李建業(yè)，孔憲法

(大同中煤出口煤基地建設(shè)有限公司，山西 大同 037000)

1 選煤廠概況

馬脊梁選煤廠為礦井型選煤廠，是一家由中國中煤能源股份公司、澳大利亞華光資源公司和大同煤礦集團(tuán)公司組建的中外合資企業(yè)，于2001年建成投產(chǎn)，年處理能力為3.60 Mt，設(shè)計(jì)小時(shí)處理能力為700 t。選煤廠主要產(chǎn)品為50～0 mm粒級(jí)動(dòng)力用煤，采用重介質(zhì)旋流器+末煤螺旋分選機(jī)分選工藝。

馬脊梁選煤廠集中控制系統(tǒng)是2001年由美國霍尼韋爾公司設(shè)計(jì)編制的PLC場(chǎng)景控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)設(shè)有1臺(tái)工控機(jī)，采用可編程控制器(PLC)對(duì)選煤廠各系統(tǒng)(原煤破碎、篩分，主洗、上倉)進(jìn)行集中控制。在選煤集成監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)操作員站對(duì)以上各車間進(jìn)行檢測(cè)、遠(yuǎn)程操作、運(yùn)行管理；可實(shí)現(xiàn)對(duì)選煤廠全系統(tǒng)各區(qū)域內(nèi)的電機(jī)、閥門、儀表等設(shè)備的檢測(cè)、報(bào)警指示、控制，即通過上位畫面和鍵盤對(duì)這些系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)視和控制，對(duì)選煤廠各車間按照“逆煤流啟車，順煤流停車”的原則統(tǒng)一操作。

2 集中控制系統(tǒng)存在的問題

(1)PLC控制程序及調(diào)度員操作畫面軟件均為國外廠商所編，存在以下問題：一是若程序出現(xiàn)問題而導(dǎo)致設(shè)備停機(jī)或故障，則無法處理；二是如果需要新增或修改設(shè)備控制，亦無法處理；三是如果需要修改閉鎖關(guān)系或者工藝流程，同樣無法處理。

(2)PLC硬件采用的霍尼韋爾公司的CPU模塊、通訊模塊、開關(guān)量輸入輸出模塊、模擬量輸入輸出模塊、電源模塊等，目前均已停產(chǎn)，尤其是CPU模塊，一旦出現(xiàn)問題，沒有替代備用模塊，同時(shí)會(huì)丟失原有程序，造成所有設(shè)備完全無法控制，導(dǎo)致選煤廠停產(chǎn)的不可逆后果。

(3)調(diào)度員集控工控機(jī)僅有1臺(tái)，長時(shí)間不停機(jī)使用，主機(jī)箱內(nèi)灰塵密集，造成各原件溫度很高且嚴(yán)重老化，隨時(shí)有停擺的可能；一旦停擺，工控機(jī)內(nèi)調(diào)度操作畫面以及配網(wǎng)、OPC都無法恢復(fù)，同樣也會(huì)造成所有設(shè)備完全無法控制、選煤廠停產(chǎn)的不可逆后果。

3 改造方案

(1)將原霍尼韋爾控制程序進(jìn)行重新編制，改為由靈活性、兼容性更好的羅克韋爾(AB)公司的RSLogix5000編制；重新制作調(diào)度控制畫面，改為由相應(yīng)配套的羅克韋爾(AB)公司的RS View32編制。經(jīng)此改造后，可以根據(jù)生產(chǎn)需要隨時(shí)新增、刪減設(shè)備，修改閉鎖關(guān)系，改變工藝流程，新增設(shè)備保護(hù)、傳感器等。

軟件部分由監(jiān)控軟件、編程軟件、配網(wǎng)軟件、OPC軟件組成，可分別實(shí)現(xiàn)PLC網(wǎng)絡(luò)上位機(jī)人機(jī)接口的監(jiān)視和控制、PLC邏輯控制功能以及系統(tǒng)內(nèi)部、外部的數(shù)據(jù)接口。

監(jiān)控軟件采用AB公司RS View32軟件主流配置組態(tài)軟件，基于簡(jiǎn)體中文版Windows XP環(huán)境下運(yùn)行，使系統(tǒng)既有較好的運(yùn)行實(shí)時(shí)性，又有良好的開放性。

編程軟件也基于Windows XP環(huán)境下運(yùn)行，是能對(duì)各系統(tǒng)PLC進(jìn)行控制算法和邏輯組態(tài)的軟件。編程軟件應(yīng)支持功能板塊圖、梯形圖、順序功能流程圖、指令表、結(jié)構(gòu)化文本等多種方法編程，既可離線又可在線進(jìn)行組態(tài)和下載；并可根據(jù)所覆蓋的工藝系統(tǒng)實(shí)際情況完成監(jiān)控軟件的組態(tài)、編程和調(diào)試，最終保證系統(tǒng)正常投運(yùn)。

