1、引言

南鋼聯煉鐵新廠焦化備煤系統由一套施耐得ModiconTSXQuanturm系列PLC構成。天津諾迪亞可編程控有限公司負責系統集成，中冶焦耐工程技術有限公司負責應用軟件的編譯。

備煤系統日處理煉焦煤6900t（含水10%），高爐煤約2000t。生產工藝流程主要以皮帶機等設備的順序起停控制為主，少量料位、煤灰份、流量、溫度等模擬量顯示。

2、控制系統結構

備煤PLC系統3臺上位操作站集中設在煤焦中控室。操作站互為備用、分別安裝IFIX3.0中文運行版與開發版，上位機操作站通過以太網交換機聯入焦化上位生產管理級網絡（以太網），在焦化車間調度室可以監視到整個備煤系統的生產作業狀況。

PLC系統主站及1#遠程站設在配煤B2配電室。安裝于主站底板上的主控器選用140CPU43412A，CPU為486,用戶邏輯2M。帶有2個Modbus通訊口、1個ModbusPlus通訊口。主站底板上的140NOM21200模塊提供2個ModbusPlus通訊口用于與300米之外的上位操作站進行聯接，構成雙ModbusPlus網絡。

備煤PLC系統有6個遠程站，1#遠程站與主站同在1個機柜內、2#3#遠程站在B203配電室、4#5#遠程站在B3配電室、6#遠程站在C205轉運站PLC機柜間。主站到4#5#6#遠程站采用雙RI/O干纜、距離各為400米，從6#站到2#3#遠程站采用雙光纖網絡、距離為700米，目的是增加通訊的可靠性。每塊主站與遠程站底板均采用冗余電源140CPS12400,當一塊電源出現問題時另一塊電源可承擔本底板的供電。

3、工藝流程

根據工藝要求，備煤35條皮帶可組成17種煤流流程，分別屬于卸煤作業、上料作業、配煤作業。

3.1卸煤作業流程：

主要完成煤場受煤作業。原料煤（包括煉焦煤及高爐噴吹煤）經翻車機或螺旋卸煤機通過皮帶機按不同煤種不同位置“分場”存放，可有6種操作流程選擇。

主要生產設備設施有：1臺翻車機、2臺螺旋卸煤機、3臺堆取料機(堆料)、皮帶機。皮帶機上裝皮帶保護裝置(跑偏、打滑、拉線開關等)，有料流分流的轉運站設有電液動翻板。另外配有煤灰份檢測儀、皮帶計量秤及除鐵器。上述裝置與設備都有相應的顯示信號與控制信號及聯鎖信號進PLC系統。

3.2、上料作業流程：

主要完成煉焦煤及其高爐噴吹煤輸送，可有9種操作流程選擇。

高爐噴吹煤輸送主要是通過堆取料機（取料）及相應的皮帶機把煤場中的噴吹煤輸送到干煤棚。干煤棚內的各工藝設備由另外的PLC系統控制，在兩方中控室操作站上都有系統啟動請求、狀態顯示及聯鎖停車的信號。

煉焦煤輸送主要是通過堆取料機（取料）及相應的皮帶機把煤場不同種類的混勻煤輸送到10個不同配煤倉中。

主要設備：3臺堆取料機（取料）、皮帶機、1＃2＃可逆布料皮帶機。1＃2＃可逆布料皮帶小車可以在中控室操作。皮帶機上裝皮帶保護裝置(跑偏、打滑、拉線開關等)，有料流分流的轉運站設有電液動翻板。上述裝置與設備都有相應的顯示信號與控制信號及聯鎖信號進PLC系統。

3.3、煉焦煤的配煤作業

10個不同配煤倉煤中的煤通過配煤裝置按一定配比配煤后輸送到1＃2＃煤塔，可有2種操作流程選擇

主要生產設備設施有：10臺配煤秤、2臺粉碎機、煤塔回轉布料機、皮帶機。皮帶機上裝皮帶保護裝置(跑偏、打滑、拉線開關等)，有料流分流的轉運站設有電液動翻板。另在配煤裝置后裝有除鐵器。上述裝置與設備都有相應的顯示信號與控制信號及聯鎖信號進PLC系統，

