成庄矿洗选厂集中控制系统优化实践

邢春才

（山西晋城煤业集团成庄洗选厂，山西 晋城 048021）

成庄矿洗选厂集中控制系统优化实践

邢春才

（山西晋城煤业集团成庄洗选厂，山西 晋城 048021）

介绍了成庄矿洗选厂集中控制系统升级改造前系统组成部分，通过对运行中出现的问题进行分析，提出改造方案，通过实践运行，改造后整个系统运行可靠，平稳，经济效益和社会效益显著。

集中控制系统；可编程控制器；串行通讯；以太网

1 概述

晋城煤业集团成庄矿洗选厂是一座大型现代化矿井型洗选厂，年处理能力为600万t。全厂所有设备实现了集中控制，其中洗煤集中控制系统采用美国GE90-30可编程控制器（以下简称PLC）系统，该系统对洗煤车间的33台主要设备进行集中控制，完成设备的顺序控制，并实时监视主要设备和辅助设备的运行状态。本系统于1999年8月份正式投入运行，至今已有10年多，在运行初期，由于设备少和功能少，设备运行基本正常，但随着洗选厂的不断改造，系统运行就故障频发，甚至多次影响矿井生产的正常进行，导致系统无法满足选煤工艺要求及安全可靠运行。通过采用升级软硬件的方式解决了问题，保证了生产的正常运行。

2 成庄矿原集中控制系统组成及存在的问题

在设计时考虑到全厂设备分布不集中，故采用总线分布式控制。整个系统由主站、4个Fields Control分站和上位机组成，主站与各分站之间通过Genius总线进行通讯，上位机与PLC通过RS232串口转换为RS485进行通讯。其中主站由电源模块、CPU模 块 IC693CPU331、Genius总 线 控 制 器（IC693BEM331）和部分输入输出模块组成，每个分站由一个总线接口单元BUS INTERFACE UNIT（简称BIU）通过GENIUS BUS总线与主站（配有CPU的站点）以38.4K波特率进行通讯，在各分站不仅有总线接口单元，还有各种数字量和模拟量模块把现场的信号接入整个网络中。对于分站的调试，必须使用专用的手持编程器（Hand-held Monitor，译为手持监视器），利用HHM可以进行监视和控制各输入、输出点的数据，达到调试和检查故障的目的。上位机采用研华610工控机进行监控，在上位机安装有Cimplicity 50点免费版监控软件和LM90编程软件，完成对设备的监控和对PLC的编程。

运行存在的问题主要包括：PLC与上位机通讯故障，导致操作人员无法进行操作。CPU的内存不足，无法增加程序、随着不断将新的设备程序增加到控制系统中，程序达到 20K以上，然而IC693CPU331的技术特性最多只具有2K寄存器和16K字节的用户内存，CPU的扫描时间由原来的20ms左右至60ms,不能满足运行的需要，I/O模块不足，随着系统地扩容，导致I/O存在较大的缺口，无法满足选煤厂对设备的监控。最初采用的编程软件DOS平台下为LM90，通讯方式为串行通讯。随着windows操作系统平台的逐步普及，DOS系统下的LM90编程软件已经不能满足编程要求。

3 成庄矿选煤厂集控系统改造措施

1）PLC与上位机通讯故障解决措施：针对上述通讯故障，将原设计采用的RS232串行通讯改为以太网通讯，它不但解决了的通讯因内存冲突引发的问题，而且解决了可能因通讯速率低、通讯距离和干扰等问题带来的后期危害。

2）CPU的内存不足及I/OComprehensive Analysis on Annexation and Reorganization oFMine模块不足的解决措施

针对CPU内存不足，改造方案是进行CPU升级，即对原有的 IC693CPU331更换为IC693CPU364。IC693CPU364寄存器为32K，用户内存为240K，同时除IC693CPU331有的通讯方式外，还有以太网通讯方式。将原来单独的以太网通讯模块用CPU模块集成以太网通讯端口功能代替，既减少了故障点，同时又降低了设备的维护量和配件量。针对模块不足的问题，通过增加硬件和上位机IFIX组态软件。在原有设备的基础上增加分站，将皮带机的打滑、拉线、堆煤等信号全部接入至PLC中，在PLC中进行编程，组态画面上做监视画面，以便于分析设备故障原因。同时将一些设备的监视信号接入PLC中，便于监视全厂整个设备生产运行状况。

3）软件升级与程序优化改造：将原软件升级至Proficy Machine Edition，该软件版本不仅能运行于Windows平台，而且能通过以太网进行通讯。由于原有PLC用户程序的启车和停车子程序使用移位寄存器的方法实现，存在插入设备控制程序时，编程复杂，不容易理解和维护。介于前面原因自己进行重新编写所有程序，改变编程方法，利用顺序控制程序设计法，将程序进行优化，提高程序运行速度，由原来的起车4min提高到2min，为高效生产提供保障。

4 结论

所有改造于2008年完成。新系统利用以太网通讯方式，解决了能够编程和监视冲突的矛盾。系统容量充足，方便以后系统扩容，所有软件运行在Windows平台下，人机界面强大，操作方便。下位机程序和上位机监控软件依靠自主开发，程序更加优化和合理，符合现场要求，提高了程序的可读性，有利于人员维护，同时运行速度进一步提高，系统更加高效。通过三年的运行，整个系统运行可靠，平稳，各项技术的实施大大提高了系统的自动化程度和企业管理水平。

Optimization oFCentralized Control System in Coal Cleaning Plant,Chengzhuang Mine

XING Chun-cai

(Chengzhuang Coal Cleaning Plant,Jincheng Coal Group,Jincheng Shanxi 048021)

The paper introduces the centralized control system components before the reformation in Coal Cleaning Plant,Chengzhuang mine.By the analysis on the problems in the operation,the author proposed a reform plan.By the practice,the reformed system proves to be reliable and stable with distincTeconomical and social benefits.

centralized control system;PLC (programmable logic controller);serial communication;Ethernet

TD92

A

1672-5050（2011）07-0054-02

2011-03-20

邢春才（1972—），男，山西高平人，大学本科，工程师，从事自动化控制工作。

徐树文