1 引言
鋼鐵行業(ye) 煤化工廠焦處理工藝存在著操作點多，設備分布比較鬆散的特點，在滿足工藝要求的前提下，盡量減少勞動定員和勞動強度，是自動化工程技術人員的課題。隨著信息技術和網絡通訊技術的飛速發展，充分利用自動化及網絡技術就可以得到解決(jue) 。
2 工藝描述
在攀鋼煤化工廠1#焦爐易地大修項目中，整個(ge) 焦處理按工藝流程可分為(wei) 運焦、篩焦和儲(chu) 焦、放焦、焦處理除塵等幾部分，運焦主要是完成從(cong) 新1#焦爐生產(chan) 處理的焦炭及時運送出來;篩焦主要是將焦炭進行篩選分為(wei) 小於(yu) 5mm、5mm～10mm、10～25mm、25～80mm、大於(yu) 80mm等幾種不同規格的焦炭;儲(chu) 焦主要是對篩選後的焦炭按照不同大小分別儲(chu) 存放在不同的儲(chu) 焦倉(cang) 內(nei) ，放焦主要是根據煉鐵廠的需要，把焦炭從(cong) 儲(chu) 焦倉(cang) 內(nei) 放到皮帶運輸機上運送到不同的目的地，或者把焦炭從(cong) 儲(chu) 焦倉(cang) 內(nei) 放到火車或汽車等運輸工具將不同規格的焦碳輸送給客戶。另外，由於(yu) 焦炭在使用皮帶運送過程中粉塵較大，為(wei) 了保護環境和現場工人的身心健康，該係統設計了一套除塵係統。
3 係統配置
攀鋼煤化工焦處理工藝采用了施耐德電氣公司的Quantum係列控製櫃作為(wei) 過程控製係統。各控製分站負責現場設備的數據采集和控製，並通過操作員站對現場設備的運行情況進行實時監控管理，可對整個(ge) 係統的設備進行監視和集中控製。
3.1 係統硬件配置
（1） PLC控製櫃
施耐德電氣公司Modicon Quantum係列I/O架構可用於(yu) 三種主要體(ti) 係結構，以滿足控製係統的要求:本地I/O、遠程I/O（RIO）和分布式I/O（DIO），本係統采用遠程I/O結構。由於(yu) 所控製的設備比較分散、距離較遠，另外，係統還采用光纖中繼器的點對點RIO通信方式，這樣可以增強整個(ge) 網絡的抗雜波幹擾能力，提高整個(ge) 控製係統數據交換的穩定性。
攀鋼煤化工廠的焦處理控製係統共有5套PLC櫃，其中1#主站安裝有一塊CPU板，其餘(yu) 均為(wei) I/O櫃，並且1#、2#、5#櫃內(nei) 各有2個(ge) 分站，所以本係統共有一個(ge) 主站和7個(ge) 分站。
主站有一塊CPU板，它可與(yu) Concept軟件兼容。為(wei) 了便於(yu) 與(yu) 其他設備進行通訊，安裝有一塊以太網模塊是140 NOE 771 11，它使用Ethernet TCP/IP協議與(yu) 操作員站、工程師站進行通訊，它的傳(chuan) 輸速率為(wei) 10/100Mbps。
係統上的每個(ge) 分站都安裝有一個(ge) MA-0185-100分支器進行，由於(yu) 4＃站和5#之間的距離較遠，為(wei) 了確保通訊順暢，我們(men) 采用光纖、光纖中繼器進行通訊。
（2） 操作員工作站
考慮到現場情況，本係統為(wei) 實時監控網絡結構，在中控室配有一台操作員站，具體(ti) 配置如下:
CPU: pentium 4處理器，主頻2.4GHz。硬盤:80G，內(nei) 存:512Mb，網卡:100M，底板:PBP-13L4工業(ye) 底板PW-300W，顯示器:三星21"CRT純平，52X光驅，1.44M軟驅，帶鍵盤和光電鼠標。
它與(yu) 控製係統、工程師站組成以太網，可通過TCP/IP協議與(yu) INTERNET網絡互連，使用戶可以在任何地方，通過INTERNET對監控設備進行維護。
（3） 工程師站
工程師站的硬件配置與(yu) 操作員站完全相同。當操作員站發生故障時，可以馬上通過設定操作人員權限，將工程師站轉換成為(wei) 操作員工作站。
3.2 係統軟件配置
（1） PLC控製係統軟件
本係統采用Concept V2.6版本的軟件包，它是基於(yu) Windows 2000平台的工業(ye) 軟件係統，具有功能強大的編程組態功能。Concept非常易於(yu) 組態，所有地I/O模塊均可通過Concept進行配置，在軟件中為(wei) 每個(ge) 模塊指定I/O地址，使得在配置中添加和更改模塊極為(wei) 簡單，不必因物理位置更改應用程序。
具有所有5種IEC61131-3編程語言，分別為(wei) 順序功能圖表、功能塊圖、梯形圖、結構化文本、指令表。根據工藝需要，我們(men) 采用功能塊圖語言編製應用程序。
（2） 操作員站軟件
