洗选厂集控系统改造方案的研究与实践

洗选厂集控系统改造方案的研究与实践

1控制系统和工控机设备充放新洗货厂的传统集中控制分为两部分。其中一部分是由美国洛可可生产的一系列计算机的旧管理制度。目前使用的系统有七个车站。采用当地最小工业线形成控制网络，然后使用两名工业控制机作为控制对象。控制装置包括大多数工厂的设备。另一部分是schneider的quantum系列电线监控，该系统已经安装了一个站点。它具有连接m和工业线之间的接口和rj45-10和100m自适应数字接口。前台机器采用一台工控机作为人机关面，控制设备主要包括各台重介密度设备。由于Compact系统PLC已停产,有必要对Modicon公司的Compact系统PLC进行升级改造。目前,工业电视监控系统采用了若干台一体化彩色摄像机,视频信号通过模拟光端机传输至调度中心,调度中心配置了1台32路视频矩阵、2台16路视频分配器和1台32路的视频服务器完成监控功能。因为监测点数的增加,原监控系统没有了冗余量,也需要进行升级改造。2系统改造方案的制定2.1网络数字监控系统由于老PLC控制系统所用的PLC产品已经停产,将Compact系列CPUPC-E984-275更换为SchneiderPremium系列的TSXP571634M;在调度中心、各PLC控制分站配置千兆以太网环网交换机,搭建以太环网,采用先进的网络数字技术搭建全新的视频监控系统并与PLC工控走同一环网,工控信号优先传输,实现多网合一。新庄洗选厂集中控制改造后的网络结构如图1所示。2.2改造范围系统改造涉及自动化控制系统、工业电视监控系统、计算机信息管理系统。2.2.1实时监控的应用自动化控制系统由PLC集中控制系统和计算机调度监控系统组成。(1)PLC集中控制系统实现洗选厂的全厂设备的集中控制和自动化参数的调节过程。(2)计算机调度监控系统则以各种图形、数字、报表形式实时显示洗选厂的生产过程及重要的工艺参数过程。并作为人机接口实现对全厂的控制过程的操作。(3)调度上位机可实时查询单机72h设备运行状况。(4)变频器调节控制技术可手动或自动调整频率,并且在集控状态,现场不可调整频率;具备工频旁路,互相切换功能。2.2.2cisc3000视频监控系统的改造工业电视监控系统,采用全新的网络数字视频监控系统(H3CISC3000)替代原有的视频监控系统。通过控制室的等离子电视墙以直观的可视图象实现对全厂的工况的实时监视,并且其图象信号通过视频服务器接入公司局域网从而实现信息共享功能。2.2.3实现全厂区统一调度、统一管理计算机信息管理系统完成全厂综合信息管理系统。该系统通过和自动化系统联网可以实时观察洗选厂的生产过程信息。并可随时了解安全、生产、物资运销、效益等各种信息,实现全厂区统一调度、统一管理功能。计算机信息管理系统主要采用Browse/Sever(B/S)结构,信息终端使用浏览器对服务器进行访问,服务器可实现全厂管理信息的采集、显示、调用、录入及Web信息发布等功能。服务器采用双网卡结构,用千兆以太网分别与控制系统交换机和信息管理交换机连接。一是可以和控制系统交换数据;二是具有隔离防火墙的功能。2.3控制设备软件设计(1)对于34PD重介系统,将原程序移植到新的CPU即可,对于新增的I/O模块,在程序中根据工艺需求增加新的功能。将老系统的控制设备软件全部在34PD的CPU中完成,然后配置各分站的IP地址。通过各控制站形成的控制环网,实现数据共享。(2)利用PremiumCPU以太网接口起到网管的作用,仅做简单的配置即可,方便系统的改造。2.4plc控制系统改造根据地面生产系统组成,全厂集中控制分为现场控制层和上位机监控层2层。