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摘要：本文介绍了印度EIL焦炉备煤自动化系统工艺设备组成、工艺过程及自动化系统设计和主要控制程序的编制方法。
关键词：输煤；PLC；冗余
中图分类号：TP311.52 文献标识码：A 文章编号：1007-9599 (2012) 11-0000-02
一、前言
印度EIL公司新建50万吨立式焦炉和卧式焦炉各一座，需要配套建设一套备煤系统完成所需煤種的配煤及运输，以保障焦炉生产所需要的原料。该输煤自动化系统能根据工艺要求完成配煤及输煤，并满足印方技术人员提出的一些要求。
二、自动控制系统设计及控制程序编制
该系统包括配煤槽及输煤皮带，系统料流如下：
第一：原料场输煤皮带机（原料场工艺负责）－PM2皮带机（带犁式卸料器）－配煤槽煤仓。
第二：圆盘给料机—电子配料秤—PM3皮带机（带除铁器）－PM4皮带机－粉碎机—PM5皮带机—双轴混合机—PM6皮带机—PM7皮带机—PM8皮带机－PM9可逆皮带机。
PM10皮带机（带犁式卸料器）－立式焦炉煤塔
PM11皮带机（带犁式卸料器）－卧式焦炉煤塔
根据印方技术要求，该自动控制系统选用西门子S7-414H 双冗余可编程控制器以及热插拔模块实现控制功能要求。编程软件选用STEP7 5.5,上位机监控软件选用与该自动控制系统配套的wincc6.2软件。
（一）自动控制系统设计如下图所示
（二）控制要求
1.对于配煤系统
由原料场来的原料有气煤、肥煤、焦煤、瘦煤、1/3焦煤、无烟煤、气肥煤、贫气煤、备用煤，分别对应不同的1#-10#料仓。每个料仓上方有一个犁式卸料器，共9个，10#料仓不需要加犁式卸料器，由皮带直接卸入料仓。不同的煤经PM2皮带机输送到配煤槽至料仓的上方，该仓的犁式卸料器落下使来料进入相应的煤仓。煤仓有料位计可显示仓内料位的高度，当料位达到一定程度时，将原料停止输送信号传至原料厂控制室，原料场应停止供料，皮带上的余料完全进入相应的料仓并达到仓内料位高限度的要求。当来料改变的时候，原有落下的犁式卸料器抬起，再使相应的料仓上的犁式卸料器压下，使来料落入相应的煤仓。煤仓璧上安装有空气炮，当某个煤仓发生堵料故障时报警，提示由操作人员手动启动空气炮，使煤仓壁振动，使堵料落下，空气炮动作不参与联锁。
2.对于输煤系统
（1）开机顺序
每一条料流系统在开机时，必须按照由PM10或PM11到圆盘给料机的顺序依次开启各设备，相邻设备启动间隔时间为3～10秒。
（2）停机顺序
每一条料流系统在停机时，必须按照由圆盘给料机到PM10或PM11的顺序依次停止各设备，相邻设备停止间隔时间为3～10秒（在3－120s内可调）。
（3）事故停机
在一个料流系统中，如果其中一台设备发生故障出现紧急停机的情况，本料流其他设备必须全部同时停机。
（4）事故停机的条件
每条皮带机上安全拉绳开关、防堵料装置、零速保护装置作用后设备必须停机；“跑偏开关”作用时不停机仅分等级报警。
（三）程序编制
在图纸设计及程序编制时为便于系统的编程、监控画面制作、调试及维护，对于编号不同的相同设备信号地址或中间变量地址设定尽可能采用相类似的地址。符号表由设备编号及信号含义组成。比如PM4皮带拉绳开关、跑偏开关、测速开关、堵料开关的地址设定为I0.0、I0.1、I0.2、I0.3，符号表为PM4_rope、PM4_demerit、PM4_velocity、PM4_blocking.PM5皮带的相同信号地址则设定为I1.0、I1.1、I1.2、I1.3，符号表为PM4_rope、PM4_demerit、PM4_velocity、PM4_blocking。其他相同设备信号地址依次类推。皮带的顺序启动及停止以相邻皮带电机的接触器辅助触点作为启动或停止信号。
PM10皮带机启动停止及故障处理程序编制如下（限于篇幅只显示一部分程序）：
（四）监控画面功能
