A-B PLC石油焦轉運站系統(tǒng)的應用
0 引言
工業(yè)企業(yè)自動化技術發(fā)展邀耽，PLC (Programmable Logic Controller,又稱可編程控器)，以其可靠性、靈活性官帘、優(yōu)良性能價格比、使用方便等特點工業(yè)控制領域迅猛發(fā)昧谊，到了越來越廣泛應用刽虹。
石油焦是鋁電解用碳素陽極生產(chǎn)主要原料。石油焦轉運系統(tǒng)呢诬，是把貯存?zhèn)}庫中石油焦涌哲，破碎篩分處理成滿足煅燒需要原料，輸送到煅前料倉尚镰。該系統(tǒng)邏輯控制點多阀圾、自動化程度高、上下游設備間關聯(lián)度大狗唉，選用PLC進行自動控制初烘，并設立上位機進行全系統(tǒng)監(jiān)控。本文著重討論PLC系統(tǒng)中控制功能實現(xiàn)和上位機監(jiān)控界面開發(fā)音哟。
1 工藝介紹
石油焦轉運站系統(tǒng)主要由天車抓料系貌授、破碎篩分系、提升系蝠兽、分料輸送系衡孽、收塵系組成。用來滿足煅燒窯系統(tǒng)煅前日用料倉物料供給警综。主要抓料天車谨寂、調速皮帶、破碎機呵寂、篩分機脆携、輸送皮帶、斗式提升機豌魏、分料擋板等設備組成瞭核。其中破碎篩分系、提升系是兩套系統(tǒng)唉私，破碎篩分系統(tǒng)可以一備一用绎蒙，也可以同時工作；提升系實現(xiàn)設備一備一用捻爷。工藝流程簡圖見下圖1.
圖1石油焦轉運站工藝流程簡圖
2 控制系統(tǒng)設計及實現(xiàn)
2.1 SLC500特點
SLC500模塊化可編程控制器及輸入輸出模塊由羅克韋爾自動化公司生產(chǎn)辈灼，產(chǎn)品目錄號為1746和1747系列份企。該系列產(chǎn)品采用框架式結構，為不同工業(yè)現(xiàn)場使用提供了同樣穩(wěn)定可靠平臺巡莹。SLC500系統(tǒng)構成處理器司志、輸入輸出模塊和相關外部設備。處理器功能強大降宅、使用靈活骂远，并有各種內置通訊方式和不同容量內存供用戶按需選擇。用戶實際需要腰根，輸入輸出模塊可以非常方便擴展激才。同時羅克韋爾自動化提供了便捷內置通訊接口、種類豐富第三方專用模塊唠雕、簡單方便基于Windows平臺編程軟件贸营。SLC500成為當前市場上最為流行中小型PLC之一。
2.2 硬件配置
基于SLC上述特點岩睁，本系統(tǒng)采用了美國羅克韋爾自動化公司SLC505 PLC钞脂。系統(tǒng)所需輸入/輸出配置是：開關量輸入100點陌沟；開關量輸出50點豁箱；模擬量輸入5點煮卢；模擬量輸出2點扰魂；適當考慮余量基礎上猩缺，實際硬件配置如下：
≈瓴琛⑴ CPU選用1747-L551肢箕；
』跆薄⑵ 8塊開關量輸入宴宠，共16×8=128點澳券；4塊開關量輸出，共16×4=64點碾危；1塊模擬量輸入乎渊，共8×1=8點；1塊模擬量輸出丛铅，共4×1=4點崩蚀；
⑶ 兩個機架壤趴，分別是10槽和7槽涎拉；
⑷ 交換機一臺
〉脑病⑸ 上位監(jiān)控操作員站一個
」呐 ⑹ 工程師站一個
2.3 系統(tǒng)網(wǎng)絡拓撲
上位機RSLINX軟件，建立與PLC聯(lián)系，可以RS232和以太網(wǎng)任意一種通訊方式通訊毁枯。本控制系統(tǒng)中慈缔，上位機監(jiān)控操作員站以太網(wǎng)借助交換機與PLC進行通訊，設置工程師調試接口种玛，同時交換機預留和其他系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)交換和通訊端口。網(wǎng)絡拓撲圖見下圖2.