計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)提供全廠范圍的實(shí)時(shí)監(jiān)控，整個(gè)計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)將是分層次結(jié)構(gòu)的控制系統(tǒng)，可完成整個(gè)系統(tǒng)的控制、顯示，設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控及設(shè)備故障報(bào)警，運(yùn)行數(shù)據(jù)的檢測(cè)、分析等功能要求。計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)配置分為三層：

第一層：主控室級(jí)。操作層為工業(yè)以太網(wǎng)，設(shè)置1臺(tái)工程師站，實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)設(shè)備及各綜合自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)備的集中控制。由AB公司RS View32軟件組態(tài)構(gòu)成系統(tǒng)監(jiān)控軟件平臺(tái)。

第二層：車間控制級(jí)。廠計(jì)算機(jī)集中(PLC)控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)為現(xiàn)場(chǎng)總線冗余雙網(wǎng)，配置1個(gè)PLC控制主站、2個(gè)PLC控制分站，主站通過Control Net現(xiàn)場(chǎng)總線冗余雙網(wǎng)與PLC分站進(jìn)行通訊。

第三層：現(xiàn)場(chǎng)控制級(jí)。完成全廠生產(chǎn)流程的實(shí)時(shí)過程控制。

(2)保持原有輸入輸出模塊不變，將原霍尼韋爾CPU模塊更換為羅克韋爾(AB)公司生產(chǎn)的1756-L61模塊，與RS Logix5000編制軟件、RS View32調(diào)度操作軟件配套。

(3)新增1臺(tái)研華專業(yè)工控機(jī)，重新制作調(diào)度操作控制畫面，作為新的調(diào)度員操作站。

(4)用羅克韋爾(AB)公司的RSNetworx for ControlNet軟件重新配置C網(wǎng)(調(diào)度室PLC主站、篩分PLC分站、破碎PLC分站的連接網(wǎng)絡(luò))并且做好備份。

(5)重新調(diào)試全廠所有設(shè)備啟停、現(xiàn)場(chǎng)保護(hù)以及傳感器。

4 改造效果

(1)監(jiān)控操作畫面能分別顯示各系統(tǒng)的工藝流程及測(cè)量參數(shù)、控制方式、順序運(yùn)行狀況、控制對(duì)象狀態(tài)，也能顯示成組參數(shù)。當(dāng)參數(shù)越限報(bào)警、控制對(duì)象故障或狀態(tài)變化時(shí)，設(shè)備符號(hào)閃爍并有顏色變化顯示。比如：膠帶機(jī)發(fā)生跑偏、打滑、撕裂及溜槽堵塞等各種故障，系統(tǒng)可以準(zhǔn)確診斷故障地點(diǎn)、種類及發(fā)生時(shí)間，了解情況，排除故障。

(2)集中控制采用全廠集控網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)ROCKWELL-AB全集成自動(dòng)化系統(tǒng)方案，盡量簡(jiǎn)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，減少大量接口部件，克服上位機(jī)和各工業(yè)控制器之間、連續(xù)控制和邏輯控制之間、集中控制與分散控制之間的界限。同時(shí)，全集成自動(dòng)化解決方案可以為所有的自動(dòng)化應(yīng)用提供統(tǒng)一的技術(shù)和編程環(huán)境，基于這種環(huán)境，技術(shù)人員可以在同一個(gè)平臺(tái)下對(duì)所有應(yīng)用進(jìn)行組態(tài)和編程。

(3)本系統(tǒng)提供與煤礦等上級(jí)調(diào)度檢測(cè)系統(tǒng)的通訊接口，以便及時(shí)檢測(cè)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，上傳相關(guān)參數(shù)。生產(chǎn)控制系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)形成獨(dú)立的控制網(wǎng)，保證安全和穩(wěn)定性，同時(shí)兼顧后期擴(kuò)容的要求，為下一步實(shí)現(xiàn)選煤廠智能化管理奠定了一定的基礎(chǔ)。

(4)可實(shí)現(xiàn)主要參數(shù)自動(dòng)采集、調(diào)節(jié)并能動(dòng)態(tài)閱覽選煤廠主要設(shè)備運(yùn)行狀況，對(duì)各種報(bào)警自動(dòng)進(jìn)行記錄，實(shí)現(xiàn)科學(xué)管理的目的。