基于modis的自动化备煤及配煤控制系统的设计

基于modis的自动化备煤及配煤控制系统的设计

山西省某焦化厂的煤矿准备和配煤管理系统采用先进的控制装置，采用国内机监控系统、备煤系统、配煤系统和传感器检验保护系统组成的综合控制系统。1总结1.1自动控制系统系统以施耐德公司ModiconQuantumPLC为系统核心,两台PLC主机组成双机热备系统。PLC主机的用户内存容量、开关量I/O、寄存器、内部线圈等的容量满足整个备煤及及其除尘、除铁器系统的控制程序编制、监测、信号采集及处理要求。PLC主机与上位机间采用以太网通讯(网络通讯速率l00Mbit/s)。本系统中所用到的硬件模块采用Quantum系列,主要有:CPS电源模块、CPU块、ACI输入模块、DDI输入模块、DDO输出模块、以太网模块、双机热备模块,其中配煤系统采用富士系列变频器驱动,控制系统硬件结构图如图1所示。1.2上位机软件系统软件分为上位机软件和下位机软件两部分。上位机软件对整个系统进行监控和数据管理,是整个系统的人机操作界面,又包括主控站软件和配煤站软件。(1)控制系统设计主控站软件是基于Windows2000Server操作系统,采用WinCC作为组态开发平台。WinCC是西门子公司用于生产过程自动化的专用组态软件,用户通过WinCC可以方便地对工业自动化系统进行组态编程。在本系统中,主控机监控软件主要包括以下功能:监视功能:实时监视系统的运行状态。参数设置:对配比进行设置和管理;对系统设备的启动停止延时、对设备的运行时间进行设置和管理。起停控制:控制系统顺序起停,对设备单独调试进行设置和控制。趋势曲线:显示配煤通道以及计量仪表的流量实时曲线、历史曲线;显示主皮带电机和一二次破碎机的电流实时曲线。故障管理:对系统的报警、故障信号实时记录和显示,并进行归档和统计。报表管理:记录、统计系统的运行情况,生成用户报表,并对报表进行存储和定时打印。主站软件监控界面参见图2。(2)配煤站通讯模式配煤站软件是基于Windows2000Professional操作系统,采用VB6.0作为开发平台,利用OPC方式进行通讯,其中OPC作为应用程序的通讯接口标准,在工业自动化领域已得到了广泛的应用。在通讯结构上,主控站作为Server,配煤站作为Client。通过OPC通信,用户可以方便、快速地在主控站和配煤站之间进行数据交换。数据站与现场仪表之间采用RS485方式实时进行数据交换。配煤站软件对现场配煤仪表和计量仪表的数据进行管理,包括以下功能:用户管理:对用户的权限进行配置,对用户登陆、退出进行记录。通信管理:对RS485通信进行设置,检测OPC通信,实时显示通信状态。参数设置:设置数据的显示方式,设置并读取现场仪表的配比、PID参数以及其它各种操作参数。数据监控:实时显示仪表的带速、流量等数据,并对数据以及相应的状态进行记录归档。报表管理:对归档的数据进行查询,并以班报表、日报表、月报表形式进行打印。(3)组态工具—下位机软件下位机软件是采用Quantum系列PLC专用编程软件Concept,Concept是高性能组态工具。Concept包括ICC编程语言功能块图(FBD)顺序功能流程图(SPC),指令表(IL)和结构化文本(ST)以及梯形图,本系统控制程序中,采用LL984逻辑语言编程。2行控制的程序系统给煤任务来自上位机的配比输入与计算进行控制,即将所需要的各种不同规格的原煤成分输入配比计算程序,指定配料计算方法及参数,由程序计算出所需要的不同煤种和配比。2.1称格带检测当某种所需的配比确定以后,上位机将其设定值通过通讯接口传送给称量控制仪表,储煤仓内的煤下落到称量皮带上,其重量由称重传感器检测,取得煤流量(测量值)的反馈电压信号(1mV～30Mv)到称量控制仪表并运算成PV当前值,经PID运算再输出4～20mA控制信号至变频器,作为反馈值输入变频器与给定值进行比较运算,以此改变其U/F的实际值,从而改变称量皮带的转速来控制煤量的大小。2.2操作方法(1)带流量控制料仓开关及称量皮带电机均由现场或者是控制室内操作台的按钮操作,手动控制皮带电机的起停和速度给定,由称量控制仪表PID输出直接控制皮带的速度,达到流量控制目的。此种方式适用于调试状态、非自动状态和其它特殊要求时使用。(2)煤仓自动开启和出煤过程自动化控制回路各配煤量由上位机根据配料制度计算后统一设定,可进行采集和处理各配煤控制回路来的称量信号和开关量状态,实现煤仓自动开启、称量检测、煤量调节,以及选择和切换不同煤仓进行出煤的整个配煤过程自动化控制。3s电源系统主电源供电电源入口处加有隔离稳压电源、UPS电源,以减少临近的高压破碎机及变频调速设备对控制系统的干扰。重新设置了可靠接地装置,采用了埋桩式接地方式,排除了因接地混乱而造成的干扰故障。4