監(jiān)控軟件RSview-SE安裝上位監(jiān)控計算機瓤檐，開發(fā)出工藝流程界面赂韵，以太網(wǎng)把設備狀態(tài)點取上來，流程界面上顯示挠蛉；另把操作員發(fā)出操作命令送到PLC祭示，進而PLC輸出驅動相應設備做出動作響應。
網(wǎng)絡拓撲圖>
圖2 石油焦轉運站系統(tǒng)網(wǎng)絡拓撲圖
2.4 控制系統(tǒng)設計
PLC程序完成石油焦轉運自動控制系統(tǒng)谴古，結合上位監(jiān)控操作員站质涛，主控室實現(xiàn)對現(xiàn)場各個設備、工藝參數(shù)監(jiān)視少镇、控制胯炊、操作、調整效荷。
程序設計中回东，考慮上、下游設備之間關聯(lián)性密士，設計了相關連鎖保護成吓，下游設備不運行，上游設備無法啟動孙般；代表電機電流大小4~20mA信號模擬量輸入模塊采集進PLC切咸，送給監(jiān)控界面顯示，控制調速皮帶速度控制信號從監(jiān)控軟件寫到PLC谊蚣，再轉換成4~20mA標準模擬信號控制皮帶調速玲崩。
這個系統(tǒng)中有以下幾個需要注意、影響整個系統(tǒng)平穩(wěn)運行關鍵問題點：
2.4.1 實現(xiàn)系統(tǒng)設備線切換控制
工藝設計要求物忠，兩套篩分系統(tǒng)婚被、兩個分料擋板和兩臺斗式提升機必須可以線切換控制，即其中一套（臺）設備出現(xiàn)故障梳虽，操作人員可以不停料情況下址芯，立即把另外一套（臺）設備加入流程控制，出故障設備退出流程檢修窜觉。
設計程序中考慮了切換系統(tǒng)時谷炸，系統(tǒng)上、下游流程繼續(xù)運行禀挫，新進入流程和即將退出流程設備有一個時間段是同時運行旬陡，具體參數(shù)需要實際情況進行整定拓颓。這樣能確保退出流程設備里物料能夠完全排出，新進入流程設備不會造成堵料描孟。
2.4.2 自動停車保護
從安全角度考慮驶睦，輸送皮帶兩側安裝了拉繩開關。斗式提升機入口和出口處匿醒，安裝了堵料報警開關场航。設計程序時，編制了如下保護抢妈。
有人不小心摔到皮帶上違犯規(guī)定穿越（跨呼笨、鉆）正運行皮帶碰到拉繩開關，系統(tǒng)會立即停車栖俐，并發(fā)出聲光報警肪吁，提示操作人員前往檢查、處理肥寺。處理完畢后获踏，按壓復位按鈕清除故障，系統(tǒng)方可重新啟動癣偶。
一旦斗式提升機入口出口出現(xiàn)堵料噪旭，堵料開關動作，系統(tǒng)會立即停車恃楔，并發(fā)出聲光報警垢蔑，提示操作人員前往檢查、處理涡写。處理完畢后菩擦，按壓復位按鈕清除故障，系統(tǒng)方可重新啟動搅窿。
設計PLC程序時嘁酿，把兩個煅前日用料倉高限報警信號引到PLC程序，一旦煅前日用料倉料位超過高限報警男应，操作人員沒有發(fā)現(xiàn)闹司，程序會自動保護性停止系統(tǒng)。
2.4.3 收塵器脈沖振打控制
石油焦轉運系統(tǒng)中有三個收塵器沐飘，延長脈沖閥使用壽命游桩，咨詢廠家技術參數(shù)基礎上，設計了收塵器收塵布袋脈沖振打控制PLC程序耐朴。生產(chǎn)廠家提供數(shù)據(jù)借卧，設計PLC程序中采用定時器和計數(shù)器，精確控制收塵器收塵布袋脈沖振打時間和振打間隔時間，讓脈沖閥固定順序依次振打铐刘。
3 上位機監(jiān)控系統(tǒng)設計
3.1 RSview Supervisory Edition（RSview -SE）特點
RSview-SE作為Rockwell Software人機界面軟件產(chǎn)品家族一員陪每，支持諸如安全、畫面镰吵、報警檩禾、操作和報警記錄、趨勢等等HMI核心功能恃打，為企業(yè)提供集成一體化監(jiān)控方案钟唯，為目前市場主流上位機監(jiān)控軟件之一，廣泛應用于冶金市缠、化工、石油纫蝗、食品羔辉、建材、水處理等領域仇韩，深受廣大用戶喜愛睁衰。它主要有如下特點：
