三菱Q系列PLC在洗煤廠的應(yīng)用
一、系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路
根據(jù)洗煤廠工藝控制流程和實(shí)際要求，將系統(tǒng)分為三級(jí)控制具體技術(shù)思路如下：
1、控制運(yùn)算級(jí)
第一級(jí)以日本三菱公司的新型Q系列PLC為控制核心，實(shí)現(xiàn)對(duì)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(tái)設(shè)備控制，對(duì)模擬量信號(hào)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(jí)
第二級(jí)由兩臺(tái)工業(yè)控制計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)作為系統(tǒng)人－機(jī)交互窗口，組態(tài)軟件采用“組態(tài)王”工控軟件，實(shí)現(xiàn)對(duì)工藝運(yùn)行數(shù)據(jù)的采集、圖形監(jiān)視、動(dòng)態(tài)顯示、記錄分析、參數(shù)報(bào)警、日?qǐng)?bào)表打印以及對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備邏輯啟停等功能，兩臺(tái)計(jì)算機(jī)可以監(jiān)控不同的畫面，并具有相同的操作功能。計(jì)算機(jī)操作站放置在中央集控室，可以隨時(shí)了解電機(jī)、水泵、儀器設(shè)備的運(yùn)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(yùn)行、停止?fàn)顟B(tài)。
3、現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)工作站
現(xiàn)場(chǎng)有70個(gè)工作站，可對(duì)現(xiàn)場(chǎng)電機(jī)、水泵等進(jìn)行啟停及啟停顯示、報(bào)警。現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)工作站有三種工作狀態(tài)：（1）自動(dòng)狀態(tài)時(shí)工作站所控制的設(shè)備由集控室控制；（2）手動(dòng)狀態(tài)時(shí)信號(hào)工作站所控制的設(shè)備不受中央集控室控制由信號(hào)工作站控制；（3）零位狀態(tài)時(shí)信號(hào)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。現(xiàn)場(chǎng)工作站設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)能向集控室發(fā)出故障信號(hào)。在70個(gè)信號(hào)工作站中有16個(gè)信號(hào)工作站要有準(zhǔn)備好信號(hào)輸入，以便在自動(dòng)狀態(tài)時(shí)通知中央集控室此工作站已經(jīng)準(zhǔn)備就緒，中央集控室根據(jù)16個(gè)工作站全部準(zhǔn)備就緒的信號(hào)發(fā)出啟車信號(hào)后啟動(dòng)生產(chǎn)線。
二、系統(tǒng)控制結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
1、控制系統(tǒng)軟硬件配置
系統(tǒng)控制級(jí)PLC（下位機(jī)）以三菱公司的Q系列PLC為系統(tǒng)控制核心；采用GXDEVELOPERVer8.0編程軟件完成PLC系統(tǒng)組態(tài)編程（程序結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、地址定義、梯形圖編寫）程序調(diào)試。
監(jiān)控站（上位機(jī)）采用基于Windows2000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(yùn)行狀態(tài)畫面組態(tài)、實(shí)時(shí)\歷史曲線畫面組態(tài)、報(bào)表組態(tài)。
現(xiàn)場(chǎng)液位傳感器采用超聲波液位計(jì)，能精確的采集現(xiàn)場(chǎng)液位信號(hào)，再通過富士變頻器對(duì)水泵進(jìn)行控制，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)液位的PID調(diào)節(jié)。
整個(gè)控制系統(tǒng)實(shí)際I/O點(diǎn)總計(jì)如下：
數(shù)字量I/O點(diǎn)數(shù):DI90點(diǎn)DO58點(diǎn)
模擬量I/O通道:AI8點(diǎn)AO8點(diǎn)
2、系統(tǒng)組網(wǎng)和PLC編程
兩個(gè)監(jiān)控站（上位機(jī)）之間采用以太網(wǎng)通訊，“組態(tài)王”組態(tài)時(shí)只需將兩臺(tái)計(jì)算機(jī)設(shè)定為“Web”通訊。其中一臺(tái)計(jì)算機(jī)預(yù)裝有GXDEVELOPERVer8.0軟件，完成PLC程序設(shè)計(jì)、開發(fā)、調(diào)試工作以及和上位機(jī)的通訊。
