試論三菱PLC在洗煤廠的應(yīng)用
一、 系統(tǒng)設(shè)計思路
根據(jù)洗煤廠工藝控制流程和實際要求，將系統(tǒng)分為三級控制具體技術(shù)思路如下：
1、 控制運算級
第一級以日本三菱公司的新型Q系列PLC為控制核心，實現(xiàn)對洗煤廠設(shè)備的順序啟車、順序停車、故障邏輯停車以及特殊要求的單臺設(shè)備控制，對模擬量信號合格介質(zhì)懸浮液密度、合格介質(zhì)懸浮液磁性物含量、重介旋流器入口壓力、合介桶液位的PID調(diào)節(jié)。
2、 集中監(jiān)控管理級
第二級由兩臺工業(yè)控制計算機聯(lián)網(wǎng)作為系統(tǒng)人－機交互窗口，組態(tài)軟件采用“組態(tài)王”工控軟件，實現(xiàn)對工藝運行數(shù)據(jù)的采集、圖形監(jiān)視、動態(tài)顯示、記錄分析、參數(shù)報警、日報表打印以及對現(xiàn)場設(shè)備邏輯啟停等功能，兩臺計算機可以監(jiān)控不同的畫面，并具有相同的操作功能。計算機操作站放置在中央集控室，可以隨時了解電機、水泵、儀器設(shè)備的運行狀況，便于生產(chǎn)調(diào)度指揮。該系統(tǒng)還配有生產(chǎn)調(diào)度模擬盤，顯示全廠生產(chǎn)線設(shè)備的運行、停止狀態(tài)。
3、 現(xiàn)場信號工作站
現(xiàn)場有70個工作站，可對現(xiàn)場電機、水泵等進行啟停及啟停顯示、報警?，F(xiàn)場信號工作站有三種工作狀態(tài)：（1）自動狀態(tài)時工作站所控制的設(shè)備由集控室控制；（2）手動狀態(tài)時信號工作站所控制的設(shè)備不受中央集控室控制由信號工作站控制；（3）零位狀態(tài)時信號工作站所控制的設(shè)備不受中央集控室和工作站控制，用于設(shè)備檢修?，F(xiàn)場工作站設(shè)備出現(xiàn)故障時能向集控室發(fā)出故障信號。在70個信號工作站中有16個信號工作站要有準備好信號輸入，以便在自動狀態(tài)時通知中央集控室此工作站已經(jīng)準備就緒，中央集控室根據(jù)16個工作站全部準備就緒的信號發(fā)出啟車信號后啟動生產(chǎn)線。
二、系統(tǒng)控制結(jié)構(gòu)設(shè)計
1、 控制系統(tǒng)軟硬件配置
系統(tǒng)控制級PLC（下位機）以三菱公司的Q系列PLC為系統(tǒng)控制核心；采用GX DEVELOPER Ver 8.0編程軟件完成PLC系統(tǒng)組態(tài)編程（程序結(jié)構(gòu)設(shè)計、地址定義、梯形圖編寫）程序調(diào)試。
監(jiān)控站（上位機）采用基于bbbbbbs 2000操作系統(tǒng)，選用“組態(tài)王”組態(tài)軟件完成監(jiān)控畫面組態(tài)、變量定義、設(shè)備運行狀態(tài)畫面組態(tài)、實時\歷史曲線畫面組態(tài)、報表組態(tài)。
現(xiàn)場液位傳感器采用超聲波液位計，能精確的采集現(xiàn)場液位信號，再通過富士變頻器對水泵進行控制，從而實現(xiàn)對液位的PID調(diào)節(jié)。
整個控制系統(tǒng)實際I/O點總計如下：
數(shù)字量I/O點數(shù):DI 90點 DO 58點
模擬量I/O通道:AI 8點 AO 8點
2、系統(tǒng)組網(wǎng)和PLC編程
兩個監(jiān)控站（上位機）之間采用以太網(wǎng)通訊，“組態(tài)王”組態(tài)時只需將兩臺計算機設(shè)定為“Web”通訊。其中一臺計算機預(yù)裝有GX DEVELOPER Ver 8.0軟件，完成PLC程序設(shè)計、開發(fā)、調(diào)試工作以及和上位機的通訊。如果需要可以隨時對程序運行監(jiān)控和編輯。
3、 PLC程序結(jié)構(gòu)
PLC程序編程可分為五部分:第一部分是設(shè)備的邏輯順序啟車；第二部分是設(shè)備的邏輯停車；第三部分是設(shè)備故障邏輯停車；第四部分是設(shè)備非連鎖狀態(tài)的單機運行；第四部分是模擬量的PID調(diào)節(jié)(PID調(diào)節(jié)編程可以參考PID Control Instructions)。
