系统硬件配置
(1) PLC控制柜
施耐德电气公司Modicon Quantum系列I/O架构可用于三种主要体系结构,以满足控制系统的要求:本地I/O、远程I/O(RIO)和分布式I/O(DIO),本系统采用远程I/O结构。由于所控制的设备比较分散、距离较远,另外,系统还采用光纤中继器的点对点RIO通信方式,这样可以增强整个网络的抗杂波干扰能力,提高整个控制系统数据交换的稳定性。
攀钢煤化工厂的焦处理控制系统共有5套PLC柜,其中1#主站安装有一块CPU板,其余均为I/O柜,并且1#、2#、5#柜内各有2个分站,所以本系统共有一个主站和7个分站。
主站有一块CPU板,它可与Concept软件兼容。为了便于与其他设备进行通讯,安装有一块以太网模块是140 NOE 771 11,它使用Ethernet TCP/IP协议与操作员站、工程师站进行通讯,它的传输速率为10/100Mbps。
系统上的每个分站都安装有一个MA-0185-100分支器进行,由于4#站和5#之间的距离较远,为了确保通讯顺畅,我们采用光纤、光纤中继器进行通讯。
(2) 操作员工作站
考虑到现场情况,本系统为实时监控网络结构,在中控室配有一台操作员站,具体配置如下:
CPU: pentium 4处理器,主频2.4GHz。硬盘:80G,内存:512Mb,网卡:100M,底板:PBP-13L4工业底板PW-300W,显示器:三星21"CRT纯平,52X光驱,1.44M软驱,带键盘和光电鼠标。
它与控制系统、工程师站组成以太网,可通过TCP/IP协议与INTERNET网络互连,使用户可以在任何地方,通过INTERNET对监控设备进行维护。
(3) 工程师站
工程师站的硬件配置与操作员站完全相同。当操作员站发生故障时,可以马上通过设定操作人员权限,将工程师站转换成为操作员工作站。
3.2 系统软件配置
(1) PLC控制系统软件
本系统采用Concept V2.6版本的软件包,它是基于Windows 2000平台的工业软件系统,具有功能强大的编程组态功能。Concept非常易于组态,所有地I/O模块均可通过Concept进行配置,在软件中为每个模块指定I/O地址,使得在配置中添加和更改模块极为简单,不必因物理位置更改应用程序。
具有所有5种IEC61131-3编程语言,分别为顺序功能图表、功能块图、梯形图、结构化文本、指令表。根据工艺需要,我们采用功能块图语言编制应用程序。
(2) 操作员站软件
本系统采用悉雅特公司的1500tag服务器版监控软件(带有Schneider Quantum IOServer)制作操作员监控画面。它是基于Windows 2000平台的工业软件,直接从PLC程序级输入标签定义,可以有效的缩短开发时间,达到快速、便捷、准确的目的,它可以自动更新标签,确保与控制系统同步进行,并保护数据的完整性,并支持当前所有的网络通讯协议,使得站与站之间的过程数据交换畅通无阻。
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4 系统功能
4.1 控制功能
本系统由运输皮带机、振动筛、翻板等基本设备组成,利用控制设备、通讯模块、监控站等装置,达到皮带机、振动筛、翻板集中控制与监控的目的。具体实现的功能如下:
(1) 控制方式分集控自动、集控手动、就地三种方式可切换。正常生产时,使用集控自动方式,设备按工艺要求的顺序和流程由操作员站自动启停;集控手动时,可在操作员站操作各设备,有联锁和联动关系;在检修设备时采用就地方式,每台设备旁边均设有就地操作控制箱,有工作方式转换开关和就地起停钮便于在现场操作;
(2) 启动设备前由集控台发预警信号,预警30s后,若现场均满足集控自动启动条件,设备按顺序自动启动。现场可用停车钮停止启动过程;设备启动前发出预警信号,提示有关人员应立即远离设备;
(3) 按工艺要求,整个焦处理控制系统有22条料线,操作员可以根据来料的情况选择不同的料线,翻板自动切换到位,方便快捷。
(4) 皮带运输机装设拉线开关、跑偏保护、低速保护等,这些信号均接入集控系统,参加设备的紧急停车和联锁停车;以保证设备和人身安全;
(5) 对设备故障和工艺参数的异常实时报警,并进行声光提示。一般故障只报警,现场非正常停车或严重故障时,故障设备及其下游设备紧急停车,上游设备顺煤流延时联锁停车。
(6) 可根据皮带机系统的故障性质,进行紧急停机、顺序停机或发出报警声光信号;
4.2 监控功能
为了确保人员及设备的安全,操作员可在中控室的操作员站上集中监控整个焦处理的生产过程,完成对生产及相关环节的“遥测、遥信和遥控”,实现运输焦处理生产的综合自动化。具体实现的功能如下:
(1) 提供交互式全中文界面的操作平台,实时显示各条料线的设备设备运行状态;
(2) 根据工艺流程及联锁关系实现各条料线的自动/手动控制;
(3) 实时监测所有电机的电流、温度等参数。可以让维护人员及时发现一些机械设备的潜在故障隐患;
(4) 在操作员站上按照故障发生的时间顺序,集中显示所有控制设备的故障状态、故障类型、故障地点、等信息,便于维护人员查找故障,及时快速的处理故障;
(5) 为了保证人身安全,对故障报警信息进行安全确认,只有确认故障后,才能重新启动设备。
5 控制系统的特点
该系列的PLC是施耐德公司推出的综合自动化平台,具有模块化的、可扩充的结构,并且所有的模块都能带电插拔,任何模块没有槽位的限制,它特别适合工业及生产过程的实时控制。具体的特点如下:
(1) 选用的控制器较先进,系统的实时性好,可靠性高,数据处理速度快;