如果需要可以隨時(shí)對(duì)程序運(yùn)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(jī)運(yùn)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PIDControlInstructions)。
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(yùn)行狀態(tài)可以通過兩臺(tái)上位機(jī)操作站監(jiān)控并動(dòng)態(tài)模擬顯示。通過上位機(jī)發(fā)出啟車信號(hào)自動(dòng)啟動(dòng)洗煤生產(chǎn)線的設(shè)備，對(duì)生產(chǎn)線的設(shè)備故障進(jìn)行自動(dòng)診斷，根據(jù)故障點(diǎn)位置按邏輯程序自動(dòng)停車。中央集控室上位機(jī)可以單機(jī)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(tái)設(shè)備故障會(huì)直接影響整條生產(chǎn)線生產(chǎn)，因此在PLC編程中對(duì)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(jī)輕松實(shí)現(xiàn)手/自動(dòng)無擾動(dòng)切換，從而不會(huì)影響生產(chǎn)線生產(chǎn)。
3、報(bào)警功能
系統(tǒng)具有故障報(bào)警（水泵、電機(jī)等啟停故障）和密度、液位、壓力等工藝參數(shù)超限報(bào)警。
4、系統(tǒng)聯(lián)鎖功能
系統(tǒng)可以現(xiàn)場(chǎng)操作、計(jì)算機(jī)聯(lián)動(dòng)和自動(dòng)運(yùn)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(tái)上位機(jī)之間的通訊狀態(tài)。
6、報(bào)表記錄功能
系統(tǒng)可以準(zhǔn)確的記錄每臺(tái)設(shè)備的運(yùn)行情況（啟動(dòng)時(shí)間、停止時(shí)間、值班操作員）可以根據(jù)需要打印該報(bào)表。
7、曲線功能
系統(tǒng)可以對(duì)密度、液位、壓力等工藝參數(shù)，以實(shí)時(shí)曲線、歷史曲線的形式直觀的顯示在上位機(jī)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(dòng)參數(shù)，該系統(tǒng)分為三級(jí)權(quán)限分別為操作員（只能對(duì)一部分畫面進(jìn)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(shí)際要求，將系統(tǒng)分為三級(jí)控制具體技術(shù)思路如下：
1、控制運(yùn)算級(jí)
第一級(jí)以日本三菱公司的新型Q系列PLC為控制核心，實(shí)現(xiàn)對(duì)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(tái)設(shè)備控制，對(duì)模擬量信號(hào)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(jí)
第二級(jí)由兩臺(tái)工業(yè)控制計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)作為系統(tǒng)人－機(jī)交互窗口，組態(tài)軟件采用“組態(tài)王”工控軟件，實(shí)現(xiàn)對(duì)工藝運(yùn)行數(shù)據(jù)的采集、圖形監(jiān)視、動(dòng)態(tài)顯示、記錄分析、參數(shù)報(bào)警、日?qǐng)?bào)表打印以及對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備邏輯啟停等功能，兩臺(tái)計(jì)算機(jī)可以監(jiān)控不同的畫面，并具有相同的操作功能。計(jì)算機(jī)操作站放置在中央集控室，可以隨時(shí)了解電機(jī)、水泵、儀器設(shè)備的運(yùn)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(yùn)行、停止?fàn)顟B(tài)。
3、現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)工作站
現(xiàn)場(chǎng)有70個(gè)工作站，可對(duì)現(xiàn)場(chǎng)電機(jī)、水泵等進(jìn)行啟停及啟停顯示、報(bào)警。現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)工作站有三種工作狀態(tài)：（1）自動(dòng)狀態(tài)時(shí)工作站所控制的設(shè)備由集控室控制；（2）手動(dòng)狀態(tài)時(shí)信號(hào)工作站所控制的設(shè)備不受中央集控室控制由信號(hào)工作站控制；（3）零位狀態(tài)時(shí)信號(hào)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。現(xiàn)場(chǎng)工作站設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)能向集控室發(fā)出故障信號(hào)。在70個(gè)信號(hào)工作站中有16個(gè)信號(hào)工作站要有準(zhǔn)備好信號(hào)輸入，以便在自動(dòng)狀態(tài)時(shí)通知中央集控室此工作站已經(jīng)準(zhǔn)備就緒，中央集控室根據(jù)16個(gè)工作站全部準(zhǔn)備就緒的信號(hào)發(fā)出啟車信號(hào)后啟動(dòng)生產(chǎn)線。
