保利星辰煤焦化有限公司选煤厂生产综合自动化系统
摘要：介绍了保利星辰煤焦化有限公司选煤厂自动化系统的组成，PLC在系统中的作用以及组态软件系统的应用。
关键词：PLC；自动化；集中控制系统；单机自动化；闭环控制系统；
保利星辰煤焦化有限公司是由北京保利有限公司与山西星辰煤焦化有限公司共同出资承建的集焦化、铁运、洗煤为一体的大型高科技企业。公司位于煤炭储量丰富的山西省灵石县段纯镇，地理位置优越，不仅有丰富的煤炭资源，而且自备货厂南关铁路与国内的铁路相连，紧靠大运国道和大运高速，铁运和公路运输极其方便。保利星辰煤焦化有限公司选煤厂是我公司为其设计的年处理量为200万吨的全重介工艺洗煤厂，全厂自动化控制系统选用Simens公司的S7-300系列PLC为控制主机，对工艺系统各机械设备进行自动控制和监测。本文旨在介绍该选煤厂自动化控制系统的构成、STEP7 、Kingview工控软件的功能以及它们在系统中的应用。
一、系统的构成
选煤厂自动化控制系统分为计算机信息管理系统、工业大屏幕系统、调度电话系统、全厂设备集中控制系统、单机自动化/闭环控制系统、检测/计量设备几部分组成。全厂总体网络设计为3层网络结构，如下图1所示。
上层为公司网络，作为信息层，选煤厂计算机信息管理系统定位为保利星辰煤焦化公司管理信息系统的一个组成部分；中间层是控制层，由全厂生产集中控制系统和工艺参数闭环控制系统组成；下层为现场级仪表、传感器、执行元气件等。
作为全厂生产集中控制系统和工艺参数闭环控制系统人机界面的监控计算机，采用了工业等级的计算机并通过百兆以太网上联全厂信息管理系统。底层通过10兆以太网下连PLC，与密度自动控制系统、原煤系统、主洗系统、浮选系统、浓缩系统、压滤系统、及其它辅助生产系统的PLC站构成车间设备层网络；该层采用了当今国际上应用最为广泛的PROFIBUS总线技术。全厂监控系统全部由德国SIEMENS公司的S7系列PLC主机组成。该集控系统属于系统项目，采用分散型控制系统结构构建了选煤厂自动化系统。全厂集控(含闭环)系统设置下列PLC站：
原煤准备系统PLC站：设在原煤车间配电室，主要对给煤机、破碎机、胶带运输机除铁器、分级筛、排污泵等设备进行监控及相关信号的检测；
尾煤压滤系统PLC站：设在尾煤车间配电室，主要对3套尾煤压滤系统和相关的泵、皮带、刮板进行监控；
重介密度控制系统PLC站；设在主厂房配电室，设CPU主站，对工艺过程参数进行过程控制；
压滤系统统PLC (含浓缩、事故沉淀池、清水泵房、油库)系统PLC站：设在浓缩车间配电室；
主厂房PLC站：设在主厂房配电室,设CPU主站和扩展站。对主厂房的设备进行监控及相关信号的检测。
上述PLC主站、上位监控系统计算机监控管理站、数据采集站都通过以太网通信，构成控制层网络。现场层则采用PROFI- BUS总线。该总线系统由传输技术、通讯技术协议、通用行规和专用行规组成。由于PROFIBUS拥有统一的通信协议，并在此基础上发展了不同的通用应用行规和专用应用行规,使得PROFIBUS可以广泛地应用洗煤厂各个工艺段的现场设备层。
二、控制功能的实现
对参加逻辑控制的设备的控制分为就地和连锁控制，就地控制用来进行就地单机操作和检修的时候使用，生产时都打在连锁位置，其控制原理图纸如图2所示：
图2
对参加过程控制（密控系统）的关键设备都选用进口设备，密度计采用德国伯托的产品，加水装置采用德国PSQ执行机构，液位计和压力传感器都选用德国E+H的产品，无论从测量还是从控制都达到了很高的精度；而对那些控制要求不是很高的工艺环节，设备选用国产设备。
三、控制软件在系统中的应用
下位软件采用西门子的Step7 V5.3，对下位的S7-300PLC进行逻辑梯形图（LAD）编程和PID功能块编程，对于逻辑控制的设备主要采用梯形图语言进行编程，对于密度、粘度、给煤机和各个桶的液位等过程控制则采用PID控制，每个PID块都有手动和自动操作模式，根据实际需要灵活选择。Step7 V5.3软件功能齐全，操作方便。
上位监控软件选用亚控科技的组态王进行编程，界面美观，组态灵活。主要实现对现场设备的自动启、停控制；设备的运行状态监视和故障报警；工艺流程监视；过程参数实时、历史曲线；过程参数数据库查询以及棒图动画显示。
为了对不同级别的用户实行相应的使用权限，利用Kingview的安全组态程序，对用户的应用程序调用，操作画面显示，事件调度都赋予权限管理，实现了软件在运行中的安全性。同时，利用Kingview提供的系统安全级管理也增强了操作系统的安全性。
四、工业大屏幕和调度电话系统
为了加强生产管理，提高劳动生产效率，采用工业电视监视系统作为全厂综合自动化系统中的一个子系统，通过装备工业电视，可将各重要生产环节和设备，如皮带给煤点、转载点、振动筛、磁选机、压滤机及室外堆煤场等工作场所的场面，直观地反映在集控调度室的工业电视或大屏幕上，或者通过计算机网络可从网络终端机上调阅，可及时发现皮带给煤点、转载点的堆煤以及受控场所设备的各类故障等，某些场所可替代人员看守，有利于指挥安全生产。全厂安装12个彩色摄像点，12台工业监控电视和一套工业大屏幕共同组成工业大屏幕系统。另外为了满足选煤厂的现代化生产，还为其配备了调度通信系统；调度总机选用数字调度程控调度机，该总机配接抗噪音调度终端、本安调度终端和普通调度终端，极大的满足了选煤厂生产调度的需求。
五、结语
全厂自动化系统自06年投入运行至今，系统运行稳定，工作可靠，为生产管理人员提供了全面、直观、实时的生产信息，提高了生产效率，稳定了产品质量，降低了事故发生率，缩短了事故检修时间，为企业带来了巨大的社会效益和经济效益。
作者简介：赵建丰（1975-），男，河北省武邑县人，2000年毕业于山东科技大学工业自动化专业，现就职于天地科技股份有限公司唐山分公司自动化工程中心，一直从事选煤领域的自动化与信息化工作。联系电话：0315-7759438
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