基于組態(tài)控制的煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)

基于組態(tài)控制的煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1總結(jié)1.1停車(chē)工藝要求大型采煤廠擁有100多臺(tái)機(jī)電設(shè)備，可根據(jù)污水和污水停車(chē)技術(shù)的要求運(yùn)行。某臺(tái)設(shè)備故障,其來(lái)煤方向的相關(guān)設(shè)備必須緊急停車(chē),否則將造成堆煤事故。由于運(yùn)行設(shè)備多,調(diào)度室必須實(shí)時(shí)監(jiān)視全廠設(shè)備運(yùn)行情況。1.2用戶控制系統(tǒng)功能可編程序控制器(programmablelogiccontroller)簡(jiǎn)稱(chēng)PLC,具有邏輯控制功能:可以替代繼電器進(jìn)行組合邏輯與順序邏輯控制;定時(shí)控制功能:用戶編程時(shí)可設(shè)定定時(shí)值,并能在運(yùn)行中被讀出與修改,可對(duì)某個(gè)操作進(jìn)行限時(shí)控制和延時(shí)控制;具有計(jì)數(shù)控制功能;步進(jìn)控制功能:即順序控制;數(shù)據(jù)功能;通訊與聯(lián)網(wǎng)功能;可對(duì)控制系統(tǒng)監(jiān)控。PLC具有:高可靠性、靈活、修改方便、模擬調(diào)試、編程簡(jiǎn)單等特點(diǎn)。1.3網(wǎng)絡(luò)組態(tài)設(shè)計(jì)組態(tài)軟件(configure)與PLC聯(lián)接,在圖形界面下對(duì)控制系統(tǒng)的各種采樣點(diǎn)、過(guò)程輸出點(diǎn)、設(shè)備、生產(chǎn)車(chē)間、控制回路、文件報(bào)警、生產(chǎn)報(bào)表、控制策略、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和生產(chǎn)工藝畫(huà)面進(jìn)行定義與組態(tài),并有強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)通訊功能。2系統(tǒng)方案2.1控制好生產(chǎn)過(guò)程中的設(shè)備本系統(tǒng)已在古交東曲選煤廠實(shí)施,主要包括主洗車(chē)間“主洗集控系統(tǒng)”和準(zhǔn)備車(chē)間“原煤集控系統(tǒng)”。主洗集控系統(tǒng)由一個(gè)PLC主站和五個(gè)分站組成,使用Genius工業(yè)總線通訊;原煤集控系統(tǒng)只有一個(gè)PLC主站。主洗集控系統(tǒng)和原煤集控系統(tǒng)使用Internet網(wǎng)通訊讀取原煤集控系統(tǒng)數(shù)據(jù),在主洗車(chē)間調(diào)度室顯示。二個(gè)集控系統(tǒng)均安裝有組態(tài)軟件,主要是對(duì)生產(chǎn)過(guò)程中的各設(shè)備集中控制,操作員通過(guò)計(jì)算機(jī)發(fā)出命令,實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)設(shè)備的各種相互閉鎖和順序起、停。同時(shí)能夠動(dòng)態(tài)監(jiān)視設(shè)備的起停過(guò)程。對(duì)禁起設(shè)備、故障設(shè)備、做到及時(shí)報(bào)警,并做出相應(yīng)控制處理。對(duì)生產(chǎn)過(guò)程中的各種數(shù)據(jù),做好自動(dòng)記錄、顯示和打印等。廠級(jí)管理人員通過(guò)Internet網(wǎng),可遠(yuǎn)程全面監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行。2.2主要設(shè)備組成主洗車(chē)間:工控機(jī)1臺(tái)、21”計(jì)算機(jī)監(jiān)視器1臺(tái)、投影儀1臺(tái)、PLC主站1個(gè)、分站5個(gè)等設(shè)備組成。準(zhǔn)備車(chē)間:工控機(jī)1臺(tái)、21”計(jì)算機(jī)監(jiān)視器1臺(tái)、PLC主站1個(gè)等設(shè)備組成。2.2.1控制系統(tǒng)功能特點(diǎn)1)組態(tài)軟件采用北京亞控科技發(fā)展有限公司的《組態(tài)王》。2)主洗集控系統(tǒng)主操作畫(huà)面:由系統(tǒng)自動(dòng)、手動(dòng)、就地選擇開(kāi)關(guān);聯(lián)鎖手動(dòng)、解鎖手動(dòng)選擇開(kāi)關(guān);聯(lián)鎖、解鎖選擇開(kāi)關(guān);系統(tǒng)起車(chē)按鈕;系統(tǒng)停車(chē)按鈕;急停按鈕;系統(tǒng)報(bào)警指示燈;報(bào)警清除按鈕;音響解除按鈕;手動(dòng)預(yù)警按鈕等組成。