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1、洗煤廠外運裝車集控系統改造方案材料一、控制系統組成1. 火車車皮定位裝置：火車車廂精確定位系統，是連續自動裝車的關鍵環節，是否準確的對車廂定位，關系到自動裝車的自動化能否有效實現。本文采用光電編碼器技術，配合對射激光序列傳感器技術，實現車輛的精確定位。車號讀取設備采用XCJP一3型地面讀出裝置，當車輛在下料口定位后，PLC向車輛識別系統發低電平，識別系統的微波功放立即打開，發出查詢信號，車輛的電子標簽通過微波區域時，識別系統把它的20位電子標簽信息上傳上位軟件，上位機軟件據所讀數據從中抽出車輛信息，包括車皮自重、載重等信息。2. 皮帶秤自動裝車：皮帶上連續通過的物料量由稱重傳感器轉換成毫伏級電2、壓信號，經放大及A/D轉換成數字量信號后送入微處理器；由測速電機送來的速度信號送入微處理機，由微處理機對這兩個信號進行處理，最后通過顯示器顯示，通過接口送出皮帶秤的物料的累計量和瞬時流量。據流量預估后級皮帶到給煤機間皮帶上的煤量，決定給煤機停的時間。3. PLC集中控制系統：1）硬件設計其集控系統主要分為兩個層面：第一個層面是PLC控制層，第二個層面是工控機監控層。PLC采用目前最先進的美國通用RX7i的CPU及系列模塊，上位機用臺灣研華工控機，上位機監控軟件用GE iFix軟件平臺。工控機監控層的主要功能是將PLC采集到的現場信息用人們容易理解的方式顯示出來，將調度人員發布的操作命令傳送給P3、LC執行。本控制系統中的監控層主要包括一臺工控主機、CRT顯示器和鍵盤，工控機型號為XXX，CRT顯示器為PHILIPS19寸液晶顯示器。2）功能實現：（1）實時運行參數監測。各監控系統實時采集生產工況與工藝參數，采用圖形、報表的形式來顯示系統的實時工況及目前產量、倉儲等。（2）實時過程控制。分析采集的參數，各系統自動完成過程控制，或由操作員手動操作控制。（3）歷史數據查詢。以上實時生產監測數據均可存貯于服務器中的生產數據歷史數據庫中，可實現歷史數據重顯、歷史趨勢曲線分析，以及通過直方圖、餅圖等進行綜合分析。（4）設備故障及模擬量超限報警。當設備故障或模擬量超限時，生產監測及管理網絡同步顯示故4、障設備名稱，并可實現語音報警、實時打印故障等功能。將該故障信息存入服務器中的故障信息數據庫，供以后離線統計分析用。（5）優化生產計劃。在網絡服務器中建立了綜合歷史數據庫，定時將生產、經營等數據存入數據庫中，制作計劃和生產完成情況的趨勢分析圖表，為今后的生產計劃提供參考；根據外運下達計劃和設備實際狀態、倉儲煤量，合理安排生產計劃和設備維修計劃，以最大限度地減少對生產的影響。（6）選用先進的控制器，系統的實時性好，可靠性高，數據處理速度快。采用全分布式控制結構，系統具有較高的可靠性。當地面部分出現控制故障時，井下部分仍可實現集控運行，距離雖遠但通訊網絡速度快，可靠性高，人機界面直觀友好，操作簡便，5、功能齊全。4. 電視監控系統：包括一臺彩色液晶監視器、電視控制主機、及若干現場攝像頭，攝像頭位置根據現場具體情況待定。攝像頭顯示器控制器二、控制系統的整體構成與實現21控制系統的設計要求基本的控制要求有以下幾點：逆煤流起車、順煤流停車、前后級設備閉鎖、急停、故障復位、鐵牛電機轉速控制、簸箕旋轉角度控制。22控制系統的實現設備有就地單機控制和集中連鎖控制兩種運行方式。由中控室切換。就地方式用于檢修和調試，使用就地控制箱上的按鈕來控制設備的開停。集控方式用于正常生產，由中控室的控制臺控制，按照煤流設備隊列的閉鎖關系，實現設備按逆煤流方向成組或逐臺順序延時起車按順煤流方向成組或逐臺順序延時停車。設備6、起停的延時時間隨設備而異，原則是運行時不堆煤，停車后不存煤。