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摘要：邢台矿选煤厂在2009年后半年进行扩能改造，新增一套AB公司的PLC系统，解决了新老PLC系统的接口问题以及通讯问题，并对两套系统的控制方法进行对比应用。
关键词：PLC 通讯 控制原理 Controllogix系统 AB
1 概述
随着采煤机械化程度的提高、地质条件的变化和矿井开采年限的增加，近几年，邢台矿各煤层的开采比例发生变化、致使原煤灰分升高，可选性变差，原煤质量有逐渐恶化的趋势。同时，原煤入选比重也有较大的增长，邢台矿选煤厂必须进行扩能技术改造。
冀中能源邢台矿选煤厂在2009年7月开始扩建，2010年1月完工投产，改造工程为增建一套入洗能力1.50Mt/a洗选系统及一套外来煤系统，改造后全厂入洗能力达到3.50Mt/a。
在改造过程中，由于原有一套运行完好的Honeywell公司的DCS系统，考虑到AB的控制器可以与其兼容，可以在最短的时间完成内新旧控制系统的切换，使系统的可靠性更高，故采用AB的PLC系统。
2 新老系统的接口问题
在新建主厂房低压配电室设置控制主站和控制分站，控制器采用AB的ControlLogix1756-L62处理器，外来煤筛分车间配电室设置控制分站。
该PLC系统由电源模块、CPU模块、通讯模块、输入模块和输出模块组成。电源模块直接安装在Controllogix 机架的左端。Controllogix 机架有4、7、10、13或17槽五种类型，本次改造采用了17 槽的机架。模块可以插在机架上任意一个槽位内。Controllogix 输入输出模块都是模块式安装的。Controllogix 输入输出模块的最大通道数是32通道。每个模块的可拆卸端子块的机械锁可以防止向模块施加错误的电压。输入输出模块可以进行带电插拔。
所以，将老厂房的Honeywell控制系统，去掉原有控制器和通讯模块，更换为AB的ControlLogix1756-L62处理器和AB的通讯模块，原有的I /O模块不变接着应用，采用Controlnet控制网通讯，作为新系统的一个控制分站。
3 通讯模块
系统内的主站和分站通过现场总线Controlnet相连，控制系统的上位机与下位机之间采用工业以太网通讯。通过运行AB公司的组态软件RSVIEW实现全厂范围内设备的监控。
本次改造方式是目前PLC控制系统主导组网形式，控制系统的三层网络结构更清晰。管理层为工业以太网、控制层为现场总线、设备层为控制I/O模块。控制系统通过防火墙很容易地接入企業信息管理系统。
以太网Ethernet/IP采用标准的Ethernet TCP/IP，包括协议、芯片和介质，并在顶层植入了基于NetLinx架构的IP，即工业协议（Industrial Protocol）。1756-ENBT模块作为Controllogix控制器通过Ethernet/IP网络与其他设备通信的接口，该模块支持I/O控制，与人机界面（HMI）通讯，组态和编程，例如上载和下载，为1756I/O模块提供适配器功能，可作为网络服务器发布诊断和状态信息。
控制网（ControlNet）是一种具有高速，高度确定性和可重复性的网络，它处于体系结构的中间层次，它对于同一链路上的I/O，实时互锁，对等通信报文传送和编程操作，均具有相同的带宽。控制网具有高吞吐量，资源共享，组态和编程简单，传输介质为同轴电缆或光纤，支持冗余介质，体系结构灵活和安装费用低等特点。
通过本次技术改造对整个控制系统和网络进行一次全面完善和整合，使控制系统的软硬件均升级成目前的最新产品，为今后的发展提供更大的空间。本次改造在集控室新增设置工控机2台，配液晶显示器。
4 新老系统参控设备控制
新系统在完成后，新老系统既能同时运转，又可以单独运行。两个系统同时运转入洗原煤量可达700多吨以上，月洗精煤量平均达18万吨左右。全系统所有设备（包括空压机、浓缩机、加压泵、浮选机、快开隔膜压滤机、离心机、磁选机、各类运输、筛分、破碎、搅拌、监测等设备）的集中控制包括系统设备的集中联锁起停车、远方单起单停和就地起停三种方式。启车过程、运行过程和停车过程原则上设备间按逆煤流闭锁，当某一台设备出现故障时，打到解锁状态，可以单停单启，不影响其他设备集控状态。