系统网络采用千兆以太网环网结构、MODBUSTCP/IP协议和QUNTUM高性能控制器共同配合,功能强大、使用灵活,可以同时满足系统对于稳定过程控制和复杂联锁控制等方面的严格要求,实现现场控制层和上位监控层无缝集成。现场控制网是全厂集中控制的第一层网络。全厂的PLC控制系统改造包括10套PLC站,分别是81PD、61PD、34PD、35PD、32PD、31PD、21PD、71PD,其中3套35PD,采用千兆以太网环网结构。每个PLC站分别设有CPU模块带以太网接口和MOXA千兆以太网交换机。通过单模光缆构成现场以太网环网总线结构。2.5生产系统控制功能在地面生产系统集中控制系统中,工控机和PLC控制主机相连接,完成生产系统的监控管理功能。2.5.1系统故障停车过程的监控主控CPU能自动诊断所选系统的运行条件、各设备的输入状态及保护接点是否满足起车条件,若出现异常情况PLC向上位机给出相应的报警信息。PLC控制系统的具体功能如下:(1)起车前的操作过程。PLC控制程序可根据各系统的实际情况选择各自的运行方式,并满足集中、就地的无扰动切换。集控方式下,PLC执行用户程序的全部控制功能;就地方式下PLC仅执行模拟显示功能;单起方式下,在集控室实现单台设备的起、停车,并具有联锁、解锁功能。当选定任一选煤流程后,PLC将检测有关输入状态,设备工作方式,以及保护点状态等是否满足起车条件。(2)起车过程的控制。当上述指令操作完毕,系统准备就绪,发出起车指令,所选系统将在指定的起车方式下进入起车控制过程。在逆煤流起车过程中出现故障时,岗位工根据现场的实际情况可随时将转换开关打至零位或按下停止按钮,终止起车过程。起车指令自动撤除并报警,已起设备保持运行,在短时间排除故障后,可从故障设备接续起车。否则可顺序停车。如集控人员发现起车问题后,可随时终止流程。(3)系统运行的闭锁及控制。系统在运行过程中出现故障时,逆煤流闭锁保护、报警;实时检测各种保护、运行参数。调度人员和岗位工人都可随时解除某个系统和设备的运行;对不需参与顺序起车或难以进入顺序起车过程的设备,可在起车前或在任一时刻远方控制该设备。(4)停车过程的控制。当系统对任一流程发出停车指令后,PLC将按用户程序完成停车闭锁控制,确保设备停车后不出现存料现象。在停车过程中,如遇某台设备故障,则该设备和受其闭锁的设备立即停车,不受闭锁的设备仍可按程序停车。(5)凡因可能造成设备存料或因设备急停造成跑水跑料使车间环境恶化的设备,除本设备出现故障立即停车外,其它设备故障引起设备闭锁停车时,则本设备不立即停车,而按一定延时停车。(6)当发生紧急事故时,具有紧急停车功能,使全厂设备立即停车,最大限度地减少损失。(7)当现场设备出现异常现象时,PLC控制系统发出事故报警信号。对一般事故只作报警,对影响设备和人身安全的事故时作立即停车。2.5.2行综合管理(1)客户端零程序安装,可以在Web中实现对数据库的管理和维护。(2)以集控系统数据为基础,计算机信息管理系统应进行综合处理和分析,并反馈必要的数据信息指导生产。(3)根据所采集数据,制定合理的产品结构和工艺各环节的技术指标,指导工艺调节参数。根据月综合资料或单机检查资料,拟合分配曲线,评价设备、综合分选效果等。(4)应用软件安装在服务器中,客户端使用浏览器采用Web方式访问、录入。(5)系统还具有生产管理、技术管理、机电设备和技术管理、在线监控管理、数据查询等。3系统集成的优势新庄洗选厂通过对自动化控制系统、工业电视监控系统、计算机信息管理系统设备的更新升级,同时将调度通信系统并入同一网络系统,采用先进