基于组态控制的煤矿安全监控系统设计

基于组态控制的煤矿安全监控系统设计

1总结1.1停车工艺要求大型采煤厂拥有100多台机电设备，可根据污水和污水停车技术的要求运行。某台设备故障,其来煤方向的相关设备必须紧急停车,否则将造成堆煤事故。由于运行设备多,调度室必须实时监视全厂设备运行情况。1.2用户控制系统功能可编程序控制器(programmablelogiccontroller)简称PLC,具有逻辑控制功能:可以替代继电器进行组合逻辑与顺序逻辑控制;定时控制功能:用户编程时可设定定时值,并能在运行中被读出与修改,可对某个操作进行限时控制和延时控制;具有计数控制功能;步进控制功能:即顺序控制;数据功能;通讯与联网功能;可对控制系统监控。PLC具有:高可靠性、灵活、修改方便、模拟调试、编程简单等特点。1.3网络组态设计组态软件(configure)与PLC联接,在图形界面下对控制系统的各种采样点、过程输出点、设备、生产车间、控制回路、文件报警、生产报表、控制策略、网络设备和生产工艺画面进行定义与组态,并有强大的网络通讯功能。2系统方案2.1控制好生产过程中的设备本系统已在古交东曲选煤厂实施,主要包括主洗车间“主洗集控系统”和准备车间“原煤集控系统”。主洗集控系统由一个PLC主站和五个分站组成,使用Genius工业总线通讯;原煤集控系统只有一个PLC主站。主洗集控系统和原煤集控系统使用Internet网通讯读取原煤集控系统数据,在主洗车间调度室显示。二个集控系统均安装有组态软件,主要是对生产过程中的各设备集中控制,操作员通过计算机发出命令,实现系统设备的各种相互闭锁和顺序起、停。同时能够动态监视设备的起停过程。对禁起设备、故障设备、做到及时报警,并做出相应控制处理。对生产过程中的各种数据,做好自动记录、显示和打印等。厂级管理人员通过Internet网,可远程全面监控系统运行。2.2主要设备组成主洗车间:工控机1台、21”计算机监视器1台、投影仪1台、PLC主站1个、分站5个等设备组成。准备车间:工控机1台、21”计算机监视器1台、PLC主站1个等设备组成。2.2.1控制系统功能特点1)组态软件采用北京亚控科技发展有限公司的《组态王》。2)主洗集控系统主操作画面:由系统自动、手动、就地选择开关;联锁手动、解锁手动选择开关;联锁、解锁选择开关;系统起车按钮;系统停车按钮;急停按钮;系统报警指示灯;报警清除按钮;音响解除按钮;手动预警按钮等组成。通过鼠标操作控制它们动作,实现系统的计算机控制,去掉了过去的操作控制台。3)主洗集控系统工艺流程画面:由全厂工艺流程总画面、准备车间工艺流程画面、各种工艺流程分画面组成。实时显示设备运行状态。4)主洗集控系统禁起画面:有2幅禁起画面组成。实时显示设备禁起状态。5)主洗集控系统故障画面:有2幅故障画面组成。实时显示设备故障状态。6)主洗集控系统闭锁手动:有1幅设备闭锁画面组成。显示设备闭锁关系状态。可以通过鼠标操作对各个设备进行联锁、解锁设置。2.2.2基于测试系统的编程软件主洗集控系统PLC主站采用美国GE公司90-70系列可编程控制器,分站采用该公司VersaMax系列产品;原煤集控系统采用该公司90-30系列可编程控制器;编程软件采用该公司Versapro编程软件在WINDOWS环境下运行。构成功能强大、性能价格比高、抗干扰能力强、使用方便、适用于工业过程控制的集控系统。2.2.3监控解锁功能主要功能有1)系统具备自动、手动和就地方式控制功能a.自动方式集中启、停车时,操作员通过计算机操作台画面发出指令,系统设备顺序起、停,系统设备按工艺流程相互闭锁。通过计算机画面动态监视设备的起、停、运行过程。计算机自动对禁起设备、故障设备及时报警,计算机画面和音响操作员提示做到作出相应的处理。具有联锁和解锁功能,可以进行自动方式和手动方式之间的无扰切换。b.手动方式具有联锁手动和解锁手动功能。联锁手动:操作员通过对计算机画面联锁手动操作,实现某些设备直至全部设备的联锁,根据运行要求,在上位机上显示相应动态画面。解锁手动:操作员通过对计算机画面解锁手动操作,实现某些设备直至全部设备的解锁,此时解锁设备无如何闭锁关系,起、停对其它设备无影响,根据运行要求,在上位机上显示相应动态画面。