（一）输煤系统控制过程。即由煤仓将煤输送到卧式焦炉和立式焦炉煤塔。先设定配料既每种煤的重量，在料单中填写。
（二）料流选择。料流是到卧式焦炉煤塔（流料选择PM11）还是到立式焦炉煤塔（流料选择PM10），选择连锁，选择启动按钮。当立式焦炉煤塔或者卧式焦炉煤塔内煤仓达到一定料位，配煤槽停止落煤，输煤系统会将皮带机上的煤输送完毕自动停止。所有参与联锁的相关设备均需切到远程状态并均无故障的前提下方可实现该料流的顺利启停控制；同时在画面中还设有一黄色紧急停车按钮，如果生产中出现紧急情况，通过点击系统急停按钮可以马上停止该料流所有连锁控制设备。而生产中如果其中一台设备出现故障或异常停机，则该料流本设备以上所有设备会马上停止运行，而下游设备仍正常工作，此时应将系统切换到单动模式，通过机旁检测、远程单动测试进行故障处理，当故障排除并通过主画面相应位置的故障复位按钮手动确认复位后方可将系统切换联动控制模式，并再次联动启动该料流。画面中设有手动料线声光报警启电铃按钮，可随时对现场相关区域发出报警警示。而当在组操作控制小窗口中，将系统切换到单动控制模式时，联动控制命令无效，并不予显示。此时应关闭组控制小窗口，通过鼠标点击主画面中相应设备分别弹出该设备的手动控制小窗口，可分别对各工艺设备单独进行操作，各单控设备窗口中，相应状态信号来到，其对应后面矩形区域会以绿色显示提示。
（三）其它可控设备如各行走电机及闸阀等，鼠标点击主画面中相应各设备即弹出该设备控制小窗口，实现对其的启停、开关及故障复位操作。如下图所示为系统启动画面及PM11皮带机操作画面：
（四）故障复位说明，在系统启动画面所设故障复位按钮为对该联动控制所有连锁设备的故障复位。
（五）画面显示说明：各传动设备呈现绿色表示运行状态，红色为停止状态，黄色表示故障或设备异常。阀门绿色为开到位，红色为关到位，黄色为故障，蓝色为正在开运行，紫色为正在关运行。
三：结束语
该系统投运后，能够实现设备按照工艺要求自动运行，在出现故障时，能够报警并能根据故障自动停机，满足该系统工艺要求，得到印方技术人员的肯定。
关键词：输煤；PLC；冗余
中图分类号：TP311.52 文献标识码：A 文章编号：1007-9599 (2012) 11-0000-02
一、前言
印度EIL公司新建50万吨立式焦炉和卧式焦炉各一座，需要配套建设一套备煤系统完成所需煤種的配煤及运输，以保障焦炉生产所需要的原料。该输煤自动化系统能根据工艺要求完成配煤及输煤，并满足印方技术人员提出的一些要求。
二、自动控制系统设计及控制程序编制
该系统包括配煤槽及输煤皮带，系统料流如下：
第一：原料场输煤皮带机（原料场工艺负责）－PM2皮带机（带犁式卸料器）－配煤槽煤仓。
第二：圆盘给料机—电子配料秤—PM3皮带机（带除铁器）－PM4皮带机－粉碎机—PM5皮带机—双轴混合机—PM6皮带机—PM7皮带机—PM8皮带机－PM9可逆皮带机。
PM10皮带机（带犁式卸料器）－立式焦炉煤塔
PM11皮带机（带犁式卸料器）－卧式焦炉煤塔
根据印方技术要求，该自动控制系统选用西门子S7-414H 双冗余可编程控制器以及热插拔模块实现控制功能要求。编程软件选用STEP7 5.5,上位机监控软件选用与该自动控制系统配套的wincc6.2软件。
（一）自动控制系统设计如下图所示
（二）控制要求
1.对于配煤系统
由原料场来的原料有气煤、肥煤、焦煤、瘦煤、1/3焦煤、无烟煤、气肥煤、贫气煤、备用煤，分别对应不同的1#-10#料仓。每个料仓上方有一个犁式卸料器，共9个，10#料仓不需要加犁式卸料器，由皮带直接卸入料仓。不同的煤经PM2皮带机输送到配煤槽至料仓的上方，该仓的犁式卸料器落下使来料进入相应的煤仓。煤仓有料位计可显示仓内料位的高度，当料位达到一定程度时，将原料停止输送信号传至原料厂控制室，原料场应停止供料，皮带上的余料完全进入相应的料仓并达到仓内料位高限度的要求。当来料改变的时候，原有落下的犁式卸料器抬起，再使相应的料仓上的犁式卸料器压下，使来料落入相应的煤仓。煤仓璧上安装有空气炮，当某个煤仓发生堵料故障时报警，提示由操作人员手动启动空气炮，使煤仓壁振动，使堵料落下，空气炮动作不参与联锁。
