摘要：介紹了保利星辰煤焦化有限公司選煤廠自動化系統的組成，PLC在系統中的作用以及組態軟件系統的應用。
關鍵詞：PLC；自動化；集中控制系統；單機自動化；閉環控制系統；
保利星辰煤焦化有限公司是由北京保利有限公司與山西星辰煤焦化有限公司共同出資承建的集焦化、鐵運、洗煤為一體的大型高科技企業。公司位于煤炭儲量豐富的山西省靈石縣段純鎮，地理位置優越，不僅有豐富的煤炭資源，而且自備貨廠南關鐵路與國內的鐵路相連，緊靠大運國道和大運高速，鐵運和公路運輸極其方便。保利星辰煤焦化有限公司選煤廠是我公司為其設計的年處理量為200萬噸的全重介工藝洗煤廠，全廠自動化控制系統選用Simens公司的S7-300系列PLC為控制主機，對工藝系統各機械設備進行自動控制和監測。本文旨在介紹該選煤廠自動化控制系統的構成、STEP7 、Kingview工控軟件的功能以及它們在系統中的應用。
一、系統的構成
選煤廠自動化控制系統分為計算機信息管理系統、工業大屏幕系統、調度電話系統、全廠設備集中控制系統、單機自動化/閉環控制系統、檢測/計量設備幾部分組成。全廠總體網絡設計為3層網絡結構，如下圖1所示。
上層為公司網絡，作為信息層，選煤廠計算機信息管理系統定位為保利星辰煤焦化公司管理信息系統的一個組成部分；中間層是控制層，由全廠生產集中控制系統和工藝參數閉環控制系統組成；下層為現場級儀表、傳感器、執行元氣件等。
作為全廠生產集中控制系統和工藝參數閉環控制系統人機界面的監控計算機，采用了工業等級的計算機并通過百兆以太網上聯全廠信息管理系統。底層通過10兆以太網下連PLC，與密度自動控制系統、原煤系統、主洗系統、浮選系統、濃縮系統、壓濾系統、及其它輔助生產系統的PLC站構成車間設備層網絡；該層采用了當今國際上應用最為廣泛的PROFIBUS總線技術。全廠監控系統全部由德國SIEMENS公司的S7系列PLC主機組成。該集控系統屬于系統項目，采用分散型控制系統結構構建了選煤廠自動化系統。全廠集控(含閉環)系統設置下列PLC站：
原煤準備系統PLC站：設在原煤車間配電室，主要對給煤機、破碎機、膠帶運輸機除鐵器、分級篩、排污泵等設備進行監控及相關信號的檢測；
尾煤壓濾系統PLC站：設在尾煤車間配電室，主要對3套尾煤壓濾系統和相關的泵、皮帶、刮板進行監控；
重介密度控制系統PLC站；設在主廠房配電室，設CPU主站，對工藝過程參數進行過程控制；
壓濾系統統PLC (含濃縮、事故沉淀池、清水泵房、油庫)系統PLC站：設在濃縮車間配電室；
主廠房PLC站：設在主廠房配電室,設CPU主站和擴展站。對主廠房的設備進行監控及相關信號的檢測。
上述PLC主站、上位監控系統計算機監控管理站、數據采集站都通過以太網通信，構成控制層網絡。現場層則采用PROFI- BUS總線。該總線系統由傳輸技術、通訊技術協議、通用行規和專用行規組成。由于PROFIBUS擁有統一的通信協議，并在此基礎上發展了不同的通用應用行規和專用應用行規,使得PROFIBUS可以廣泛地應用洗煤廠各個工藝段的現場設備層。
二、控制功能的實現
對參加邏輯控制的設備的控制分為就地和連鎖控制，就地控制用來進行就地單機操作和檢修的時候使用，生產時都打在連鎖位置，其控制原理圖紙如圖2所示：
圖2
對參加過程控制（密控系統）的關鍵設備都選用進口設備，密度計采用德國伯托的產品，加水裝置采用德國PSQ執行機構，液位計和壓力傳感器都選用德國E+H的產品，無論從測量還是從控制都達到了很高的精度；而對那些控制要求不是很高的工藝環節，設備選用國產設備。
三、控制軟件在系統中的應用
下位軟件采用西門子的Step7 V5.3，對下位的S7-300PLC進行邏輯梯形圖（LAD）編程和PID功能塊編程，對于邏輯控制的設備主要采用梯形圖語言進行編程，對于密度、粘度、給煤機和各個桶的液位等過程控制則采用PID控制，每個PID塊都有手動和自動操作模式，根據實際需要靈活選擇。Step7 V5.3軟件功能齊全，操作方便。
上位監控軟件選用亞控科技的組態王進行編程，界面美觀，組態靈活。主要實現對現場設備的自動啟、停控制；設備的運行狀態監視和故障報警；工藝流程監視；過程參數實時、歷史曲線；過程參數數據庫查詢以及棒圖動畫顯示。
為了對不同級別的用戶實行相應的使用權限，利用Kingview的安全組態程序，對用戶的應用程序調用，操作畫面顯示，事件調度都賦予權限管理，實現了軟件在運行中的安全性。同時，利用Kingview提供的系統安全級管理也增強了操作系統的安全性。
四、工業大屏幕和調度電話系統
為了加強生產管理，提高勞動生產效率，采用工業電視監視系統作為全廠綜合自動化系統中的一個子系統，通過裝備工業電視，可將各重要生產環節和設備，如皮帶給煤點、轉載點、振動篩、磁選機、壓濾機及室外堆煤場等工作場所的場面，直觀地反映在集控調度室的工業電視或大屏幕上，或者通過計算機網絡可從網絡終端機上調閱，可及時發現皮帶給煤點、轉載點的堆煤以及受控場所設備的各類故障等，某些場所可替代人員看守，有利于指揮安全生產。全廠安裝12個彩色攝像點，12臺工業監控電視和一套工業大屏幕共同組成工業大屏幕系統。另外為了滿足選煤廠的現代化生產，還為其配備了調度通信系統；調度總機選用數字調度程控調度機，該總機配接抗噪音調度終端、本安調度終端和普通調度終端，極大的滿足了選煤廠生產調度的需求。
五、結語
全廠自動化系統自06年投入運行至今，系統運行穩定，工作可靠，為生產管理人員提供了全面、直觀、實時的生產信息，提高了生產效率，穩定了產品質量，降低了事故發生率，縮短了事故檢修時間，為企業帶來了巨大的社會效益和經濟效益。
作者簡介：趙建豐（1975-），男，河北省武邑縣人，2000年畢業于山東科技大學工業自動化專業，現就職于天地科技股份有限公司唐山分公司自動化工程中心，一直從事選煤領域的自動化與信息化工作。聯系電話：0315-7759438