(2) 采用基于同轴电缆方案的远程I/O的体系结构,系统具有较高的安全性。系统扩展方便,可随时增加节点;
(3) Quantum系列控制柜内的通讯网络速度快,传输速率为1544Mbps,可靠性高;
(4) 操作员站界面直观友好,操作简便,功能齐全;
(5) 减少布线成本,由于采用远距离通讯网络,使布线更加方便,并大大减少电缆用量;
(6) 多种操作方式。控制方式有:集中联动、集中手动、就地手动方式,使系统操作灵活、可靠。在集中方式下,所有设备由中控室操作员通过操作员站进行操作;
(7) 多种流程选择。在联动方式下,可根据工艺选择运输流程,皮带启动按逆流方向,并根据皮带速度、长度延时开车,以免发生堆积焦炭的现象;
(8) 具有实时报警监视、安全确认机制和数据记录功能。对操作员素质无特殊要求,培训简单。
6 结束语
综上所述,该控制系统在焦处理工艺的实际应用中,性能稳定可靠,网络技术较成熟,能够满足生产的需要。自今年8月投入运行以来,系统运行稳定可靠,抗干扰能力强,操作维护方便,为焦炉的正常生产提供了可靠的保证。
HP Compaq StorageWorks MSL5026 Tape Library 110/220GB
Intrusion Securenet PDS-5545 w/PDS Pilot 750-3342-101
Smartbits Spirent NetCom GX-1405B GX1405B GX 1405 B
Cyclades NL-4000 Remote Access Server
TTC T-Berd 224 PCM Analyzer SS7 Acterna w/11 Options
Smartbits Spirent NetCom GX-1405Bs GX1405Bs GX 1405 Bs
Smartbits Spirent Netcom LAN-3201A LAN3201A 6000 6000B
Panasonic Electrolytic Capacitors 35V/10uF 7200 Pieces:
IBM x3650 5160 CPU 2X 3.00GHz Processor 9GB 2X Core
HP DL360 470064-512 G5 2x Quad-Core 2.00GHZ 4GB RAM
Exabyte 221L Tape Library IBM Ultrium LTO2 270020-1438
Smartbits Spirent Netcom LAN-3302A LAN 3302A 6000B 600
Cisco 7300-CC-PA Carrier Card w/ PA-2T3+ T3 Module
Adtran Opti-6100 OC-3 OMM3VLR 1184502L6 Module
Adtran NetVanta 7100 1200796L1 POE Switch Office Servi
HP DL360 416559-001 G5 2x Dual-Core 1.60GHZ 4GB RAM
HP DL360 416566-001 G5 2x Dual-Core 3.00GHZ 4GB RAM
HP Proliant DL360 G5 4GB Dual-Core 3.00GHZ 459960-005
Hp Proliant DL580 G3 4 Xeon Quad 3.16Ghz 8GB 377239-001
Adtran Total Access TA 924e 924 E 16FXS 8FXO 4240924L2
Hp Proliant G3 DL580 4x Xeon Quad 3.16Ghz 8GB 4x 73GB
Neoscale CryptoStor SC702R 700 Tape Backup Appliance
Dell Poweredge 1950 2x Xeon Dual Core 3.0GHz 4GB No HDD
Hp Proliant DL580 4x Xeon Quad 3.16Ghz 11GB 377239-001
Cisco 3560 V2 48-Port Switch WS-C3560V2-48TS?-E
HP Proliant DL380 G5 8GB Memory Dual Quad-Core 2.83GHZ
HP DL360 435943-001 G5 1x Quad-Core 2.00GHZ 4GB RAM
HP DL360 470064-512 G5 1x Quad-Core 2.00GHZ 2GB RAM
Spirent Adtech AX/4000 401260 401400 Max IP Generator
Cisco MCS 7800 Server MCS7816H3-K9-CM?B1 7816 1x 3.20Ghz
Adtran Atlas 890 System Controller Card 1200322L1
Forum Confer II Digital Conferencing Bridge System
Zebra 140XiIII PLUS + 140 Xi III PLUS III+ Printer
Cisco MCS 7800 Server MCS7825H3-K9-UC?A1 7825 1x 2.13Ghz
Open Box Shoretel Shoregear T1K T1 Voice Switch SGT
HP ProLiant DL380 G6 16GB Memory Quad Core 2.4GHZ Proc.