通過(guò)鼠標(biāo)操作控制它們動(dòng)作,實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)控制,去掉了過(guò)去的操作控制臺(tái)。3)主洗集控系統(tǒng)工藝流程畫(huà)面:由全廠工藝流程總畫(huà)面、準(zhǔn)備車(chē)間工藝流程畫(huà)面、各種工藝流程分畫(huà)面組成。實(shí)時(shí)顯示設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)。4)主洗集控系統(tǒng)禁起畫(huà)面:有2幅禁起畫(huà)面組成。實(shí)時(shí)顯示設(shè)備禁起狀態(tài)。5)主洗集控系統(tǒng)故障畫(huà)面:有2幅故障畫(huà)面組成。實(shí)時(shí)顯示設(shè)備故障狀態(tài)。6)主洗集控系統(tǒng)閉鎖手動(dòng):有1幅設(shè)備閉鎖畫(huà)面組成。顯示設(shè)備閉鎖關(guān)系狀態(tài)。可以通過(guò)鼠標(biāo)操作對(duì)各個(gè)設(shè)備進(jìn)行聯(lián)鎖、解鎖設(shè)置。2.2.2基于測(cè)試系統(tǒng)的編程軟件主洗集控系統(tǒng)PLC主站采用美國(guó)GE公司90-70系列可編程控制器,分站采用該公司VersaMax系列產(chǎn)品;原煤集控系統(tǒng)采用該公司90-30系列可編程控制器;編程軟件采用該公司Versapro編程軟件在WINDOWS環(huán)境下運(yùn)行。構(gòu)成功能強(qiáng)大、性能價(jià)格比高、抗干擾能力強(qiáng)、使用方便、適用于工業(yè)過(guò)程控制的集控系統(tǒng)。2.2.3監(jiān)控解鎖功能主要功能有1)系統(tǒng)具備自動(dòng)、手動(dòng)和就地方式控制功能a.自動(dòng)方式集中啟、停車(chē)時(shí),操作員通過(guò)計(jì)算機(jī)操作臺(tái)畫(huà)面發(fā)出指令,系統(tǒng)設(shè)備順序起、停,系統(tǒng)設(shè)備按工藝流程相互閉鎖。通過(guò)計(jì)算機(jī)畫(huà)面動(dòng)態(tài)監(jiān)視設(shè)備的起、停、運(yùn)行過(guò)程。計(jì)算機(jī)自動(dòng)對(duì)禁起設(shè)備、故障設(shè)備及時(shí)報(bào)警,計(jì)算機(jī)畫(huà)面和音響操作員提示做到作出相應(yīng)的處理。具有聯(lián)鎖和解鎖功能,可以進(jìn)行自動(dòng)方式和手動(dòng)方式之間的無(wú)擾切換。b.手動(dòng)方式具有聯(lián)鎖手動(dòng)和解鎖手動(dòng)功能。聯(lián)鎖手動(dòng):操作員通過(guò)對(duì)計(jì)算機(jī)畫(huà)面聯(lián)鎖手動(dòng)操作,實(shí)現(xiàn)某些設(shè)備直至全部設(shè)備的聯(lián)鎖,根據(jù)運(yùn)行要求,在上位機(jī)上顯示相應(yīng)動(dòng)態(tài)畫(huà)面。解鎖手動(dòng):操作員通過(guò)對(duì)計(jì)算機(jī)畫(huà)面解鎖手動(dòng)操作,實(shí)現(xiàn)某些設(shè)備直至全部設(shè)備的解鎖,此時(shí)解鎖設(shè)備無(wú)如何閉鎖關(guān)系,起、停對(duì)其它設(shè)備無(wú)影響,根據(jù)運(yùn)行要求,在上位機(jī)上顯示相應(yīng)動(dòng)態(tài)畫(huà)面?？刂圃O(shè)備調(diào)試:對(duì)設(shè)備進(jìn)行解鎖手動(dòng),操作員通過(guò)計(jì)算機(jī)畫(huà)面操作,對(duì)單臺(tái)設(shè)備進(jìn)行調(diào)試。c.就地方式操作員通過(guò)對(duì)計(jì)算機(jī)操作臺(tái)畫(huà)面操作,將系統(tǒng)轉(zhuǎn)入就地,現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行人員就地控制現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備。2)數(shù)據(jù)管理實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和記錄模擬量、設(shè)備故障、禁起、狀態(tài)、運(yùn)行時(shí)間等各種數(shù)據(jù),自動(dòng)形成各種生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)報(bào)表,將各種檢測(cè)值、計(jì)算數(shù)據(jù)、統(tǒng)計(jì)表進(jìn)行自動(dòng)存儲(chǔ)、顯示和打印。