§1 集控系統(tǒng)的描述
目前，三菱PLC始終處于工業(yè)自動(dòng)化控制領(lǐng)域的主戰(zhàn)場(chǎng)，為各種各樣的自動(dòng)化控制設(shè)備提供了非常可靠的控制應(yīng)用。其主要原因，在于它能夠?yàn)樽詣?dòng)化控制應(yīng)用提供安全可靠和比較完善的解決方案，適合于當(dāng)前工業(yè)企業(yè)對(duì)自動(dòng)化的需要。
在全球工業(yè)計(jì)算機(jī)控制領(lǐng)域，圍繞開(kāi)放式過(guò)程控制系統(tǒng)、開(kāi)放式過(guò)程控制軟件、開(kāi)放式數(shù)據(jù)通信協(xié)議，已經(jīng)發(fā)生巨大變革。隨著PLC(SoftPLC)控制組態(tài)軟件技術(shù)的誕生與進(jìn)一步完善和發(fā)展，安裝有SoftPLC組態(tài)軟件和基于工業(yè)PC過(guò)程控制系統(tǒng)正在逐步得到發(fā)展。對(duì)于控制軟件來(lái)講，是三菱PLC控制器的核心，向工業(yè)用戶提供開(kāi)放式的編程組態(tài)工具軟件。此外，開(kāi)放式通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)也得到了突破，其結(jié)果是將PLC融入更加開(kāi)放的工業(yè)自動(dòng)化控制。
本系統(tǒng)采用全分布式控制結(jié)構(gòu)。由井下控制站和綜合操作臺(tái)構(gòu)成。綜合操作中心位于地面中央控制室。系統(tǒng)采用日本菱電公司的 AnS和FX系列三菱PLC，控制主站與控制分站之間采用菱電開(kāi)放的網(wǎng)絡(luò)總線結(jié)構(gòu)CC-Link,控制分站與傳感器之間采用距陣結(jié)構(gòu)聯(lián)接，控制主站與綜合操作臺(tái)的監(jiān)控上位機(jī)之間通過(guò)CC-Link總線網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接。控制分站負(fù)責(zé)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的數(shù)據(jù)采集和控制，通過(guò)監(jiān)控，可對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)備進(jìn)行監(jiān)視和集中控制。
本系統(tǒng)是以菱電AnS和FX系列三菱PLC作為主控元件，具有防潮、抗干擾能力強(qiáng)，現(xiàn)場(chǎng)易編程、易擴(kuò)展，基本免維護(hù)，并能夠?qū)崿F(xiàn)軟件控制化，自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)故障等功能。系統(tǒng)采用多臺(tái)三菱PLC組成數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)，達(dá)到不同的規(guī)模控制。完成一個(gè)系統(tǒng)內(nèi)多條皮帶全過(guò)程的監(jiān)控、監(jiān)測(cè)、連同地面指揮管理中心站，構(gòu)成一個(gè)完善的監(jiān)控系統(tǒng)。
§2 網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)
考慮到煤礦的現(xiàn)場(chǎng)情況和控制距離,在地面控制中心設(shè)置控制主站,采用三菱PLC的大中型PLC-AnS系列,網(wǎng)絡(luò)選用開(kāi)放的CC-Link總線,在控制距離大于1200米的兩個(gè)控制站間要加中繼器,在皮帶機(jī)頭設(shè)置控制設(shè)備分站。控制設(shè)備分站負(fù)責(zé)現(xiàn)場(chǎng)的信號(hào)采集與現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)時(shí)控制。
系統(tǒng)為實(shí)時(shí)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，具備有完善的生產(chǎn)監(jiān)控管理功能，對(duì)皮帶運(yùn)輸主要環(huán)節(jié)及相關(guān)的輔助環(huán)節(jié)的生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集、傳輸、處理、顯示、記錄打印，對(duì)井下運(yùn)輸皮帶系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程集中監(jiān)控，同時(shí)配合工業(yè)電視系統(tǒng)進(jìn)行安全圖像監(jiān)視，以確保人員及設(shè)備的安全。