二、系統(tǒng)控制結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
1、控制系統(tǒng)軟硬件配置
系統(tǒng)控制級(jí)PLC（下位機(jī)）以三菱公司的Q系列PLC為系統(tǒng)控制核心；采用GXDEVELOPERVer8.0編程軟件完成PLC系統(tǒng)組態(tài)編程（程序結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、地址定義、梯形圖編寫）程序調(diào)試。
監(jiān)控站（上位機(jī)）采用基于Windows2000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(yùn)行狀態(tài)畫面組態(tài)、實(shí)時(shí)\歷史曲線畫面組態(tài)、報(bào)表組態(tài)。
現(xiàn)場(chǎng)液位傳感器采用超聲波液位計(jì)，能精確的采集現(xiàn)場(chǎng)液位信號(hào)，再通過富士變頻器對(duì)水泵進(jìn)行控制，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)液位的PID調(diào)節(jié)。
整個(gè)控制系統(tǒng)實(shí)際I/O點(diǎn)總計(jì)如下：
數(shù)字量I/O點(diǎn)數(shù):DI90點(diǎn)DO58點(diǎn)
模擬量I/O通道:AI8點(diǎn)AO8點(diǎn)
2、系統(tǒng)組網(wǎng)和PLC編程
兩個(gè)監(jiān)控站（上位機(jī)）之間采用以太網(wǎng)通訊，“組態(tài)王”組態(tài)時(shí)只需將兩臺(tái)計(jì)算機(jī)設(shè)定為“Web”通訊。其中一臺(tái)計(jì)算機(jī)預(yù)裝有GXDEVELOPERVer8.0軟件，完成PLC程序設(shè)計(jì)、開發(fā)、調(diào)試工作以及和上位機(jī)的通訊。
如果需要可以隨時(shí)對(duì)程序運(yùn)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(jī)運(yùn)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PIDControlInstructions)。
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(yùn)行狀態(tài)可以通過兩臺(tái)上位機(jī)操作站監(jiān)控并動(dòng)態(tài)模擬顯示。通過上位機(jī)發(fā)出啟車信號(hào)自動(dòng)啟動(dòng)洗煤生產(chǎn)線的設(shè)備，對(duì)生產(chǎn)線的設(shè)備故障進(jìn)行自動(dòng)診斷，根據(jù)故障點(diǎn)位置按邏輯程序自動(dòng)停車。中央集控室上位機(jī)可以單機(jī)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(tái)設(shè)備故障會(huì)直接影響整條生產(chǎn)線生產(chǎn)，因此在PLC編程中對(duì)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(jī)輕松實(shí)現(xiàn)手/自動(dòng)無擾動(dòng)切換，從而不會(huì)影響生產(chǎn)線生產(chǎn)。
3、報(bào)警功能
系統(tǒng)具有故障報(bào)警（水泵、電機(jī)等啟停故障）和密度、液位、壓力等工藝參數(shù)超限報(bào)警。
4、系統(tǒng)聯(lián)鎖功能
系統(tǒng)可以現(xiàn)場(chǎng)操作、計(jì)算機(jī)聯(lián)動(dòng)和自動(dòng)運(yùn)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(tái)上位機(jī)之間的通訊狀態(tài)。
6、報(bào)表記錄功能
系統(tǒng)可以準(zhǔn)確的記錄每臺(tái)設(shè)備的運(yùn)行情況（啟動(dòng)時(shí)間、停止時(shí)間、值班操作員）可以根據(jù)需要打印該報(bào)表。
7、曲線功能
系統(tǒng)可以對(duì)密度、液位、壓力等工藝參數(shù)，以實(shí)時(shí)曲線、歷史曲線的形式直觀的顯示在上位機(jī)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(dòng)參數(shù)，該系統(tǒng)分為三級(jí)權(quán)限分別為操作員（只能對(duì)一部分畫面進(jìn)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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