基于iFIX組態(tài)軟件的選煤廠集散控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

天地（常州）自動(dòng)化股份有限公司 孫麗君

1.引言

煤炭是我國(guó)的主要能源，是國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展不可缺少的物資基礎(chǔ)。但我國(guó)煤炭的生產(chǎn)和利用過(guò)程中對(duì)區(qū)域性環(huán)境造成大氣污染、酸雨等問(wèn)題也十分嚴(yán)重。而選煤則是通過(guò)物理、微生物、化學(xué)等方法降低原煤中的灰分、硫分和矸石等雜質(zhì)的含量，是潔凈煤技術(shù)的源頭。

選煤行業(yè)經(jīng)過(guò)多年不斷努力，在電氣自動(dòng)化、儀表檢測(cè)、計(jì)算機(jī)應(yīng)用等方面取得了較大進(jìn)步。然而隨著集散控制系統(tǒng)的發(fā)展，節(jié)能減排政策的提出，開(kāi)發(fā)出一套運(yùn)行可靠、功能豐富、成本低廉的選煤廠集散控制系統(tǒng)是目前行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)。

圖1 系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)圖

圖2 系統(tǒng)主界面

本文設(shè)計(jì)的系統(tǒng)以可編程序控制器為核心，并通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線實(shí)現(xiàn)與上位機(jī)之間的通信。通過(guò)組態(tài)軟件iFIX將生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)備的運(yùn)行狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)、直觀地顯示，并可根據(jù)選擇的控制模式進(jìn)行上位機(jī)集中控制或就地控制。

2.系統(tǒng)功能

數(shù)據(jù)采集和設(shè)備控制：每個(gè)現(xiàn)場(chǎng)總線子系統(tǒng)也作為局域網(wǎng)的一個(gè)節(jié)點(diǎn)，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸，在中控室計(jì)算機(jī)上按照組態(tài)軟件的組態(tài)，完成現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的采集、設(shè)備控制。

數(shù)據(jù)的記錄和打印：監(jiān)控系統(tǒng)將記錄、累計(jì)所有設(shè)備的運(yùn)行時(shí)間并在操作員站上顯示。計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)將通過(guò)各個(gè)稱重傳感器的數(shù)據(jù)自動(dòng)計(jì)算全廠每班運(yùn)行時(shí)間及該年度截止目前的生產(chǎn)時(shí)間等。各瞬時(shí)值將以圖形方式顯示并記錄在班報(bào)表中，班累計(jì)值在交班時(shí)間可被打印輸出。

運(yùn)行工況的顯示：各種工況數(shù)據(jù)以組態(tài)畫(huà)面、趨勢(shì)圖、流程圖及報(bào)警畫(huà)面等形式在操作員站上顯示并被操作。流程圖用來(lái)顯示PID回路狀態(tài)及進(jìn)行模擬量信號(hào)監(jiān)視；趨勢(shì)圖畫(huà)面用來(lái)顯示液位、旋流器壓力、稱重傳感器的累計(jì)值等。

報(bào)警功能：監(jiān)控系統(tǒng)支持全面的報(bào)警監(jiān)測(cè)及管理工具，當(dāng)出現(xiàn)異常狀況時(shí)，可為操作員提供及時(shí)、正確的報(bào)警提示，被自動(dòng)記錄并在操作員畫(huà)面上的專(zhuān)用報(bào)警欄和報(bào)警總貌畫(huà)面中顯示。監(jiān)控系統(tǒng)提供一套靈活的報(bào)表形式用于報(bào)表生成。如報(bào)警事件報(bào)表，根據(jù)用戶要求可組態(tài)特殊報(bào)表等。

用戶服務(wù)功能：監(jiān)控系統(tǒng)提供從單純操作功能至可完成組態(tài)功能的多種權(quán)限的安全級(jí)別用于系統(tǒng)用戶的身份確認(rèn)及安全保護(hù)。

3.系統(tǒng)組成及原理

系統(tǒng)組成如圖1所示。它的核心是監(jiān)控工程師站，在各站之中，主站的權(quán)限是最大的，現(xiàn)場(chǎng)操作終端主要負(fù)責(zé)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的運(yùn)行與停止，智能儀表能夠檢測(cè)系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)的各種參數(shù)，PLC采集智能儀表的數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算與邏輯控制，并將運(yùn)行狀態(tài)和儀表指示值通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線上傳至上位機(jī)。

4.系統(tǒng)人機(jī)界面

系統(tǒng)主界面如圖2所示，主界面提供了控制系統(tǒng)中各個(gè)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)顯示，設(shè)備遠(yuǎn)程控制按鈕，并提供參數(shù)設(shè)置、故障報(bào)警畫(huà)面、運(yùn)行趨勢(shì)圖等下層子窗口的運(yùn)行按鈕。

生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)是用工控機(jī)做人機(jī)界面，通過(guò)鍵盤(pán)、鼠標(biāo)完成控制系統(tǒng)的操縱。對(duì)生產(chǎn)系統(tǒng)的各主要參數(shù)設(shè)置相應(yīng)的在線檢測(cè)儀表，配備當(dāng)今較成熟的生產(chǎn)過(guò)程監(jiān)控軟件平臺(tái)（FIX FOR WINDOWS），采集分析所有的數(shù)據(jù)，指導(dǎo)控制級(jí)實(shí)時(shí)完成對(duì)系統(tǒng)各工藝參數(shù)的控制，同時(shí)在集控室或調(diào)度室動(dòng)態(tài)顯示系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，形成各種參數(shù)的變化趨勢(shì)及歷史曲線，并完成對(duì)各參數(shù)的預(yù)處理上傳給生產(chǎn)管理系統(tǒng)網(wǎng)，實(shí)時(shí)處理現(xiàn)場(chǎng)遇到的各種問(wèn)題。

5.結(jié)語(yǔ)

集散控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)管理自動(dòng)化，它提高了生產(chǎn)管理水平，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，改善了工人的工作環(huán)境，提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率；選煤廠生產(chǎn)過(guò)程的動(dòng)態(tài)圖形直接傳到調(diào)度室，生產(chǎn)數(shù)據(jù)傳到局域網(wǎng)，有利于對(duì)生產(chǎn)過(guò)程的控制和監(jiān)視，進(jìn)一步提高了選煤廠生產(chǎn)自動(dòng)化水平。

[1]王成師.我國(guó)選煤技術(shù)現(xiàn)狀與未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)[J].選煤技術(shù),2005,2:15.

[2]馬琴.利用iFIX技術(shù)實(shí)現(xiàn)煤粉制備系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)監(jiān)控[J].萊鋼科技,2004,6:64-65.