在两个系统中，参控设备大部分都是一样的，但是由于老系统用的是原有的控制方式，新系统的控制原理方式是由大地设计公司设计，故存在一些异同点。以老系统的501皮带和新系统的2206皮带为例，相同设备控制异同点如下图1、图2所示：
以老系统该501皮带为例，在集控系统中，有5个数字量输入进PLC，1个数字量输出从PLC。501QA、501TA、501JQ信号是从现场取的，501CJ、501RJ信号是从配电柜取的。当有输出时，J109中间继电器得电，它的常开触点闭合，从而501CJ KM接触器线圈得电，该线圈主回路中的常开触点闭合，501皮带电机运转。
以新系统该2206皮带为例，在集控系统中，有5个数字量输入进PLC，1个数字量输出从PLC。电源和2206KM信号是从配电柜取的，2206SF、2206SS信号是从现场取的，故障信号是从PLC控制柜接线端子取的。当有输出时，2206K1中间继电器得电，它的常开触点闭合，从而2206KM接触器线圈得电，该线圈主回路中的常开触点闭合，2206皮带电机运转。
5 结束语
新系统建成后，两个系统同时运转，新老系统的PLC控制系统既可以单独运转，又可以是主站与分站的关系。在实际生产中，采用集中控制起、停车，减少设备空运转时间，从整体上节约能源。
所有生产运行设备，其运行数据如过载、短路、漏电、断路器等都和PLC系统通讯，可以实现在线检测功能。系统可以准确诊断故障地点，故障种类，故障发生时间，了解故障排除情况。事故信息更为全面，帮助维护、维修人员缩短了事故检修时间。
通过对主要工艺参数进行统计和分析，自动形成各主要参数的变化趋势和历史曲线；与控制指标所做出的报警线相比较，如遇“超限”则实时报警，使调度员的操作更为简便，及时调控有关参数。
所有设备都采用集控方式启车，大大缩短了开车时间，保证了洗精煤时间，通过对工艺参数的调控，使两个系统的每个环节都处于最佳状态，同时保证了洗精煤的质量和产量，为邢台矿洗煤厂创造了很大的社会效益和经济效益。
参考文献：
[1]钱晓龙.ControlLogix系统电力行业自动化应用培训教程.东北大学罗克韦尔自动化实验室，2008.2.
[2]中国煤炭加工利用协会组织.选煤实用技术手册.中国矿业大学出版社，2008.1.
[3]王峰，周丽萍.西门子冗余PLC系统在高炉中的应用[J].价值工程，2011（23）.
作者简介：
左文凤（1985-），女，河北邢台人，毕业于河北工程大学，邢台矿选煤厂电气助理工程师。
关键词：PLC 通讯 控制原理 Controllogix系统 AB
1 概述
随着采煤机械化程度的提高、地质条件的变化和矿井开采年限的增加，近几年，邢台矿各煤层的开采比例发生变化、致使原煤灰分升高，可选性变差，原煤质量有逐渐恶化的趋势。同时，原煤入选比重也有较大的增长，邢台矿选煤厂必须进行扩能技术改造。
冀中能源邢台矿选煤厂在2009年7月开始扩建，2010年1月完工投产，改造工程为增建一套入洗能力1.50Mt/a洗选系统及一套外来煤系统，改造后全厂入洗能力达到3.50Mt/a。
在改造过程中，由于原有一套运行完好的Honeywell公司的DCS系统，考虑到AB的控制器可以与其兼容，可以在最短的时间完成内新旧控制系统的切换，使系统的可靠性更高，故采用AB的PLC系统。
2 新老系统的接口问题
在新建主厂房低压配电室设置控制主站和控制分站，控制器采用AB的ControlLogix1756-L62处理器，外来煤筛分车间配电室设置控制分站。
该PLC系统由电源模块、CPU模块、通讯模块、输入模块和输出模块组成。电源模块直接安装在Controllogix 机架的左端。Controllogix 机架有4、7、10、13或17槽五种类型，本次改造采用了17 槽的机架。模块可以插在机架上任意一个槽位内。Controllogix 输入输出模块都是模块式安装的。Controllogix 输入输出模块的最大通道数是32通道。每个模块的可拆卸端子块的机械锁可以防止向模块施加错误的电压。输入输出模块可以进行带电插拔。
所以，将老厂房的Honeywell控制系统，去掉原有控制器和通讯模块，更换为AB的ControlLogix1756-L62处理器和AB的通讯模块，原有的I /O模块不变接着应用，采用Controlnet控制网通讯，作为新系统的一个控制分站。
3 通讯模块
系统内的主站和分站通过现场总线Controlnet相连，控制系统的上位机与下位机之间采用工业以太网通讯。通过运行AB公司的组态软件RSVIEW实现全厂范围内设备的监控。