MITEL ASU II 50005105 with 16 port ONS Card 50005103
Omation OPEX Quiet Jog Money Envelope Paper Jogger MINT
Cisco CSS5-SSL-K9 Module 11500 11503 11506 CSS SSL K9
Extreme Black Diamond 54002 6800 10GLRi 10GE 10Gbl
Cisco Catalyst 3560 48-Port PoE WS-C3560-48PS-S
Dell Powervault MD1000 SAS SAN Storage Array AMP01-SIM
ShoreTel ShoreGear 50V Voice Switch SG-50V 600-1059-10
Kodak Desktop II (2) Microfilmer Rotary Guide Book
Cisco 2960G 24-Port Switch WS-C2960G-24TC-?L V03
Cisco CSS5-SAM 11500 CSS SAM Session Accelerator 11506
Adtran MX2800 DS3 Redundant AC w/ Patch Panel 4205290L2
Adtran MX2800 DS3 Redundant AC w/ Patch Panel 4205290L6
Adtran MX2800 DS3 Redundant AC DC Patch Panel 4205290L9
Adtran MX2800 DS3 Redundant 48V DC w/ Patch Panel 42052
Adtran MX2800 DS3 Redundant 48V DC w/ Patch Panel 42052
Adtran MX2800 Redundant AC DC w/ Patch Panel 4205290L10
MARATHON GP-180 P/N: 31055-001 SINTERED-PLATE NICKEL-CA
HP Procurve Zl J8706A 24 Ports SFP zl Module Mini-gbic
Shoretel Shoregear SG-220T1 220 T1 Voice Switch 600-104
Castelle FaxPress 5000 Series 8-Port Line Network Fax S
Shoretel Shoregear T1K T1 Voice Switch SGT1K 600-1069-0
Sun A1000 Disk Array 12 x (36GB) included
Avaya S3400 MAS Message Application Server 700349509
Nortel Meridian MICB NT5D51AC Rlse 3 & 2 w/ ATA PC Card
HADAX ADC Electronics Intelliswitch System 2000 DS1
ShoreTel ShoreGear 90V Voice Switch SG-90V 600-1060-10
Adtran 800 Quad USSI 4-Port 1200261L1 Module 1 Year War
Nortel MIRAN Meridian Integrated Rec Announcer NTAG36AC
Spirent Adtech AX/4000 401319 T1/E1 Frame Relay
Adtran 4242924L3 Total Access 924e + VPN card 2nd gen R
Zebra 170xiIII 170 xi III Thermal Printer 170xi III
Smartbits Spirent Netcom LAN-3101A LAN3101A 6000 6000B
Zebra 140xiIII 140 xi III Thermal Printer 140xi III
Octel 350 Voicemail MON 244-2030-005 Monitor SBR Card
Octel 350 FILE 244-2065-017 File S20, V. 1.17 Card
Octel 350 ATIC 12 Port V 1.0 244-2088-200 Analog Card
Octel 350 ACP 244-2039-011 ASYNCH Comm Processor Card
Octel 350 FILE 244-2065-018 File S20, V. 1.18 Card
Zebra 170xiII 170 xi II Thermal Printer 170xi II
ADTRAN 1200221L1 8-Channel Voice Compression Module
Adtran 1184524L1 OPTI-6100 8-Port Ethernet Module
HP Procurve 3400CL J4906A 48-Port Gigabit Switch
HP Compaq StorageWorks MSL5026 Tape Library 110/220GB
HP ProCurve ZL Module J8705A Gig-T SFP POE 20-Port 24 4
Adtran Netvanta 4430 1700630E1 Warranty Refurbished
Adtran Atlas 800 T3 Module 1200223L1 1200.223L1
Adtran Total Access TA 924e 924 E VOIP 4242924L1 Gen2 R
Adtran Netvanta 5305 T3 Wide Module 1200832L1
Cisco EVM-HD-6FXO/DID HIGH DENSITY VOICE/FAX 8FXS/DID
Network Associates Sniffer 2x16 Span MMI-NO-2X16ESPA?N
Avaya Lucent Definity IP Media Processor V20 TN2302AP
Avaya Lucent Definity IP Media Processor Board TN2302AP
M86 8e6 5K02-59 R3000IR R3000 IR Internet Web Filter
HP StorageWorks Ultrium 920 EH842A 400/800 LTO-3 SCSI
ADTRAN TA 1500 1180001L1 w/16x DUAL DSO DP 1180203L2 DC
Adtran MX2800 DS3 Redundant AC w/ Patch Panel 4205291L6
Adtran MX2800 DS3 Redundant AC w/ Patch Panel 4205291L2
SONY IPELA PCS-PG50 Video Conference PCSA-CG70, PCS-A1
Adtran Atlas 800 T3 Module 1200223L1 1200.223L1 830 890
HP ProLiant ML370-G5 4GB RAM 1x Xeon 2.66GHz Quad Core