監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)實(shí)施后，操作員可在中控室終端上監(jiān)視控制運(yùn)輸皮帶生產(chǎn)過(guò)程，完成對(duì)運(yùn)輸皮帶生產(chǎn)及相關(guān)環(huán)節(jié)的“遙測(cè)、遙信和遙控”，實(shí)現(xiàn)礦井運(yùn)輸皮帶生產(chǎn)系統(tǒng)的綜合自動(dòng)化。
1. 實(shí)時(shí)運(yùn)行參數(shù)監(jiān)測(cè)。各監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)時(shí)采集生產(chǎn)工況參數(shù)，可以采用圖形、報(bào)表的形式顯示系統(tǒng)的實(shí)時(shí)工況及目前產(chǎn)量、倉(cāng)儲(chǔ)等。
2. 實(shí)時(shí)過(guò)程控制。分析采集的參數(shù)，各系統(tǒng)自動(dòng)完成過(guò)程控制，或由操作員操作控制。
3. 歷史數(shù)據(jù)查詢。以上生產(chǎn)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)均可存貯于生產(chǎn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)歷史數(shù)據(jù)庫(kù)中，可實(shí)現(xiàn)歷史回顯、歷史趨勢(shì)分析，及直方圖、餅圖等進(jìn)行綜合分析。
4. 設(shè)備故障及模擬量超限報(bào)警。當(dāng)設(shè)備故障或模擬量超限時(shí)，生產(chǎn)監(jiān)測(cè)及管理網(wǎng)絡(luò)同步顯示故障設(shè)備名稱，并可實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音報(bào)警、實(shí)時(shí)打印故障功能。服務(wù)器將該故障信息存入故障信息數(shù)據(jù)庫(kù)，供以后統(tǒng)計(jì)分析。
5. 優(yōu)化生產(chǎn)計(jì)劃。在網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器中建立了綜合歷史數(shù)據(jù)庫(kù)，定時(shí)將生產(chǎn)、經(jīng)營(yíng)等數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫(kù)中，制作計(jì)劃、生產(chǎn)完成情況的趨勢(shì)分析圖表，為今后的生產(chǎn)計(jì)劃提供參考；根據(jù)外運(yùn)下達(dá)計(jì)劃和設(shè)備實(shí)際狀態(tài)、倉(cāng)儲(chǔ)煤量，合理安排生產(chǎn)計(jì)劃、設(shè)備維修計(jì)劃，以最大限度地減少對(duì)生產(chǎn)的影響。
§4 操作員工作站
根據(jù)監(jiān)控子系統(tǒng)功能，在監(jiān)控中心設(shè)置工作站,運(yùn)輸系統(tǒng)監(jiān)控工作站它們的功能有：
1. 根據(jù)操作人員不同，設(shè)定不同的使用權(quán)限，各司其職；
2. 提供交互式全中文界面的操作平臺(tái)，各子系統(tǒng)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)及參數(shù)直觀動(dòng)態(tài)顯示；
3. 根據(jù)工藝流程及聯(lián)鎖關(guān)系實(shí)現(xiàn)各子系統(tǒng)的自動(dòng)/手動(dòng)/就地控制；
4. 實(shí)時(shí)設(shè)定各種運(yùn)行、生產(chǎn)工藝參數(shù)；
5. 實(shí)時(shí)監(jiān)視各子系統(tǒng)設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)及狀態(tài)，同時(shí)將各參數(shù)數(shù)據(jù)貯存在硬盤(pán)上，將必要的數(shù)據(jù)上傳至數(shù)據(jù)服務(wù)器；
6. 實(shí)時(shí)監(jiān)視各子系統(tǒng)傳感器的當(dāng)前狀態(tài)及參數(shù)；
