集中控制与自动化系统在中铁芒来露天煤矿地面储装系统应用

方毅

【摘 要】中铁资源苏尼特左旗芒来矿业有限公司地面储装系统采用AB公司可编程控制器、GE公司组态软件、工业工控机、三星大屏显示器、及先进的视频监控软件，对全厂电气系统、控制系统、探测系统进行集中控制和监视，实现了生产自动化，取得了显著的社会、经济效益。

【关键词】自动化控制；组态软件；可编程控制器； 监控

【中图分类号】F407.21【文献标识码】A【文章编号】1672-5158（2013）07-0136-02

Centralized control and Automation control system

In China Railway Resource Sunit Left Banner Manglai Mining Co.，Ltd ground store up system app fangyi

（Wuhan Design and Research Institute of China Coal Technology &Engineering; Group，Wuhan￡？430000）

【Abstract】 China Railway Resource Sunit Left Banner Manglai Mining Co.，Ltd ground store up system used AB company PLC、GE company Configure software、industry computer、big three stars display、and advanced Surveillance software，For factory electrical system、control system、detect system prosecution centralized control and keep watch on， achieved manufacture robotization， acquire distince community、economic benefits.

【Key words】Automation control； Configure software； PLC； Surveillance

随着国内对煤炭的需求量日益增加，企业自身也需要做大做强，芒来煤矿投资上亿元，新建了地面储装系统，并且把原有小破碎站延伸到新系统，废除了原来经破碎机后，煤炭就地堆积，然后用大型铲车往汽车或火车上装载的传统方法；解决了传统方法污染环境、效率低下、成本偏高 、资源浪费的弊端。新储装系统采用PLC和组态软件实现设备集中自动化控制，和定量装火车、定量装汽车，达到了破、运、储、装，简洁高效，一条龙生产，为企业增加效益。

一、集中控制与自动化系统结构

1.1 箱式变电站

1.1.1 高压配电装置、干式电力变压器、高压变频装置、低压柜等均装设在箱变内，箱体支撑为滑撬式，箱体为保温加厚型。

1.1.2 箱变进出线均为电缆方式，在箱变下方高低压进出线处分别预留孔洞，孔洞具体位置及孔洞数量以箱变内配电柜位置及出线回路数量为准，孔洞待电缆敷设完后应用防火堵料密封处理。箱变底座高度为550mm，在此区域布置电缆桥架，所有配出电缆在底座桥架敷设，然后沿室外电缆桥架或电缆沟敷设至设备处。

1.1.3 箱变内设置工业用暖风机和工业用单制冷空调，设恒温控制器，温度范围为5℃～35℃。

1.1.4 箱变内设烟雾报警器，报警信号传至集控室显示。

1.1.5 箱变防护等级IP54。

1.1.6 变频柜装有西门子公司罗宾康高压变频器，变频柜顶部做成风道，风道内设风机将热排出箱变外。

1.2 操作站

集中控制室放有3台工业工控机，一台工程师站，一台服务器，一台视频监控系统服务器，3台22寸显示器，操作系统为Windows XP。

在操作室放有1台工业工控机，一台22寸显示器，操作系统为Windows XP。

1.3 控制分站

集中控制室放有UPS电源，网络机柜，可编程控制器主CPU柜。现场4个箱变里都分别放有一个PLC柜，作为主CPU柜的I/O分站，从PLC主CPU柜到各分站之间采用多模光缆经过光电转换模块串联，实现把每个I/ O分站传输到CPU中，进行控制。配置双CPU，两路光缆，实现冗余系统。

1.4 软件及功能

该系统上位机监控软件采用GE公司IFIX组态软件编制而成的，上位机通过OPC通讯与PLC实现通信。PLC将检测实时的生产数据及将模拟量参数和开关量信号传送到上位机，由上位机程序进行显示和处理；上位机程序进行处理，同时将系统命令传送给下位机，通过下位机监视并控制现场设备的工作及运行状态。

