全集成自动化的实施

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摘要：现代科学技术的迅速发展和重大进步，已经对控制和系统科学提出了新的更高的要求，面临着新的发展机遇和严峻挑战，那我们又该何去何从？文章结合工程实例，阐述自动化控制在选煤厂的改革现状和对未来发展的展望。

关键词：集中控制系统；配置；控制精度；全集成

Abstract: the modern the rapid development of science and technology and significant progress, to control and system science has put forward the new higher request, facing new development opportunities and challenges, that we and where to go? Combining with a project example, expounds the reform of automation control in coal present situation and the prospect of the future development.

Keywords: central control system; Configuration; The control accuracy; Into complete

中图分类号：F407.67文献标识码：A文章编号：

选煤厂自动化主要包括测控系统、集中控制系统、监控系统、装车系统等。测控系统是：通过各仪表实时测量记录在线数据，计算所需间接数据并采取一定控制措施保持各选煤工艺数据符合要求；集中控制系统是：选煤厂设备和控制状态显示在计算机上，实施就地自动控制切换、按工艺要求顺序启车、停车，解锁、闭锁控制，故障信号采集以及对特殊要求的单台设备进行控制；监控系统是：通过装备工业电视对选煤厂重要生产环节和设备的图像直观的反映在集控调度室的监控器、DLP大屏和硬录计算机上；装车系统则是：检测储煤仓料位按要求控制阀门卸料完成装车过程。

1、系统描述

1、改造前的配置

经坊选煤厂是2004年由唐山国华科技有限公司设计并投入使用的，最初测控系统硬件配置：5个操作台组成，其中有2个放计算机和3个由操控按钮仪表组成；集控系统由两个台子；装车系统有一个台子。系统整体性不足，因为测控系统（包括密控系统和复选系统）：系统核心为IPC+板卡，操作台为传统的表头、开关、按钮、指示灯。

2、经改造后的配置

系统核心为IPC+PLC,所有操作全部通过鼠标和键盘来完成，提高了测控系统的可靠性、稳定性、易操作性等。且浮选系统的加药设备由电磁阀改为2007年由唐山国华科技有限公司设计的专利产品--微泵控制，拆除了繁琐的管路系统，提高了控制精度。操作台测控系统、集中控制系统、监控系统、装车系统统一配置，集控系统还是原来的两台计算机，装车系统也是原来的一台，测控系统（包括密控系统和浮选系统）由两台计算机组成，互为备用，可以相互切换操作，监视系统增加为32路并硬录，改善了系统性能。系统图如图1。

以上是系统改造的完成效果，但毕竟是改造还有许多不够完善的地方，如果不是改造，则可按如下配置，进一步把系统简化如图3。

2、 全集成自动化在选煤厂的现状

选煤厂全厂自动化系统主要由以下几部分组成：

生产集中控制系统、厂内安全监控系统、调度电话指挥通讯系统。

1、生产集中控制系统

根据选煤厂设计要求和系统特点合理布局，计算机集中控制系统采用高可靠性的可编程序控制器为控制主机的网络系统结构，这种系统网络距离可达到数千米。将各自独立的I/O分站安装在受控设备的低压配电室内，可节省大量的控制电缆、缩短电缆路径、减少施工量、降低工程成本。该系统由1个主站、2个I/O分站、检测仪表、传感器组成。监控主机是整个生产控制系统的控制中心，除了对整个生产系统进行程序控制外，采用网络电缆将各I/O分站与监控主机系统分站相连，构成特有的分布式工业控制网络平台，以网络数据传输的方式实现对各级的控制和信息交换。

为保证系统的先进性、可靠性，设备的选型尽量采用国外先进知名品牌。全厂自动化系统硬件控制平台采用西门子公司的S7-300系列PLC, 采用CPU3152DP作为主控制器。编程软件使用Step7，上位机的监控组态软件则采用Wincc6.0。S7-300系列PLC提供了高度集成的解决方案以保证控制系统的建立和运行，并能降低成本、提高生产率、提高质量和增加灵活性。

集中控制系统采用SIEMENS S7-300系列PLC，上位计算机采用IPC工业控制计算机，取代了传统的多功能操作台。工程师站作为编程终端，对计算机生产监控系统程序进行多种语言的实时编制及修改；操作员站作为指令操作终端，所有控制指令的下达，如集中控制预告，系统启停，控制方式转换，系统的选择，单台设备的远方控制等均通过键盘或鼠标完成；并把各分站处理的各类生产数据，开关量(设备的运行、停止、故障信号)，胶带输送机有拉线保护等，模拟量(液位等)集中管理。将生产系统中的工艺参数、生产数据、设备运行状况等生产信息进行加工处理和筛选。接收设备和仪表数据，显示设备运行状态，故障报警，一次浮选入料桶、二次浮选入料桶、煤泥水桶等液位显示(压滤机入料桶液位在压滤机旁显示,因压滤入料需两地控制）；向设备发送控制指令，使设备运行与煤流、液位等保持一致，实现煤流不积压，各料桶不溢流不排空。

2、工业电视监视系统

工业电视监控系统已经成为当今工矿企业必不可少的一种管理手段。工业电视监控系统能够在第一时间把图像信息告知管理、维护人员现场所发生的任何情况，从而有效对生产进行有效的监管，提高劳动生产率，及时发现事故隐患，为企业实现安全生产提供了第一手的资料。工业电视监控系统将所监控到的事件全过程进行录像备份，对重要监控信息进行记录，为处理事故提供真实依据，本电视监视系统设二十四个点对现场重要设备运行状况和生产的重要环节进行监视，画面显示在硬录计算机上，计算机可控制任意画面显示在电视显示器上。

3、调度电话指挥通讯系统

生产通讯调度系统提供调度与岗位、各岗位之间提供联络手段，且可与厂内原有电话网络并入。传统控制室调度是靠人工打铃来完成，只能知道设备的启停，而且只能通知岗位启停，如遇复杂问题需要操作人员到设备现场去，费事且执行时间会较长，如果遇到紧急情况，处理时间过长可能会造成很大的经济损失，对于洗煤厂来说，设备别较多，各环节衔接比较复杂，为保持整个系统能连续工作，只能靠调度与集控协调完成，及时处理故障，保证生产顺利进行。

3、 未来发展展望

WTO给国内的自动化控制带来深刻的影响，对其在选煤厂发展展望也必将成为一个热门话题，全集成自动化实现了选煤厂整个自动化系统在生产过程中的横向和纵向的集成的趋势已成必然，基于网络化的“平台”理念、通过共同的数据管理、共同的通讯以及共同的工程设计环境，实现无缝的互操作性和透明性，使自动化集成系统生命周期 ― 从设计和工程组态、安装与调试、运行、维护，直至现代化升级和改造 ― 得以充分优化，使选煤厂全集成自动化能够确保减少工程成本，提高生产率，降低产品生命周期成本 ，以满足对生产成本优化所提出的所有要求。

结束语：

在自动化领域，随着大小生产企业对生产工艺要求的越来越高，全集成自动化将在用于判断决策和问题求解的应用领域里的广泛应用中，展现其巨大的生命力。

注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。