三、 系統(tǒng)主要功能
1、 監(jiān)控功能
洗煤廠重介洗選生產(chǎn)線全部設(shè)備的運行狀態(tài)可以通過兩臺上位機操作站監(jiān)控并動態(tài)模擬顯示。通過上位機發(fā)出啟車信號自動啟動洗煤生產(chǎn)線的設(shè)備，對生產(chǎn)線的設(shè)備故障進行自動診斷，根據(jù)故障點位置按邏輯程序自動停車。中央集控室上位機可以單機啟車。
2、調(diào)節(jié)控制功能
洗煤廠各設(shè)備間的耦合程度高，單臺設(shè)備故障會直接影響整條生產(chǎn)線生產(chǎn)，因此在PLC編程中對合格介質(zhì)懸浮液密度、合格介質(zhì)懸浮液磁性物含量、重介旋流器入口壓力、合介桶液位等工藝參數(shù)PID調(diào)節(jié)作了優(yōu)化編程，使其能在上位機輕松實現(xiàn)手/自動無擾動切換，從而不會影響生產(chǎn)線生產(chǎn)。
3、報警功能
系統(tǒng)具有故障報警（水泵、電機等啟停故障）和密度、液位、壓力等工藝參數(shù)超限報警。
4、系統(tǒng)聯(lián)鎖功能
系統(tǒng)可以現(xiàn)場操作、計算機聯(lián)動和自動運行，并相互聯(lián)鎖。
5、通訊狀態(tài)顯示功能
系統(tǒng)可以顯示PLC與兩臺上位機之間的通訊狀態(tài)。
6、報表記錄功能
系統(tǒng)可以準確的記錄每臺設(shè)備的運行情況（啟動時間、停止時間、值班操作員）可以根據(jù)需要打印該報表。
7、曲線功能
系統(tǒng)可以對密度、液位、壓力等工藝參數(shù)，以實時曲線、歷史曲線的形式直觀的顯示在上位機畫面上。
8、權(quán)限功能
為防止誤操作和非專業(yè)人員隨意改動參數(shù)，該系統(tǒng)分為三級權(quán)限分別為操作員（只能對一部分畫面進行操作）、管理員（增加減少用戶名修改密碼）、工程師（最高權(quán)限）
根據(jù)洗煤廠工藝控制流程和實際要求，將系統(tǒng)分為三級控制具體技術(shù)思路如下：
1、 控制運算級
第一級以日本三菱公司的新型Q系列PLC為控制核心，實現(xiàn)對洗煤廠設(shè)備的順序啟車、順序停車、故障邏輯停車以及特殊要求的單臺設(shè)備控制，對模擬量信號合格介質(zhì)懸浮液密度、合格介質(zhì)懸浮液磁性物含量、重介旋流器入口壓力、合介桶液位的PID調(diào)節(jié)。
2、 集中監(jiān)控管理級
第二級由兩臺工業(yè)控制計算機聯(lián)網(wǎng)作為系統(tǒng)人－機交互窗口，組態(tài)軟件采用“組態(tài)王”工控軟件，實現(xiàn)對工藝運行數(shù)據(jù)的采集、圖形監(jiān)視、動態(tài)顯示、記錄分析、參數(shù)報警、日報表打印以及對現(xiàn)場設(shè)備邏輯啟停等功能，兩臺計算機可以監(jiān)控不同的畫面，并具有相同的操作功能。計算機操作站放置在中央集控室，可以隨時了解電機、水泵、儀器設(shè)備的運行狀況，便于生產(chǎn)調(diào)度指揮。該系統(tǒng)還配有生產(chǎn)調(diào)度模擬盤，顯示全廠生產(chǎn)線設(shè)備的運行、停止狀態(tài)。
3、 現(xiàn)場信號工作站
現(xiàn)場有70個工作站，可對現(xiàn)場電機、水泵等進行啟停及啟停顯示、報警?，F(xiàn)場信號工作站有三種工作狀態(tài)：（1）自動狀態(tài)時工作站所控制的設(shè)備由集控室控制；（2）手動狀態(tài)時信號工作站所控制的設(shè)備不受中央集控室控制由信號工作站控制；（3）零位狀態(tài)時信號工作站所控制的設(shè)備不受中央集控室和工作站控制，用于設(shè)備檢修?，F(xiàn)場工作站設(shè)備出現(xiàn)故障時能向集控室發(fā)出故障信號。在70個信號工作站中有16個信號工作站要有準備好信號輸入，以便在自動狀態(tài)時通知中央集控室此工作站已經(jīng)準備就緒，中央集控室根據(jù)16個工作站全部準備就緒的信號發(fā)出啟車信號后啟動生產(chǎn)線。