控制设备调试:对设备进行解锁手动,操作员通过计算机画面操作,对单台设备进行调试。c.就地方式操作员通过对计算机操作台画面操作,将系统转入就地,现场运行人员就地控制现场设备。2)数据管理实时监测和记录模拟量、设备故障、禁起、状态、运行时间等各种数据,自动形成各种生产统计报表,将各种检测值、计算数据、统计表进行自动存储、显示和打印。3)自动化控制系统网络通讯PLC主站与分站和原煤集控系统通讯,采用美国GE公司的Genius总线方式。其特点:既是I/O总线又是通讯网络,稳定性极强,非常适合于大量I/O数据处理和数据传输。4)远程监视利用广域网和厂局域网,通过组态软件的WebServer软件,实现生产过程远程监视。各级领导通过计算机终端可以随时查阅生产过程中的设备运行状态、各种资料数据,以便及时正确处理生产中出现的各种问题。5)具有紧急停车功能。能使全部设备立即停车。6)具有调度监控系统的功能具有实时动画图形显示功能,显示要形象逼真。系统可集中显示全厂工艺流程系统图,也可分系统显示独立的工艺流程。具有数据显示功能,如仓位显示等。历史趋势功能:计算机24小时连续记录生产过程,并存储保存所有数据。远程访问监视功能:系统具有计算机网络功能,实现各自动控制系统数据共享,集中管理及远程监视。7)系统抗干扰性强。杜绝因电磁干扰等,引起集控系统的不正常运行。8)以投影仪代替模拟盘显示,投影仪可显示计算机上的所有画面。2.3.4系统操作1解锁及整体控制部分系统状态选择:自动;工艺流程选择:选择要运行的集控设备工艺流程。按动系统起车按钮:系统开始起车预告、逆煤流起车,起车结束进入运行状态。按动系统停车按钮:系统进行顺煤流停车。按动系统急停按钮:参与集控设备立即全部停车。系统有禁起、故障信号:计算机系统报警指示灯闪动、计算机音响发出报警声;计算机画面显示报警设备,同时弹出报警信息条,显示报警设备、报警类型、报警时间等信息。按动音响解除按钮:计算机音响发出的报警声消除。按动报警清除按钮:清除报警状态。(最好在确定现场设备处理好后,再按此按钮)。将联锁、解锁选择开关转向解锁位置:系统设备将在无闭锁状态下运行。此时,可进行无扰切换,将系统自动、手动、就地选择开关转向手动,系统将在手动方式下运行。2计算机动手操作画面系统自动、手动、就地选择开关转向手动:系统进入手动状态。按动手动预警按钮:将发出起车预警信号。系统联锁手动、解锁手动选择开关转向解锁手动:系统设备将处于无闭锁状态。通过计算机手动操作画面对所有集控设备可进行单台调试,也能进行手动起车。系统联锁手动、解锁手动选择开关转向联锁手动:通过计算机手动操作画面,可确定某些集控设备直至所有集控设备进行闭锁,然后进行手动起车。设备在手动运行状态下,将系统联锁手动、解锁手动选择开关转向解锁手动,系统设备将处于无闭锁状态。此时,可进行无扰切换,将系统自动、手动、就地选择开关转向自动,系统将在自动方式下运行。系统在自动方式下运行时,将联锁、解锁选择开关转向联锁位置,系统设备将恢复闭锁状态。3当地路线系统自动、手动、就地选择开关转向就地:系统进入就地状态。现场运行人员可现场就地启动设备。2.3.5系统优势1系统的稳定是第一出发点作为选煤厂程控系统,其稳定性至关重要。从系统设计、设备选型、系统集成、软件设计到安装调试,都将系统的可靠稳定作为第一出发点。避免了系统干扰,死机、脱机或失控等现象,将系统的故障率降至最低。2操作简单的时候操作具有灵活、简便的特点,便于运行操作人员掌握。组态软件采用中文界面,运行人员能够方便地进行操作,避免误操作。3维修费用设计利于检修人员进行维护和检修,一旦发生故障,应保证检修人员在最短时间内排除故障,恢复运行。4系统运行可靠系统要采用当前国际上较先进的技术,所选设备技术性能优良,功能完善,工作稳定可靠,使整个系统在相当长的时间内保持国内外先进水平,运行稳定、可靠正常。同时本着实用、经济可靠的原则,在节约和降低成本的前提下,使系统充分发挥其作用。5扩展能力设计应留有余量,以便日后方便进行系统扩容、集成。6网络功能系统具有网络功能,实现了自动控