该系统对地面输煤生产线的监控，主要实现如下的功能。

具备动态工艺流程显示，将来自实际设备的数据与工程画面上的各信息联系起来，使工程画面真实地反映现场生产状态；同时在上位机操作设备启动和停止，及各种对PLC的控制操作指令。如下是上位机程序操作功能介绍及相关颜色功能定义：

1）按钮操作功能介绍：

1、主画面按钮：切换至主画面。

2、温度按钮：切换至温度监控画面。

3、电笛预告按钮：手动预告电笛。

4、联锁解锁按钮 ：程序把各设备解开联锁和关联联锁操作转换。

5、就地集中按钮：设备集中和就地操作转换。

6、故障复位按钮：当主煤流线上设备有拉绳、变频器有故障时，起到复位作用，且M201和M301有故障时，左键单击此按钮保持1秒，即可松开，变频器自动复位。

7、急停：当发生紧急情况时，左键单击此按钮，所有设备全部紧急停车。

8、启动、停止：对应设备的启动、停止和打开、关闭，左键单击即可。

2）颜色定义

1、黄色：设备故障，或跳闸。

2、蓝色：设备正常。

3、绿色：设备运行。

4、红色：设备现场急停。

下位机：采用AB公司RSLogix 5000软件编制而成。

现场所有电动设备均纳入集中控制。设置了集中和就地两种控制方式，电脑方便实现控制转换方式，不影响设备正常运行状态。

PLC程序同时设置了解锁和联锁模式，正常运行中，各设备间电气联锁，不允许解锁，否则会发生堵煤事故。所有设备电动机的跳闸、运输设备中的皮带机拉绳开关、跑偏开关、打滑保护、堵塞保护、纵撕保护，破碎机的堵转信号，刮板运输机的断链保护均由现场分站实时采集保护信号，传送到主集控室CPU中，PLC程序实现紧急停车。集控方式下，参加集控设备不能就地开车；任何控制方式下现场都能就地停车，上位机也设置有紧急停车按钮。下位机程序采取逆煤流顺序起车，起车前控制室向现场发送起车预告信号，经延时后，系统中各设备按闭锁起车。当不生产时，下位机程序采用顺煤流停车方式，经过计算，保证主流设备上的煤在停车后，顺利运输到筒仓内，没有残留在设备上。

M201皮带机三滚筒电机驱动，M301采用双滚筒双电机驱动，每个电机都用一台西门子高压变频器驱动。 PLC程序同变频器信号实时传输，给定频率和起动命令，再由变频器内部通过反馈的力矩实时计算，不断纠正出力大小，从而使M201三台电机、M301两台电机达到同步，保证了每个滚筒受力均匀，确保了皮带运输机的安全使用。

在三座直径34m的圆筒仓内，安装有一氧化碳传感器、甲烷传感器和料位计，对筒仓内进行探测，实时观察料位和有无火灾发生。

火车快速装车站和汽车快速装车站同样采用上位机和PLC监视和控制现场设备。

缓冲仓低料位与高料位与给煤机联锁，M401、M402、M501皮带机之间通过逆煤流方向与给煤机联锁，当装车时，缓冲仓料位不够时，自动启动振动给料机，快速下煤。当缓冲仓料位达到70%时，停止给煤机给煤。再通过定量斗计量，把定量仓装满，只装一节火车，如此反复。同时扫描火车车厢节数，自动计算产量。

1.5 监控系统

监控软件采用英飞拓公司产品，现场共安装25个摄像头，对主要设备电机，和全厂重要场区实行监控录像，由大屏幕背投到主集控室电视墙上，实现宏观监控，确保生产。

经过半年多的生产运行表明，系统安全、可靠，社会、经济效益显著。

参考文献

[1] 罗克韦尔自动化技术丛书，机械工业出版社，钱晓龙，2011-11-7，1-1版

[2] ifix 中文手册，北京东方鼎晨科技有限公司

[3] 机械工程手册第二版，机械工业出版社，1997-02-1