供煤系統(tǒng)的運(yùn)作，主要分為以下流程：首先，作為發(fā)電用途的煤通過(guò)煤機(jī)傳遞至輸送機(jī)，然后通過(guò)除鐵器除掉其中多余的鐵，再經(jīng)過(guò)閥門(mén)送到細(xì)碎機(jī)中，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間粉碎后通過(guò)篩分設(shè)備完成重復(fù)篩選，最后經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)載輸送帶到達(dá)備料存放處，即作為最終發(fā)電的燃料供應(yīng)。在以上流程中，需要重點(diǎn)注意的物理量包含供煤設(shè)備、粉碎設(shè)備、篩分設(shè)備等各環(huán)節(jié)的輸送帶的開(kāi)啟停止?fàn)顩r、備料存放處的堆煤情況、煙霧濃度值等。

三、基于PROFIBUS DP的電廠供煤自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)

（一）硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)

對(duì)于供煤自動(dòng)化系統(tǒng)而言，主要的硬件系統(tǒng)涵蓋工控設(shè)備、PLC模塊、現(xiàn)場(chǎng)控制設(shè)備、傳感設(shè)備、打印設(shè)備等等。整個(gè)供煤體系主要包含2個(gè)破碎樓，一個(gè)作為總站，一個(gè)作為分站。此外，還有一些其他的設(shè)備，這些設(shè)備的通信與管控則需要運(yùn)用PROFIBUS DP總線展開(kāi)，

調(diào)度室內(nèi)的工控設(shè)備型號(hào)為研華的IPC610A。下位設(shè)備控制體系則需要體現(xiàn)出設(shè)備聯(lián)鎖、電動(dòng)設(shè)備電路獲得、煤堆高度參數(shù)等方式獲取。所以應(yīng)當(dāng)選擇PLC模塊同現(xiàn)場(chǎng)控制設(shè)備、傳感設(shè)備實(shí)現(xiàn)連接，連接方式主要可以涵蓋一對(duì)多的方法。

（二）軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)

就軟件系統(tǒng)而言，主要可以涵蓋下位系統(tǒng)與上位系統(tǒng)兩類(lèi)。對(duì)于前者，組態(tài)編程則可以依靠STEP7 V5.4得以達(dá)到，其主要作用在于對(duì)供煤體系的所有設(shè)施的開(kāi)啟、工作、停滯狀況進(jìn)行監(jiān)測(cè)，以便于獲得堆煤的高度參數(shù)、煙霧濃度情況等等數(shù)據(jù)，并且將這些參數(shù)傳達(dá)到上位系統(tǒng)。其主要方式是運(yùn)用模塊編程技術(shù)，將各類(lèi)項(xiàng)目整合為工作站點(diǎn)，再導(dǎo)入硬件及信息功能模塊。

例如：由SIMATIC工作站中拓展出各類(lèi)功能模塊。此外，過(guò)程管控系統(tǒng)主要是按照煤從處理到輸送的過(guò)程，然后通過(guò)各類(lèi)聯(lián)鎖關(guān)聯(lián)以形成各個(gè)運(yùn)行方法，而且在集控室強(qiáng)化對(duì)設(shè)施聯(lián)鎖運(yùn)作的管控。編程達(dá)到以上目的時(shí)，就可以根據(jù)不同的運(yùn)作流程編寫(xiě)各類(lèi)功能程式，然后通過(guò)組織模塊實(shí)現(xiàn)調(diào)用，以達(dá)到各類(lèi)需求。其主要特征可以體現(xiàn)在三個(gè)方面：

第一，軟件方面，以模塊作為編程劃分，可分作多個(gè)邏輯模塊，各模塊都涵蓋特定任務(wù)的邏輯指令程式。當(dāng)必要時(shí)，方能通過(guò)組織塊OB1中調(diào)用以達(dá)到目前任務(wù)的方向和功能塊，增強(qiáng)CPU的使用效率。

第二，抗干擾方面，一般運(yùn)用算術(shù)平均計(jì)算，以增強(qiáng)信噪比。選擇在某個(gè)周期段多次變化的電流數(shù)據(jù)，然后以采用平均數(shù)據(jù)進(jìn)行取代。

第三，增強(qiáng)系統(tǒng)安全性，主要體現(xiàn)在各類(lèi)預(yù)警措施與防護(hù)程式，以帶式輸送設(shè)備為例，不管出現(xiàn)偏離、滑動(dòng)以及料位過(guò)高或者過(guò)低任何狀況都會(huì)導(dǎo)致預(yù)警或者設(shè)備主動(dòng)停止。

此外，對(duì)于上位系統(tǒng)而言，可以實(shí)現(xiàn)各種參數(shù)，并且將他們用于實(shí)時(shí)監(jiān)控與故障監(jiān)測(cè)等過(guò)程。人機(jī)交互界面的設(shè)定需要基于WinCC V6.0組態(tài)軟件，主要用于獲得下位系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，動(dòng)態(tài)顯示工控設(shè)備實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)的特點(diǎn)，給予警報(bào)及參數(shù)變化圖示，以達(dá)到智能管控的效果。

（三）人機(jī)界面設(shè)計(jì)

WINCC組態(tài)軟件主要用于實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集，過(guò)程可視化及過(guò)程監(jiān)控功能的高性能工業(yè)自動(dòng)化軟件。上位系統(tǒng)的人機(jī)界面基于WINCC軟件，主要結(jié)合C語(yǔ)言及腳本語(yǔ)言編寫(xiě)。實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)由其對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)程序以各類(lèi)方法獲取，最后存放到數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)，控制人員則采用工控設(shè)備就可以了解到目前現(xiàn)場(chǎng)參數(shù)，同時(shí)將預(yù)警、管控過(guò)程以傳輸命令的形式發(fā)送給現(xiàn)場(chǎng)設(shè)施，以達(dá)到實(shí)際的分布式管控。

四、結(jié)語(yǔ)

自動(dòng)化系統(tǒng)的普及會(huì)讓工業(yè)生產(chǎn)呈現(xiàn)出高效性與科學(xué)化的發(fā)展趨勢(shì)，特別是對(duì)于煤礦電廠供煤系統(tǒng)而言，傳統(tǒng)供煤往往難以達(dá)到預(yù)期的效果，而且花費(fèi)大量的人力、時(shí)間等成本，生產(chǎn)往往難以達(dá)到預(yù)期的目標(biāo)，這將嚴(yán)重制約整個(gè)企業(yè)的發(fā)展。因而，對(duì)于多數(shù)煤礦電廠而言，供煤系統(tǒng)改造在所難免，基于PROFIBUS DP的電廠供煤自動(dòng)系統(tǒng)則可以有效解決以上大部分的生產(chǎn)問(wèn)題，具有較強(qiáng)的靈活性與可控性，對(duì)生產(chǎn)出現(xiàn)的問(wèn)題能夠快速反應(yīng)，進(jìn)而最大程度減少生產(chǎn)事故產(chǎn)生，保證生產(chǎn)的安全性。

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作者簡(jiǎn)介：代佰亮（1983-），男，漢族，山東新泰人，本科，工程師，研究方向：電站機(jī)務(wù)專業(yè)。