3)自動(dòng)化控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)通訊PLC主站與分站和原煤集控系統(tǒng)通訊,采用美國(guó)GE公司的Genius總線方式。其特點(diǎn):既是I/O總線又是通訊網(wǎng)絡(luò),穩(wěn)定性極強(qiáng),非常適合于大量I/O數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)傳輸。4)遠(yuǎn)程監(jiān)視利用廣域網(wǎng)和廠局域網(wǎng),通過(guò)組態(tài)軟件的WebServer軟件,實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程遠(yuǎn)程監(jiān)視。各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)通過(guò)計(jì)算機(jī)終端可以隨時(shí)查閱生產(chǎn)過(guò)程中的設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、各種資料數(shù)據(jù),以便及時(shí)正確處理生產(chǎn)中出現(xiàn)的各種問(wèn)題。5)具有緊急停車(chē)功能。能使全部設(shè)備立即停車(chē)。6)具有調(diào)度監(jiān)控系統(tǒng)的功能具有實(shí)時(shí)動(dòng)畫(huà)圖形顯示功能,顯示要形象逼真。系統(tǒng)可集中顯示全廠工藝流程系統(tǒng)圖,也可分系統(tǒng)顯示獨(dú)立的工藝流程。具有數(shù)據(jù)顯示功能,如倉(cāng)位顯示等。歷史趨勢(shì)功能:計(jì)算機(jī)24小時(shí)連續(xù)記錄生產(chǎn)過(guò)程,并存儲(chǔ)保存所有數(shù)據(jù)。遠(yuǎn)程訪問(wèn)監(jiān)視功能:系統(tǒng)具有計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)功能,實(shí)現(xiàn)各自動(dòng)控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)共享,集中管理及遠(yuǎn)程監(jiān)視。7)系統(tǒng)抗干擾性強(qiáng)。杜絕因電磁干擾等,引起集控系統(tǒng)的不正常運(yùn)行。8)以投影儀代替模擬盤(pán)顯示,投影儀可顯示計(jì)算機(jī)上的所有畫(huà)面。2.3.4系統(tǒng)操作1解鎖及整體控制部分系統(tǒng)狀態(tài)選擇:自動(dòng);工藝流程選擇:選擇要運(yùn)行的集控設(shè)備工藝流程。按動(dòng)系統(tǒng)起車(chē)按鈕:系統(tǒng)開(kāi)始起車(chē)預(yù)告、逆煤流起車(chē),起車(chē)結(jié)束進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)。按動(dòng)系統(tǒng)停車(chē)按鈕:系統(tǒng)進(jìn)行順煤流停車(chē)。按動(dòng)系統(tǒng)急停按鈕:參與集控設(shè)備立即全部停車(chē)。系統(tǒng)有禁起、故障信號(hào):計(jì)算機(jī)系統(tǒng)報(bào)警指示燈閃動(dòng)、計(jì)算機(jī)音響發(fā)出報(bào)警聲;計(jì)算機(jī)畫(huà)面顯示報(bào)警設(shè)備,同時(shí)彈出報(bào)警信息條,顯示報(bào)警設(shè)備、報(bào)警類(lèi)型、報(bào)警時(shí)間等信息。按動(dòng)音響解除按鈕:計(jì)算機(jī)音響發(fā)出的報(bào)警聲消除。按動(dòng)報(bào)警清除按鈕:清除報(bào)警狀態(tài)。(最好在確定現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備處理好后,再按此按鈕)。將聯(lián)鎖、解鎖選擇開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)向解鎖位置:系統(tǒng)設(shè)備將在無(wú)閉鎖狀態(tài)下運(yùn)行。此時(shí),可進(jìn)行無(wú)擾切換,將系統(tǒng)自動(dòng)、手動(dòng)、就地選擇開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)向手動(dòng),系統(tǒng)將在手動(dòng)方式下運(yùn)行。2計(jì)算機(jī)動(dòng)手操作畫(huà)面系統(tǒng)自動(dòng)、手動(dòng)、就地選擇開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)向手動(dòng):系統(tǒng)進(jìn)入手動(dòng)狀態(tài)。