二、系統(tǒng)控制結(jié)構(gòu)設(shè)計
1、 控制系統(tǒng)軟硬件配置
系統(tǒng)控制級PLC（下位機）以三菱公司的Q系列PLC為系統(tǒng)控制核心；采用GX DEVELOPER Ver 8.0編程軟件完成PLC系統(tǒng)組態(tài)編程（程序結(jié)構(gòu)設(shè)計、地址定義、梯形圖編寫）程序調(diào)試。
監(jiān)控站（上位機）采用基于bbbbbbs 2000操作系統(tǒng)，選用“組態(tài)王”組態(tài)軟件完成監(jiān)控畫面組態(tài)、變量定義、設(shè)備運行狀態(tài)畫面組態(tài)、實時\歷史曲線畫面組態(tài)、報表組態(tài)。
現(xiàn)場液位傳感器采用超聲波液位計，能精確的采集現(xiàn)場液位信號，再通過富士變頻器對水泵進行控制，從而實現(xiàn)對液位的PID調(diào)節(jié)。
整個控制系統(tǒng)實際I/O點總計如下：
數(shù)字量I/O點數(shù):DI 90點 DO 58點
模擬量I/O通道:AI 8點 AO 8點
2、系統(tǒng)組網(wǎng)和PLC編程
兩個監(jiān)控站（上位機）之間采用以太網(wǎng)通訊，“組態(tài)王”組態(tài)時只需將兩臺計算機設(shè)定為“Web”通訊。其中一臺計算機預(yù)裝有GX DEVELOPER Ver 8.0軟件，完成PLC程序設(shè)計、開發(fā)、調(diào)試工作以及和上位機的通訊。如果需要可以隨時對程序運行監(jiān)控和編輯。
3、 PLC程序結(jié)構(gòu)
PLC程序編程可分為五部分:第一部分是設(shè)備的邏輯順序啟車；第二部分是設(shè)備的邏輯停車；第三部分是設(shè)備故障邏輯停車；第四部分是設(shè)備非連鎖狀態(tài)的單機運行；第四部分是模擬量的PID調(diào)節(jié)(PID調(diào)節(jié)編程可以參考PID Control Instructions)。
三、 系統(tǒng)主要功能
1、 監(jiān)控功能
洗煤廠重介洗選生產(chǎn)線全部設(shè)備的運行狀態(tài)可以通過兩臺上位機操作站監(jiān)控并動態(tài)模擬顯示。通過上位機發(fā)出啟車信號自動啟動洗煤生產(chǎn)線的設(shè)備，對生產(chǎn)線的設(shè)備故障進行自動診斷，根據(jù)故障點位置按邏輯程序自動停車。中央集控室上位機可以單機啟車。
2、調(diào)節(jié)控制功能
洗煤廠各設(shè)備間的耦合程度高，單臺設(shè)備故障會直接影響整條生產(chǎn)線生產(chǎn)，因此在PLC編程中對合格介質(zhì)懸浮液密度、合格介質(zhì)懸浮液磁性物含量、重介旋流器入口壓力、合介桶液位等工藝參數(shù)PID調(diào)節(jié)作了優(yōu)化編程，使其能在上位機輕松實現(xiàn)手/自動無擾動切換，從而不會影響生產(chǎn)線生產(chǎn)。
3、報警功能
系統(tǒng)具有故障報警（水泵、電機等啟停故障）和密度、液位、壓力等工藝參數(shù)超限報警。
4、系統(tǒng)聯(lián)鎖功能
系統(tǒng)可以現(xiàn)場操作、計算機聯(lián)動和自動運行，并相互聯(lián)鎖。
5、通訊狀態(tài)顯示功能
系統(tǒng)可以顯示PLC與兩臺上位機之間的通訊狀態(tài)。
6、報表記錄功能
系統(tǒng)可以準確的記錄每臺設(shè)備的運行情況（啟動時間、停止時間、值班操作員）可以根據(jù)需要打印該報表。
7、曲線功能
系統(tǒng)可以對密度、液位、壓力等工藝參數(shù)，以實時曲線、歷史曲線的形式直觀的顯示在上位機畫面上。
8、權(quán)限功能
為防止誤操作和非專業(yè)人員隨意改動參數(shù)，該系統(tǒng)分為三級權(quán)限分別為操作員（只能對一部分畫面進行操作）、管理員（增加減少用戶名修改密碼）、工程師（最高權(quán)限）
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