马脊梁选煤厂集中控制系统的技术改造

李建业，孔宪法

(大同中煤出口煤基地建设有限公司，山西 大同 037000)

1 选煤厂概况

马脊梁选煤厂为矿井型选煤厂，是一家由中国中煤能源股份公司、澳大利亚华光资源公司和大同煤矿集团公司组建的中外合资企业，于2001年建成投产，年处理能力为3.60 Mt，设计小时处理能力为700 t。选煤厂主要产品为50～0 mm粒级动力用煤，采用重介质旋流器+末煤螺旋分选机分选工艺。

马脊梁选煤厂集中控制系统是2001年由美国霍尼韦尔公司设计编制的PLC场景控制系统。该系统设有1台工控机，采用可编程控制器(PLC)对选煤厂各系统(原煤破碎、筛分，主洗、上仓)进行集中控制。在选煤集成监控网络操作员站对以上各车间进行检测、远程操作、运行管理；可实现对选煤厂全系统各区域内的电机、阀门、仪表等设备的检测、报警指示、控制，即通过上位画面和键盘对这些系统进行监视和控制，对选煤厂各车间按照“逆煤流启车，顺煤流停车”的原则统一操作。

2 集中控制系统存在的问题

(1)PLC控制程序及调度员操作画面软件均为国外厂商所编，存在以下问题：一是若程序出现问题而导致设备停机或故障，则无法处理；二是如果需要新增或修改设备控制，亦无法处理；三是如果需要修改闭锁关系或者工艺流程，同样无法处理。

(2)PLC硬件采用的霍尼韦尔公司的CPU模块、通讯模块、开关量输入输出模块、模拟量输入输出模块、电源模块等，目前均已停产，尤其是CPU模块，一旦出现问题，没有替代备用模块，同时会丢失原有程序，造成所有设备完全无法控制，导致选煤厂停产的不可逆后果。

(3)调度员集控工控机仅有1台，长时间不停机使用，主机箱内灰尘密集，造成各原件温度很高且严重老化，随时有停摆的可能；一旦停摆，工控机内调度操作画面以及配网、OPC都无法恢复，同样也会造成所有设备完全无法控制、选煤厂停产的不可逆后果。

3 改造方案

(1)将原霍尼韦尔控制程序进行重新编制，改为由灵活性、兼容性更好的罗克韦尔(AB)公司的RSLogix5000编制；重新制作调度控制画面，改为由相应配套的罗克韦尔(AB)公司的RS View32编制。经此改造后，可以根据生产需要随时新增、删减设备，修改闭锁关系，改变工艺流程，新增设备保护、传感器等。

软件部分由监控软件、编程软件、配网软件、OPC软件组成，可分别实现PLC网络上位机人机接口的监视和控制、PLC逻辑控制功能以及系统内部、外部的数据接口。

监控软件采用AB公司RS View32软件主流配置组态软件，基于简体中文版Windows XP环境下运行，使系统既有较好的运行实时性，又有良好的开放性。

编程软件也基于Windows XP环境下运行，是能对各系统PLC进行控制算法和逻辑组态的软件。编程软件应支持功能板块图、梯形图、顺序功能流程图、指令表、结构化文本等多种方法编程，既可离线又可在线进行组态和下载；并可根据所覆盖的工艺系统实际情况完成监控软件的组态、编程和调试，最终保证系统正常投运。

计算机监控系统提供全厂范围的实时监控，整个计算机监控系统将是分层次结构的控制系统，可完成整个系统的控制、显示，设备运行状态监控及设备故障报警，运行数据的检测、分析等功能要求。计算机监控系统配置分为三层：

第一层：主控室级。操作层为工业以太网，设置1台工程师站，实现对整个系统设备及各综合自动化系统设备的集中控制。由AB公司RS View32软件组态构成系统监控软件平台。

第二层：车间控制级。厂计算机集中(PLC)控制系统网络为现场总线冗余双网，配置1个PLC控制主站、2个PLC控制分站，主站通过Control Net现场总线冗余双网与PLC分站进行通讯。

第三层：现场控制级。完成全厂生产流程的实时过程控制。

(2)保持原有输入输出模块不变，将原霍尼韦尔CPU模块更换为罗克韦尔(AB)公司生产的1756-L61模块，与RS Logix5000编制软件、RS View32调度操作软件配套。

(3)新增1台研华专业工控机，重新制作调度操作控制画面，作为新的调度员操作站。

(4)用罗克韦尔(AB)公司的RSNetworx for ControlNet软件重新配置C网(调度室PLC主站、筛分PLC分站、破碎PLC分站的连接网络)并且做好备份。

(5)重新调试全厂所有设备启停、现场保护以及传感器。

4 改造效果

(1)监控操作画面能分别显示各系统的工艺流程及测量参数、控制方式、顺序运行状况、控制对象状态，也能显示成组参数。当参数越限报警、控制对象故障或状态变化时，设备符号闪烁并有颜色变化显示。比如：胶带机发生跑偏、打滑、撕裂及溜槽堵塞等各种故障，系统可以准确诊断故障地点、种类及发生时间，了解情况，排除故障。

(2)集中控制采用全厂集控网络系统ROCKWELL-AB全集成自动化系统方案，尽量简化系统结构，减少大量接口部件，克服上位机和各工业控制器之间、连续控制和逻辑控制之间、集中控制与分散控制之间的界限。同时，全集成自动化解决方案可以为所有的自动化应用提供统一的技术和编程环境，基于这种环境，技术人员可以在同一个平台下对所有应用进行组态和编程。

(3)本系统提供与煤矿等上级调度检测系统的通讯接口，以便及时检测设备运行状态，上传相关参数。生产控制系统的网络形成独立的控制网，保证安全和稳定性，同时兼顾后期扩容的要求，为下一步实现选煤厂智能化管理奠定了一定的基础。

(4)可实现主要参数自动采集、调节并能动态阅览选煤厂主要设备运行状况，对各种报警自动进行记录，实现科学管理的目的。