基于網(wǎng)絡分布式監(jiān)控、共用開發(fā)環(huán)境- RSview Studio塌纯、增強羅克韋爾自動化優(yōu)選連接方案蝴趾、直接I/O數(shù)據(jù)關聯(lián)、透明數(shù)據(jù)集成隆肪、畫面對象VBA支持愿味、數(shù)據(jù)通訊冗余熱備、集成了Windows安全怀樟。
3.2 監(jiān)控系統(tǒng)設計
正是看中了RSview-SE上述優(yōu)點功偿，本設計選用RSVIEW-SE上位機監(jiān)控軟件來實現(xiàn)石油焦轉運系統(tǒng)操作員上位機監(jiān)控。RSVIEW-SE提供了強大項目組態(tài)功能往堡，項目設計者可以利用現(xiàn)有圖形庫械荷，建立自己圖形對象，其模塊化設計方法虑灰，大大提高了項目開發(fā)效率吨瞎。
上位機監(jiān)控系統(tǒng)包括系統(tǒng)工藝流程圖畫面和PC操作臺畫面。操作臺界面上穆咐，設計了所有操作按鈕颤诀，防止誤操作，相關按鈕進行了集中放置庸娱；考慮到操作方便性着绊，部分設備設計了單動按鈕。工藝流程圖界面上，能形象反映現(xiàn)場設備運行狀況归露，采用動佳抗、靜結合，不同顏色表示不同狀態(tài)以及平面和立體相結合方式种烫，建立上位機畫面灵科。操作人員可以實時監(jiān)視和控制整個工藝流程設備運行狀況、主要工藝參數(shù)鼻御，并可方便畫面間切換揭轰。
畫面上設計了設備狀態(tài)，系統(tǒng)啟動前贰筹，按壓試燈按鈕少炎，不滿足啟動條件設備會出現(xiàn)紅燈閃爍，這樣檢修人員就直接到對應設備出檢查處理前挡，節(jié)約故障查找時間峡审，提高效率。
4 結束語
該系統(tǒng)自2004年8月設計調試完成并投入運行至今屎谆，系統(tǒng)穩(wěn)定拨聚，運行可靠，使用方便琐览，自動化程度高丑瞧，降低了定崗人員編制，提高了企業(yè)工作效率蜀肘；該系統(tǒng)具有一定安全保護能力绊汹，受到了用戶好評。同時該系統(tǒng)現(xiàn)場維護幌缝，設備調整和程序修改方便都體現(xiàn)了較強優(yōu)越性灸促，具有很好推廣應用價值。
工業(yè)企業(yè)自動化技術發(fā)展邀耽，PLC (Programmable Logic Controller,又稱可編程控器)，以其可靠性、靈活性官帘、優(yōu)良性能價格比、使用方便等特點工業(yè)控制領域迅猛發(fā)昧谊，到了越來越廣泛應用刽虹。
石油焦是鋁電解用碳素陽極生產(chǎn)主要原料。石油焦轉運系統(tǒng)呢诬，是把貯存?zhèn)}庫中石油焦涌哲，破碎篩分處理成滿足煅燒需要原料，輸送到煅前料倉尚镰。該系統(tǒng)邏輯控制點多阀圾、自動化程度高、上下游設備間關聯(lián)度大狗唉，選用PLC進行自動控制初烘，并設立上位機進行全系統(tǒng)監(jiān)控。本文著重討論PLC系統(tǒng)中控制功能實現(xiàn)和上位機監(jiān)控界面開發(fā)音哟。
1 工藝介紹
石油焦轉運站系統(tǒng)主要由天車抓料系貌授、破碎篩分系、提升系蝠兽、分料輸送系衡孽、收塵系組成。用來滿足煅燒窯系統(tǒng)煅前日用料倉物料供給警综。主要抓料天車谨寂、調速皮帶、破碎機呵寂、篩分機脆携、輸送皮帶、斗式提升機豌魏、分料擋板等設備組成瞭核。其中破碎篩分系、提升系是兩套系統(tǒng)唉私，破碎篩分系統(tǒng)可以一備一用绎蒙，也可以同時工作；提升系實現(xiàn)設備一備一用捻爷。工藝流程簡圖見下圖1.