7. 對(duì)各個(gè)設(shè)備及必要傳感器的故障狀態(tài)實(shí)時(shí)報(bào)警，報(bào)警方式為聲光報(bào)警。并且打印實(shí)時(shí)報(bào)警，同時(shí)將報(bào)警數(shù)據(jù)貯存入數(shù)據(jù)服務(wù)器，便于統(tǒng)一管理，以便對(duì)報(bào)警信息進(jìn)行事故分析；
8. 隨時(shí)查詢、打印實(shí)時(shí)趨勢(shì)以及任意時(shí)間段的歷史趨勢(shì)；
9. 隨時(shí)查詢、打印任意時(shí)段歷史數(shù)據(jù)報(bào)表。
§5 工程師站
工程師站除具有操作員工作站的一切功能外，還具有如下功能。
1. 根據(jù)工藝的調(diào)整在線修改控制器程序，以適 應(yīng)新工藝的需要；
2. 將監(jiān)控系統(tǒng)中有關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，進(jìn)入全礦的信息管理系統(tǒng)中；
3. 設(shè)置彩色打印機(jī)，打印實(shí)時(shí)的彩色畫(huà)面及彩色的趨勢(shì)圖；
4. 當(dāng)某個(gè)子系統(tǒng)的操作員工作站發(fā)生故障時(shí)，可以馬上通過(guò)設(shè)定操作人員權(quán)限，將工程師站轉(zhuǎn)換成為該子系統(tǒng)的操作員工作站。
§6 皮帶運(yùn)輸監(jiān)控系統(tǒng)
本系統(tǒng)由運(yùn)輸皮帶機(jī)、給煤機(jī)等基本設(shè)備組成，利用控制設(shè)備、通訊模塊、打滑、堆料、超溫、煙霧、縱撕、滅塵、速度、跑偏、煤位等保護(hù),達(dá)到皮帶機(jī)集中控制與監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的要求。
系統(tǒng)采用多臺(tái)三菱PLC組成數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)，達(dá)到不同的規(guī)模控制。完成系統(tǒng)內(nèi)皮帶，給煤機(jī)的全工作過(guò)程的監(jiān)控、監(jiān)測(cè)、連同地面中控室，構(gòu)成一個(gè)完善的監(jiān)控系統(tǒng)。
1） 實(shí)現(xiàn)膠帶機(jī)運(yùn)輸系統(tǒng)集中監(jiān)控，實(shí)時(shí)監(jiān)控設(shè)備狀態(tài)和運(yùn)行參數(shù)，并顯示數(shù)據(jù)曲線，對(duì)重要信息在硬盤(pán)記錄；
2） 控制方式分集控自動(dòng)/集控手動(dòng)/就地，三種方式可轉(zhuǎn)換。正常生產(chǎn)時(shí)，使用集控自動(dòng)方式，設(shè)備按工藝要求的順序和流程由中央控制臺(tái)自動(dòng)啟停；集控手動(dòng)時(shí)，可在中央控制臺(tái)操作各設(shè)備，無(wú)閉鎖和聯(lián)動(dòng)關(guān)系；就地時(shí)，在現(xiàn)場(chǎng)操作；
3） 啟動(dòng)設(shè)備前由集控臺(tái)發(fā)預(yù)告信號(hào)，預(yù)告30秒后，若現(xiàn)場(chǎng)均滿足集控自動(dòng)啟動(dòng)條件，設(shè)備按順序自動(dòng)啟動(dòng)。現(xiàn)場(chǎng)可用停車(chē)鈕停止啟動(dòng)過(guò)程；
4） 現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)箱設(shè)起/停車(chē)按鈕，現(xiàn)場(chǎng)可隨時(shí)停車(chē)。若設(shè)備由集控啟動(dòng)，控制系統(tǒng)接到現(xiàn)場(chǎng)停車(chē)停號(hào)后，可作急停處理，實(shí)施故障停車(chē)操作；
5） 按“技術(shù)規(guī)定”膠帶運(yùn)輸機(jī)裝設(shè)拉線開(kāi)關(guān)、跑偏保護(hù)、低速保護(hù)等，這些信號(hào)均接入集控系統(tǒng)，參加設(shè)備的緊急停車(chē)和閉鎖停車(chē)；
6） 對(duì)設(shè)備故障和工藝參數(shù)的異常實(shí)時(shí)報(bào)警，并進(jìn)行聲光提示。一般故障只報(bào)警，現(xiàn)場(chǎng)非正常停車(chē)或嚴(yán)重故障時(shí)，故障設(shè)備及其上游設(shè)備緊急停車(chē)，下游設(shè)備順煤流延時(shí)閉鎖停車(chē)。
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