本次改造方式是目前PLC控制系统主导组网形式，控制系统的三层网络结构更清晰。管理层为工业以太网、控制层为现场总线、设备层为控制I/O模块。控制系统通过防火墙很容易地接入企業信息管理系统。
以太网Ethernet/IP采用标准的Ethernet TCP/IP，包括协议、芯片和介质，并在顶层植入了基于NetLinx架构的IP，即工业协议（Industrial Protocol）。1756-ENBT模块作为Controllogix控制器通过Ethernet/IP网络与其他设备通信的接口，该模块支持I/O控制，与人机界面（HMI）通讯，组态和编程，例如上载和下载，为1756I/O模块提供适配器功能，可作为网络服务器发布诊断和状态信息。
控制网（ControlNet）是一种具有高速，高度确定性和可重复性的网络，它处于体系结构的中间层次，它对于同一链路上的I/O，实时互锁，对等通信报文传送和编程操作，均具有相同的带宽。控制网具有高吞吐量，资源共享，组态和编程简单，传输介质为同轴电缆或光纤，支持冗余介质，体系结构灵活和安装费用低等特点。
通过本次技术改造对整个控制系统和网络进行一次全面完善和整合，使控制系统的软硬件均升级成目前的最新产品，为今后的发展提供更大的空间。本次改造在集控室新增设置工控机2台，配液晶显示器。
4 新老系统参控设备控制
新系统在完成后，新老系统既能同时运转，又可以单独运行。两个系统同时运转入洗原煤量可达700多吨以上，月洗精煤量平均达18万吨左右。全系统所有设备（包括空压机、浓缩机、加压泵、浮选机、快开隔膜压滤机、离心机、磁选机、各类运输、筛分、破碎、搅拌、监测等设备）的集中控制包括系统设备的集中联锁起停车、远方单起单停和就地起停三种方式。启车过程、运行过程和停车过程原则上设备间按逆煤流闭锁，当某一台设备出现故障时，打到解锁状态，可以单停单启，不影响其他设备集控状态。
在两个系统中，参控设备大部分都是一样的，但是由于老系统用的是原有的控制方式，新系统的控制原理方式是由大地设计公司设计，故存在一些异同点。以老系统的501皮带和新系统的2206皮带为例，相同设备控制异同点如下图1、图2所示：
以老系统该501皮带为例，在集控系统中，有5个数字量输入进PLC，1个数字量输出从PLC。501QA、501TA、501JQ信号是从现场取的，501CJ、501RJ信号是从配电柜取的。当有输出时，J109中间继电器得电，它的常开触点闭合，从而501CJ KM接触器线圈得电，该线圈主回路中的常开触点闭合，501皮带电机运转。
以新系统该2206皮带为例，在集控系统中，有5个数字量输入进PLC，1个数字量输出从PLC。电源和2206KM信号是从配电柜取的，2206SF、2206SS信号是从现场取的，故障信号是从PLC控制柜接线端子取的。当有输出时，2206K1中间继电器得电，它的常开触点闭合，从而2206KM接触器线圈得电，该线圈主回路中的常开触点闭合，2206皮带电机运转。
5 结束语
新系统建成后，两个系统同时运转，新老系统的PLC控制系统既可以单独运转，又可以是主站与分站的关系。在实际生产中，采用集中控制起、停车，减少设备空运转时间，从整体上节约能源。
所有生产运行设备，其运行数据如过载、短路、漏电、断路器等都和PLC系统通讯，可以实现在线检测功能。系统可以准确诊断故障地点，故障种类，故障发生时间，了解故障排除情况。事故信息更为全面，帮助维护、维修人员缩短了事故检修时间。
通过对主要工艺参数进行统计和分析，自动形成各主要参数的变化趋势和历史曲线；与控制指标所做出的报警线相比较，如遇“超限”则实时报警，使调度员的操作更为简便，及时调控有关参数。
所有设备都采用集控方式启车，大大缩短了开车时间，保证了洗精煤时间，通过对工艺参数的调控，使两个系统的每个环节都处于最佳状态，同时保证了洗精煤的质量和产量，为邢台矿洗煤厂创造了很大的社会效益和经济效益。
参考文献：
[1]钱晓龙.ControlLogix系统电力行业自动化应用培训教程.东北大学罗克韦尔自动化实验室，2008.2.
[2]中国煤炭加工利用协会组织.选煤实用技术手册.中国矿业大学出版社，2008.1.
[3]王峰，周丽萍.西门子冗余PLC系统在高炉中的应用[J].价值工程，2011（23）.
作者简介：
左文凤（1985-），女，河北邢台人，毕业于河北工程大学，邢台矿选煤厂电气助理工程师。