圖1石油焦轉運站工藝流程簡圖
2 控制系統(tǒng)設計及實現(xiàn)
2.1 SLC500特點
SLC500模塊化可編程控制器及輸入輸出模塊由羅克韋爾自動化公司生產(chǎn)辈灼，產(chǎn)品目錄號為1746和1747系列份企。該系列產(chǎn)品采用框架式結構，為不同工業(yè)現(xiàn)場使用提供了同樣穩(wěn)定可靠平臺巡莹。SLC500系統(tǒng)構成處理器司志、輸入輸出模塊和相關外部設備。處理器功能強大降宅、使用靈活骂远，并有各種內置通訊方式和不同容量內存供用戶按需選擇。用戶實際需要腰根，輸入輸出模塊可以非常方便擴展激才。同時羅克韋爾自動化提供了便捷內置通訊接口、種類豐富第三方專用模塊唠雕、簡單方便基于Windows平臺編程軟件贸营。SLC500成為當前市場上最為流行中小型PLC之一。
2.2 硬件配置
基于SLC上述特點岩睁，本系統(tǒng)采用了美國羅克韋爾自動化公司SLC505 PLC钞脂。系統(tǒng)所需輸入/輸出配置是：開關量輸入100點陌沟；開關量輸出50點豁箱；模擬量輸入5點煮卢；模擬量輸出2點扰魂；適當考慮余量基礎上猩缺，實際硬件配置如下：
≈瓴琛⑴ CPU選用1747-L551肢箕；
』跆薄⑵ 8塊開關量輸入宴宠，共16×8=128點澳券；4塊開關量輸出，共16×4=64點碾危；1塊模擬量輸入乎渊，共8×1=8點；1塊模擬量輸出丛铅，共4×1=4點崩蚀；
⑶ 兩個機架壤趴，分別是10槽和7槽涎拉；
⑷ 交換機一臺
〉脑病⑸ 上位監(jiān)控操作員站一個
」呐 ⑹ 工程師站一個
2.3 系統(tǒng)網(wǎng)絡拓撲
上位機RSLINX軟件，建立與PLC聯(lián)系，可以RS232和以太網(wǎng)任意一種通訊方式通訊毁枯。本控制系統(tǒng)中慈缔，上位機監(jiān)控操作員站以太網(wǎng)借助交換機與PLC進行通訊，設置工程師調試接口种玛，同時交換機預留和其他系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)交換和通訊端口。網(wǎng)絡拓撲圖見下圖2.
監(jiān)控軟件RSview-SE安裝上位監(jiān)控計算機瓤檐，開發(fā)出工藝流程界面赂韵，以太網(wǎng)把設備狀態(tài)點取上來，流程界面上顯示挠蛉；另把操作員發(fā)出操作命令送到PLC祭示，進而PLC輸出驅動相應設備做出動作響應。
網(wǎng)絡拓撲圖>
圖2 石油焦轉運站系統(tǒng)網(wǎng)絡拓撲圖
2.4 控制系統(tǒng)設計
PLC程序完成石油焦轉運自動控制系統(tǒng)谴古，結合上位監(jiān)控操作員站质涛，主控室實現(xiàn)對現(xiàn)場各個設備、工藝參數(shù)監(jiān)視少镇、控制胯炊、操作、調整效荷。
程序設計中回东，考慮上、下游設備之間關聯(lián)性密士，設計了相關連鎖保護成吓，下游設備不運行，上游設備無法啟動孙般；代表電機電流大小4~20mA信號模擬量輸入模塊采集進PLC切咸，送給監(jiān)控界面顯示，控制調速皮帶速度控制信號從監(jiān)控軟件寫到PLC谊蚣，再轉換成4~20mA標準模擬信號控制皮帶調速玲崩。
這個系統(tǒng)中有以下幾個需要注意、影響整個系統(tǒng)平穩(wěn)運行關鍵問題點：
2.4.1 實現(xiàn)系統(tǒng)設備線切換控制
工藝設計要求物忠，兩套篩分系統(tǒng)婚被、兩個分料擋板和兩臺斗式提升機必須可以線切換控制，即其中一套（臺）設備出現(xiàn)故障梳虽，操作人員可以不停料情況下址芯，立即把另外一套（臺）設備加入流程控制，出故障設備退出流程檢修窜觉。
設計程序中考慮了切換系統(tǒng)時谷炸，系統(tǒng)上、下游流程繼續(xù)運行禀挫，新進入流程和即將退出流程設備有一個時間段是同時運行旬陡，具體參數(shù)需要實際情況進行整定拓颓。這樣能確保退出流程設備里物料能夠完全排出，新進入流程設備不會造成堵料描孟。
2.4.2 自動停車保護
從安全角度考慮驶睦，輸送皮帶兩側安裝了拉繩開關。斗式提升機入口和出口處匿醒，安裝了堵料報警開關场航。設計程序時，編制了如下保護抢妈。