按動(dòng)手動(dòng)預(yù)警按鈕:將發(fā)出起車(chē)預(yù)警信號(hào)。系統(tǒng)聯(lián)鎖手動(dòng)、解鎖手動(dòng)選擇開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)向解鎖手動(dòng):系統(tǒng)設(shè)備將處于無(wú)閉鎖狀態(tài)。通過(guò)計(jì)算機(jī)手動(dòng)操作畫(huà)面對(duì)所有集控設(shè)備可進(jìn)行單臺(tái)調(diào)試,也能進(jìn)行手動(dòng)起車(chē)。系統(tǒng)聯(lián)鎖手動(dòng)、解鎖手動(dòng)選擇開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)向聯(lián)鎖手動(dòng):通過(guò)計(jì)算機(jī)手動(dòng)操作畫(huà)面,可確定某些集控設(shè)備直至所有集控設(shè)備進(jìn)行閉鎖,然后進(jìn)行手動(dòng)起車(chē)。設(shè)備在手動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)下,將系統(tǒng)聯(lián)鎖手動(dòng)、解鎖手動(dòng)選擇開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)向解鎖手動(dòng),系統(tǒng)設(shè)備將處于無(wú)閉鎖狀態(tài)。此時(shí),可進(jìn)行無(wú)擾切換,將系統(tǒng)自動(dòng)、手動(dòng)、就地選擇開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)向自動(dòng),系統(tǒng)將在自動(dòng)方式下運(yùn)行。系統(tǒng)在自動(dòng)方式下運(yùn)行時(shí),將聯(lián)鎖、解鎖選擇開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)向聯(lián)鎖位置,系統(tǒng)設(shè)備將恢復(fù)閉鎖狀態(tài)。3當(dāng)?shù)芈肪€系統(tǒng)自動(dòng)、手動(dòng)、就地選擇開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)向就地:系統(tǒng)進(jìn)入就地狀態(tài)?，F(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行人員可現(xiàn)場(chǎng)就地啟動(dòng)設(shè)備。2.3.5系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)1系統(tǒng)的穩(wěn)定是第一出發(fā)點(diǎn)作為選煤廠程控系統(tǒng),其穩(wěn)定性至關(guān)重要。從系統(tǒng)設(shè)計(jì)、設(shè)備選型、系統(tǒng)集成、軟件設(shè)計(jì)到安裝調(diào)試,都將系統(tǒng)的可靠穩(wěn)定作為第一出發(fā)點(diǎn)。避免了系統(tǒng)干擾,死機(jī)、脫機(jī)或失控等現(xiàn)象,將系統(tǒng)的故障率降至最低。2操作簡(jiǎn)單的時(shí)候操作具有靈活、簡(jiǎn)便的特點(diǎn),便于運(yùn)行操作人員掌握。組態(tài)軟件采用中文界面,運(yùn)行人員能夠方便地進(jìn)行操作,避免誤操作。3維修費(fèi)用設(shè)計(jì)利于檢修人員進(jìn)行維護(hù)和檢修,一旦發(fā)生故障,應(yīng)保證檢修人員在最短時(shí)間內(nèi)排除故障,恢復(fù)運(yùn)行。4系統(tǒng)運(yùn)行可靠系統(tǒng)要采用當(dāng)前國(guó)際上較先進(jìn)的技術(shù),所選設(shè)備技術(shù)性能優(yōu)良,功能完善,工作穩(wěn)定可靠,使整個(gè)系統(tǒng)在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)保持國(guó)內(nèi)外先進(jìn)水平,運(yùn)行穩(wěn)定、可靠正常。同時(shí)本著實(shí)用、經(jīng)濟(jì)可靠的原則,在節(jié)約和降低成本的前提下,使系統(tǒng)充分發(fā)揮其作用。5擴(kuò)展能力設(shè)計(jì)應(yīng)留有余量,以便日后方便進(jìn)行系統(tǒng)擴(kuò)容、集成。6網(wǎng)絡(luò)功能系統(tǒng)具有網(wǎng)絡(luò)功能,實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)控