集控自動起車的過程中，應鳴笛示警。就地操作人員若發現問題，可按下就地控制箱上的禁起按鈕，終止起車過程。控制室能立即知道哪臺設備出了問題，并采取措施。在運行期間，若某臺設備因故障停車，能自動使隊列中該設備之前的所有設備停車。無論在哪種方式下，就地操作人員發現問題，均可按下就地控制箱上的停車按鈕，使設備停車。緊急情況下，按下控制臺上的急停按鈕，能立即使所有設備緊急停車。集控方式下，能選擇流程、煤種、選擇給煤機，起停不同的設備隊列，實現不同方式的起車。軟件可自動根據皮帶秤與軌道衡的數據判斷鐵牛的開停時刻、自動完成兩個閉環的算法控制。三、單臺7、設備的狀態分析31 單臺設備的硬件控制回路系統圖如圖1，設備硬件控制電路的設計是實現集控的基礎，也是編梯形圖程序的前提。稱之為設備的硬件控制回路每臺設備都有自控和手動兩種工作方式，由就地控制箱上的系統運行方式開關來切換。在自動控制方式下，由PLC輸出節點控制設備接觸器線圈的通電和斷電，進而控制設備的開停。在就地手動方式下，由就地控制箱上的起動控制按鈕和停車按鈕來控制，設備接觸器的輔助節點用來實現回路自保。設備運行時，接觸器的另一個輔助節點閉合，將設備運行的信號返回到PLC中；若按下控制箱上的停車按鈕，會向PLC回送停車或禁起脈沖信號；兩信號供梯形圖編程使用。32單臺設備的軟件控制回路自動控制方8、式下的設備是隊列的一員，隊列按順煤流方向排序，按照逆煤流順序起車和順煤流順序停車的要求，對于單臺設備，僅當其后繼設備起動并穩定運行后，才能起車。僅當其前趨設備停穩后，才能停車。設備的開停由PLC程序控制，每臺設備用一個DFB塊來完成，前級產生一定寬度的起車脈沖。在此脈寬時間內，若設備啟動不了，則表示啟車失敗。從梯級可以看出，設備的起車是由它的后繼設備激發的，當然無運行返回是造成故障的一個條件，故障排除后，重新起車。梯級的保護回路有皮帶的拉繩保護、跑偏保護、堆煤保護、打滑保護，通過現場開關送回信號后，送入DFB功能塊，我們將它稱為設備的軟件控制回路，設備的軟件控制回路與硬件控制回路的相互作用來實9、現自控方式下設備的各種運行狀態保護。33具體實現的控制過程就地控制箱萬能轉換開關設置到自動位，起車的硬件條件具備，系統處于停車待命狀態。按下開車預告按鈕。通知崗位司機立即檢測設備，不具備開車條件，立即按下禁起按鈕，集控室收到信號，報警提示。按下集控起車按鈕，系統從停車待命狀態進入起車預告狀態，若無禁起要求，30秒后，系統進入逆煤流順序起車狀態。當隊列起始設備已起動，起車過程結束；或出現故障；或按了急停鈕，都能使系統退出起車狀態。若系統處于順序停車狀態，是不能轉入起車狀態的。當隊列起始設備已穩定運行，經20秒延時后，結束起車狀態，并設置運行狀態標志，系統進入正常運行狀態。當按下集控停車按鈕系統進10、入順煤流停車階段。當所有隊列的末端設備都已停穩。延時15秒后，停車命令結束，系統回到停車待命狀態。急停信號在任何情況下都具有最高權限，只要按下急停按鈕，已開的設備即會急停，在停設備此時即使按下單開起動按鈕或集中開車按鈕均不會開車。系統故障是指系統有設備出了故障，具體有熱保護故障、開車設備無返回、皮帶發生拉繩、跑偏、堆煤或打滑故障。只要有一項故障發生，系統立即轉入故障狀態。在集控室放有操作臺，用操作臺也可完成系統的集中開車、集中停車、急停，分別對應DFB功能塊，可完成開車預告和故障復位。主要的材料設備包括：1、PLC柜 2套 120萬元2、上位機 臺灣研華工控機 2套 6萬 3、各類傳感器 8套 14 萬4、電子皮帶秤 2套 40萬5、信號電纜 通訊電纜 8000米 16萬6、系統軟件 2套 24萬7、按紐箱 40套 8萬 8、應用軟件開發 2套 26萬9、攝像頭 12套 18萬 共計 272萬