有人不小心摔到皮帶上違犯規(guī)定穿越（跨呼笨、鉆）正運行皮帶碰到拉繩開關，系統(tǒng)會立即停車栖俐，并發(fā)出聲光報警肪吁，提示操作人員前往檢查、處理肥寺。處理完畢后获踏，按壓復位按鈕清除故障，系統(tǒng)方可重新啟動癣偶。
一旦斗式提升機入口出口出現(xiàn)堵料噪旭，堵料開關動作，系統(tǒng)會立即停車恃楔，并發(fā)出聲光報警垢蔑，提示操作人員前往檢查、處理涡写。處理完畢后菩擦，按壓復位按鈕清除故障，系統(tǒng)方可重新啟動搅窿。
設計PLC程序時嘁酿，把兩個煅前日用料倉高限報警信號引到PLC程序，一旦煅前日用料倉料位超過高限報警男应，操作人員沒有發(fā)現(xiàn)闹司，程序會自動保護性停止系統(tǒng)。
2.4.3 收塵器脈沖振打控制
石油焦轉運系統(tǒng)中有三個收塵器沐飘，延長脈沖閥使用壽命游桩，咨詢廠家技術參數(shù)基礎上，設計了收塵器收塵布袋脈沖振打控制PLC程序耐朴。生產(chǎn)廠家提供數(shù)據(jù)借卧，設計PLC程序中采用定時器和計數(shù)器，精確控制收塵器收塵布袋脈沖振打時間和振打間隔時間，讓脈沖閥固定順序依次振打铐刘。
3 上位機監(jiān)控系統(tǒng)設計
3.1 RSview Supervisory Edition（RSview -SE）特點
RSview-SE作為Rockwell Software人機界面軟件產(chǎn)品家族一員陪每，支持諸如安全、畫面镰吵、報警檩禾、操作和報警記錄、趨勢等等HMI核心功能恃打，為企業(yè)提供集成一體化監(jiān)控方案钟唯，為目前市場主流上位機監(jiān)控軟件之一，廣泛應用于冶金市缠、化工、石油纫蝗、食品羔辉、建材、水處理等領域仇韩，深受廣大用戶喜愛睁衰。它主要有如下特點：
基于網(wǎng)絡分布式監(jiān)控、共用開發(fā)環(huán)境- RSview Studio塌纯、增強羅克韋爾自動化優(yōu)選連接方案蝴趾、直接I/O數(shù)據(jù)關聯(lián)、透明數(shù)據(jù)集成隆肪、畫面對象VBA支持愿味、數(shù)據(jù)通訊冗余熱備、集成了Windows安全怀樟。
3.2 監(jiān)控系統(tǒng)設計
正是看中了RSview-SE上述優(yōu)點功偿，本設計選用RSVIEW-SE上位機監(jiān)控軟件來實現(xiàn)石油焦轉運系統(tǒng)操作員上位機監(jiān)控。RSVIEW-SE提供了強大項目組態(tài)功能往堡，項目設計者可以利用現(xiàn)有圖形庫械荷，建立自己圖形對象，其模塊化設計方法虑灰，大大提高了項目開發(fā)效率吨瞎。
上位機監(jiān)控系統(tǒng)包括系統(tǒng)工藝流程圖畫面和PC操作臺畫面。操作臺界面上穆咐，設計了所有操作按鈕颤诀，防止誤操作，相關按鈕進行了集中放置庸娱；考慮到操作方便性着绊，部分設備設計了單動按鈕。工藝流程圖界面上，能形象反映現(xiàn)場設備運行狀況归露，采用動佳抗、靜結合，不同顏色表示不同狀態(tài)以及平面和立體相結合方式种烫，建立上位機畫面灵科。操作人員可以實時監(jiān)視和控制整個工藝流程設備運行狀況、主要工藝參數(shù)鼻御，并可方便畫面間切換揭轰。
畫面上設計了設備狀態(tài)，系統(tǒng)啟動前贰筹，按壓試燈按鈕少炎，不滿足啟動條件設備會出現(xiàn)紅燈閃爍，這樣檢修人員就直接到對應設備出檢查處理前挡，節(jié)約故障查找時間峡审，提高效率。
4 結束語
該系統(tǒng)自2004年8月設計調試完成并投入運行至今屎谆，系統(tǒng)穩(wěn)定拨聚，運行可靠，使用方便琐览，自動化程度高丑瞧，降低了定崗人員編制，提高了企業(yè)工作效率蜀肘；該系統(tǒng)具有一定安全保護能力绊汹，受到了用戶好評。同時該系統(tǒng)現(xiàn)場維護幌缝，設備調整和程序修改方便都體現(xiàn)了較強優(yōu)越性灸促，具有很好推廣應用價值。
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