2.对于输煤系统
（1）开机顺序
每一条料流系统在开机时，必须按照由PM10或PM11到圆盘给料机的顺序依次开启各设备，相邻设备启动间隔时间为3～10秒。
（2）停机顺序
每一条料流系统在停机时，必须按照由圆盘给料机到PM10或PM11的顺序依次停止各设备，相邻设备停止间隔时间为3～10秒（在3－120s内可调）。
（3）事故停机
在一个料流系统中，如果其中一台设备发生故障出现紧急停机的情况，本料流其他设备必须全部同时停机。
（4）事故停机的条件
每条皮带机上安全拉绳开关、防堵料装置、零速保护装置作用后设备必须停机；“跑偏开关”作用时不停机仅分等级报警。
（三）程序编制
在图纸设计及程序编制时为便于系统的编程、监控画面制作、调试及维护，对于编号不同的相同设备信号地址或中间变量地址设定尽可能采用相类似的地址。符号表由设备编号及信号含义组成。比如PM4皮带拉绳开关、跑偏开关、测速开关、堵料开关的地址设定为I0.0、I0.1、I0.2、I0.3，符号表为PM4_rope、PM4_demerit、PM4_velocity、PM4_blocking.PM5皮带的相同信号地址则设定为I1.0、I1.1、I1.2、I1.3，符号表为PM4_rope、PM4_demerit、PM4_velocity、PM4_blocking。其他相同设备信号地址依次类推。皮带的顺序启动及停止以相邻皮带电机的接触器辅助触点作为启动或停止信号。
PM10皮带机启动停止及故障处理程序编制如下（限于篇幅只显示一部分程序）：
（四）监控画面功能
（一）输煤系统控制过程。即由煤仓将煤输送到卧式焦炉和立式焦炉煤塔。先设定配料既每种煤的重量，在料单中填写。
（二）料流选择。料流是到卧式焦炉煤塔（流料选择PM11）还是到立式焦炉煤塔（流料选择PM10），选择连锁，选择启动按钮。当立式焦炉煤塔或者卧式焦炉煤塔内煤仓达到一定料位，配煤槽停止落煤，输煤系统会将皮带机上的煤输送完毕自动停止。所有参与联锁的相关设备均需切到远程状态并均无故障的前提下方可实现该料流的顺利启停控制；同时在画面中还设有一黄色紧急停车按钮，如果生产中出现紧急情况，通过点击系统急停按钮可以马上停止该料流所有连锁控制设备。而生产中如果其中一台设备出现故障或异常停机，则该料流本设备以上所有设备会马上停止运行，而下游设备仍正常工作，此时应将系统切换到单动模式，通过机旁检测、远程单动测试进行故障处理，当故障排除并通过主画面相应位置的故障复位按钮手动确认复位后方可将系统切换联动控制模式，并再次联动启动该料流。画面中设有手动料线声光报警启电铃按钮，可随时对现场相关区域发出报警警示。而当在组操作控制小窗口中，将系统切换到单动控制模式时，联动控制命令无效，并不予显示。此时应关闭组控制小窗口，通过鼠标点击主画面中相应设备分别弹出该设备的手动控制小窗口，可分别对各工艺设备单独进行操作，各单控设备窗口中，相应状态信号来到，其对应后面矩形区域会以绿色显示提示。
（三）其它可控设备如各行走电机及闸阀等，鼠标点击主画面中相应各设备即弹出该设备控制小窗口，实现对其的启停、开关及故障复位操作。如下图所示为系统启动画面及PM11皮带机操作画面：
（四）故障复位说明，在系统启动画面所设故障复位按钮为对该联动控制所有连锁设备的故障复位。
（五）画面显示说明：各传动设备呈现绿色表示运行状态，红色为停止状态，黄色表示故障或设备异常。阀门绿色为开到位，红色为关到位，黄色为故障，蓝色为正在开运行，紫色为正在关运行。
三：结束语
该系统投运后，能够实现设备按照工艺要求自动运行，在出现故障时，能够报警并能根据故障自动停机，满足该系统工艺要求，得到印方技术人员的肯定。