4、控制系統功能

4.1機旁手動操作。

在備煤系統各工藝設備機旁設置操作箱，用于操作模式的轉換。當操作轉換開關轉到“手動”位置時，操作人員可在各單體設備現場啟動該設備，此時設備間無聯鎖關系。機旁手動操作主要用于單體設備的試運轉、檢修時的設備起停。機旁手動操作是純電氣繼電器控制，控制不進PLC系統，僅是設備的運行狀態在PLC操作站上有顯示。

4.2中控室PLC自動控制操作。

當機旁操作箱上的操作轉換開關轉到“自動”位置時，中控室操作人員在PLC上位機上完成“流程選擇”、“起動預示”、“順序起停”、“緊急停車”等操作。

“流程選擇”主要是根據作業內容在17種煤流流程中確定某一流程。“緊急停車”是當備煤系統某設備有故障時PLC系統停車用。

4.2.1設備起停過程

逆向料流的順序啟動：當“流程選擇”后操作員進行“起動預示”，再按本流程“啟動”按鈕，本流程“順序起動”。

順向料流的聯鎖停止：當該流程操作完成后開始煤料凈空，此時在中控室操作站上按本流程“停止”按鈕，延時后料流最后一條皮帶先停，依此完成順向料流的順序停止。

單體設備的起停：在中控室PLC操作站上按下本設備的單機“起動/停止”按鈕實現本設備的單機起動停止，這避免了順序起停中當某設備有故障而影響其上流皮帶設備的順序起動。

另在中控室PLC操作站上有所有設備的運行狀態顯示。

4.2.2故障處理的過程。

運行中的設備出現必須停車的故障（電機過負荷、拉繩開關動作、皮帶撕裂等）時，系統自動將故障設備料流上游的所有設備同時停止，該設備下游的設備照常運行。現場故障排除后，在中控室操作站上按“清除報警”，上流皮帶可依次按程序重新啟動。

4.3報警信息處理。

所有設備的故障報警均在控制室上位機屏幕顯示并自動記錄生成報警記錄文件，可供操作人員方便查閱及瀏覽。

報警信息包括：一級跑偏、二級跑偏、撕裂、打滑、電機過負荷、拉繩事故、堵料等。

4.4料位顯示。

10個配煤倉、2個煤塔倉上有料位計，在中控室CRT畫面上有料位的動態顯示，并且料位有高、高高、低、低低報警。

5、控制應用軟件特點

備煤PLC系統控制應用軟件由控制程序與畫面監控程序兩部分組成。其中控制程序運行于PLC主控器CPU內，是用Concept2.6編寫的“梯形圖語言”或“功能塊語言”程序。按流程選擇、流程運行、起動預示、報警、信息傳輸等分段。程序中逆向料流的順序啟動可使數條皮帶設備完成“隔時”啟動，減少了多臺設備同時啟動時造成的“壓降現象”；順向料流的順序停止可使數條皮帶設備完成“延時凈空”停止，減少了設備空運轉時間，節約了電能。

畫面監控程序采用IntellutionIFIX3.0開發。全備煤設置引導畫面一幅、主畫面一幅、操作畫面3幅及報警匯總畫面等。各畫面間可方便切換。

引導畫面用于不同作業畫面間的切換。主畫面用于整個備煤工藝流程的顯示，在主畫面上通過不同顏色反映各皮帶機、機械設備的狀態，并通過閃爍等發出報警信息，另外還有料倉的料位、電機的電流、煤灰份、煤量等顯示。操作畫主要是操作工用于起停不同料流，在操作畫面上有設備的運行狀態顯示、自動/手動顯示、單機/聯機顯示、輕重跑偏顯示及拉線故障顯示。

6、結束語

備煤PLC系統已運行1年，系統整體運行穩定。尤其是雙電源、雙MB+及RI/O網絡提高了系統的可靠性。系統安裝施工過程中規范接地等，提高了防干擾能力。