本係統采用悉雅特公司的1500tag服務器版監控軟件（帶有Schneider Quantum ioseserver）製作操作員監控畫麵。它是基於(yu) Windows 2000平台的工業(ye) 軟件，直接從(cong) PLC程序級輸入標簽定義(yi) ，可以有效的縮短開發時間，達到快速、便捷、準確的目的，它可以自動更新標簽，確保與(yu) 控製係統同步進行，並保護數據的完整性，並支持當前所有的網絡通訊協議，使得站與(yu) 站之間的過程數據交換暢通無阻。
4 係統功能
4.1 控製功能
本係統由運輸皮帶機、振動篩、翻板等基本設備組成，利用控製設備、通訊模塊、監控站等裝置,達到皮帶機、振動篩、翻板集中控製與(yu) 監控的目的。具體(ti) 實現的功能如下:
（1） 控製方式分集控自動、集控手動、就地三種方式可切換。正常生產(chan) 時，使用集控自動方式，設備按工藝要求的順序和流程由操作員站自動啟停;集控手動時，可在操作員站操作各設備，有聯鎖和聯動關(guan) 係;在檢修設備時采用就地方式，每台設備旁邊均設有就地操作控製箱，有工作方式轉換開關(guan) 和就地起停鈕便於(yu) 在現場操作;
（2） 啟動設備前由集控台發預警信號，預警30s後，若現場均滿足集控自動啟動條件，設備按順序自動啟動。現場可用停車鈕停止啟動過程;設備啟動前發出預警信號，提示有關(guan) 人員應立即遠離設備;
（3） 按工藝要求，整個(ge) 焦處理控製係統有22條料線，操作員可以根據來料的情況選擇不同的料線，翻板自動切換到位，方便快捷。
（4） 皮帶運輸機裝設拉線開關(guan) 、跑偏保護、低速保護等，這些信號均接入集控係統，參加設備的緊急停車和聯鎖停車;以保證設備和人身安全;
（5） 對設備故障和工藝參數的異常實時報警，並進行聲光提示。一般故障隻報警，現場非正常停車或嚴(yan) 重故障時，故障設備及其下遊設備緊急停車，上遊設備順煤流延時聯鎖停車。
（6） 可根據皮帶機係統的故障性質，進行緊急停機、順序停機或發出報警聲光信號;
4.2 監控功能
為(wei) 了確保人員及設備的安全，操作員可在中控室的操作員站上集中監控整個(ge) 焦處理的生產(chan) 過程，完成對生產(chan) 及相關(guan) 環節的“遙測、遙信和遙控”，實現運輸焦處理生產(chan) 的綜合自動化。具體(ti) 實現的功能如下:
（1） 提供交互式全中文界麵的操作平台，實時顯示各條料線的設備設備運行狀態;
（2） 根據工藝流程及聯鎖關(guan) 係實現各條料線的自動/手動控製;
（3） 實時監測所有電機的電流、溫度等參數。可以讓維護人員及時發現一些機械設備的潛在故障隱患;
（4） 在操作員站上按照故障發生的時間順序，集中顯示所有控製設備的故障狀態、故障類型、故障地點、等信息，便於(yu) 維護人員查找故障，及時快速的處理故障;
（5） 為(wei) 了保證人身安全，對故障報警信息進行安全確認，隻有確認故障後，才能重新啟動設備。
5 控製係統的特點
該係列的PLC是施耐德公司推出的綜合自動化平台，具有模塊化的、可擴充的結構，並且所有的模塊都能帶電插拔，任何模塊沒有槽位的限製，它特別適合工業(ye) 及生產(chan) 過程的實時控製。具體(ti) 的特點如下:
（1） 選用的控製器較先進，係統的實時性好，可靠性高，數據處理速度快;
（2） 采用基於(yu) 同軸電纜方案的遠程I/O的體(ti) 係結構，係統具有較高的安全性。係統擴展方便，可隨時增加節點;
（3） Quantum係列控製櫃內(nei) 的通訊網絡速度快，傳(chuan) 輸速率為(wei) 1544Mbps，可靠性高;
（4） 操作員站界麵直觀友好，操作簡便，功能齊全; #p#分頁標題#e#
（5） 減少布線成本，由於(yu) 采用遠距離通訊網絡，使布線更加方便，並大大減少電纜用量;
（6） 多種操作方式。控製方式有:集中聯動、集中手動、就地手動方式，使係統操作靈活、可靠。在集中方式下，所有設備由中控室操作員通過操作員站進行操作;
（7） 多種流程選擇。在聯動方式下，可根據工藝選擇運輸流程，皮帶啟動按逆流方向，並根據皮帶速度、長度延時開車，以免發生堆積焦炭的現象;
（8） 具有實時報警監視、安全確認機製和數據記錄功能。對操作員素質無特殊要求，培訓簡單。
6 結束語
綜上所述，該控製係統在焦處理工藝的實際應用中，性能穩定可靠，網絡技術較成熟，能夠滿足生產(chan) 的需要。自今年8月投入運行以來，係統運行穩定可靠，抗幹擾能力強，操作維護方便，為(wei) 焦爐的正常生產(chan) 提供了可靠的保證。