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

天地（常州）自動化股份有限公司 孫麗君

1.引言

煤炭是我國的主要能源，是國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展不可缺少的物資基礎(chǔ)。但我國煤炭的生產(chǎn)和利用過程中對區(qū)域性環(huán)境造成大氣污染、酸雨等問題也十分嚴(yán)重。而選煤則是通過物理、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)過多年不斷努力，在電氣自動化、儀表檢測、計算機(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。

圖1 系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)圖

圖2 系統(tǒng)主界面

本文設(shè)計的系統(tǒng)以可編程序控制器為核心，并通過現(xiàn)場總線實現(xiàn)與上位機(jī)之間的通信。通過組態(tài)軟件iFIX將生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)備的運(yùn)行狀況進(jìn)行實時、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：每個現(xiàn)場總線子系統(tǒng)也作為局域網(wǎng)的一個節(jié)點(diǎn)，通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸，在中控室計算機(jī)上按照組態(tài)軟件的組態(tài)，完成現(xiàn)場數(shù)據(jù)的采集、設(shè)備控制。

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

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

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

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)場操作終端主要負(fù)責(zé)現(xiàn)場設(shè)備的運(yùn)行與停止，智能儀表能夠檢測系統(tǒng)運(yùn)行時的各種參數(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)和儀表指示值通過現(xiàn)場總線上傳至上位機(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、故障報警畫面、運(yùn)行趨勢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，通過鍵盤、鼠標(biāo)完成控制系統(tǒng)的操縱。對生產(chǎn)系統(tǒng)的各主要參數(shù)設(shè)置相應(yīng)的在線檢測儀表，配備當(dāng)今較成熟的生產(chǎn)過程監(jiān)控軟件平臺（FIX FOR WINDOWS），采集分析所有的數(shù)據(jù)，指導(dǎo)控制級實時完成對系統(tǒng)各工藝參數(shù)的控制，同時在集控室或調(diào)度室動態(tài)顯示系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，形成各種參數(shù)的變化趨勢及歷史曲線，并完成對各參數(shù)的預(yù)處理上傳給生產(chǎn)管理系統(tǒng)網(wǎng)，實時處理現(xiàn)場遇到的各種問題。

5.結(jié)語

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

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

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