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本系統(tǒng)采用法國施耐德電氣公司的 Modicon TSX Premium 自動化平臺作為實(shí)現(xiàn)自動控制系統(tǒng)的自動化平臺， Modicon TSX Premium 是施耐德電氣公司推出的下一代的用于敏感 / 關(guān)鍵性應(yīng)用的自動化平臺 PLC ，是將其在工業(yè)通訊方面的經(jīng)驗(yàn)和最新的 TCP/IP 技術(shù)相結(jié)合的結(jié)果。具有革命化的分布式結(jié)構(gòu)，其提供的熱備解決方案保證控制的連續(xù)和過程的執(zhí)行。
• CPU 單元：面向中大型應(yīng)用的高性能控制系統(tǒng)，單機(jī)可控制的 I/O 點(diǎn)數(shù)達(dá) 2048 點(diǎn)。

• I/O 方式：具有革命化的分布式結(jié)構(gòu) ----Bus X 總線，支持多個控制器。

• 通訊方式：簡便且強(qiáng)大， TCP/IP 以太網(wǎng)， Unitelway ， Modbus ， Modbus Plus ， FIPWAY ， FIPIO ， AS-I ， Interbus-s 。

• 增加可用性

• 它增加控制系統(tǒng)在最小成本下的可用性。 Premium 熱備解決方案為許多類型的體系結(jié)構(gòu)，集中式和分布式結(jié)構(gòu)，二者提供不斷增加的可用性。更先進(jìn)的 FECA (Failure Mode/Effect &Criticality Analysis) 的研究和從標(biāo)準(zhǔn)目錄中選用經(jīng)過測試的元件使其成為一種可靠的耐用的解決方案，安裝更簡單，具有 :

• 部分或全部冗余 I/O 接口

• 執(zhí)行器上的平滑切換

• Premium 和 PL7 的診斷服務(wù)功能

• 監(jiān)視系統(tǒng)數(shù)據(jù)交換的透明性

• 當(dāng)正常 / 備用切換時，用于與監(jiān)視系統(tǒng)通訊的以太網(wǎng)模塊自動切換，因而避免在監(jiān)視工具上的黑洞現(xiàn)象。因?yàn)槭褂猛?IP 地址與正常的 PLC 通信，監(jiān)視應(yīng)用避免了系統(tǒng)中地址切換的復(fù)雜管理。

• 無限制的可用性

• 熱備覆蓋了基礎(chǔ)設(shè)施和批處理領(lǐng)域中的典型應(yīng)用。這些應(yīng)用不需要瞬時切換，他們能夠使用現(xiàn)場總線的全部服務(wù)?，F(xiàn)場總線信息服務(wù) ( 即插即用、診斷等 ) 全部保留。典型的通信時間是 1~2 秒，對于負(fù)荷最大的系統(tǒng)為 5 秒。

• I/O 的冗余與共享

• Telefast 連接附件使冗余 I/O 的連接快，價格低?，F(xiàn)場總線設(shè)備 ( 分布式 I/O 、子站 PLC 、人機(jī)界面、變頻器等 ) 由正常的和備用的 CPU 共享 ( 部分冗余 ) 。

• 光纖集線器與交換機(jī)，提供 “ 安全與可靠的 ” 解決方案

• 經(jīng)由以太網(wǎng) (10/100 Mbps) 光纖環(huán)和現(xiàn)場總線 (Fipio) 的數(shù)據(jù)傳輸由集線器、交換機(jī)和收發(fā)器來管理。介質(zhì)可用性由遇故障時的自動通訊來保證，對于集線器小于 20ms ，對交換機(jī)小于 300ms 。

• 通信的有效性

• 光纖環(huán)網(wǎng)能夠使設(shè)備分布在長距離上，當(dāng)介質(zhì)出現(xiàn)故障時，仍保持有效。

　　網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)采用總線式工業(yè)以太網(wǎng)，通訊速率 10-100Mbps 自適應(yīng)，主控 CPU 、監(jiān)控計(jì)算機(jī)都在工業(yè)以太網(wǎng)中，通訊介質(zhì)采用雙絞線，具有接線簡單，易于鋪設(shè)等特點(diǎn)。主控 CPU 采用 TSX P57-20 處理器，通過雙 CPU 機(jī)架，實(shí)現(xiàn)電源、 CPU 和通訊模塊的熱備，分站內(nèi)各機(jī)架間采用 REMOTE I/O 方式通訊，通訊介質(zhì)采用同軸電纜，傳輸速率為 1.544Mbps 。系統(tǒng)內(nèi)所有模塊均為 Premium 系列模塊，均可實(shí)現(xiàn)帶電插拔。

　　本系統(tǒng)采用 TSX Premium P57-20 處理器作為系統(tǒng)中央處理器，配備相應(yīng)離散量 / 開關(guān)量輸入輸出模塊，針對配煤工段、篩貯焦工段以及配煤工段分別配置三套系統(tǒng)，通過總線式工業(yè)以太網(wǎng)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)連接。系統(tǒng)配置總圖如下：

典型煉焦車間工藝流程

上圖給出國內(nèi)一般典型煉焦過程的工藝流程。
供煤 PLC 系統(tǒng)

供煤自動化過程控制系統(tǒng)屬于原料廠過程控制系統(tǒng)中的一部分，在原料廠使用過程控制系統(tǒng)的目的是：

• 編制運(yùn)輸作業(yè)計(jì)劃是原料廠處理作業(yè)順利進(jìn)行，并為焦?fàn)t、高爐、燒結(jié)等穩(wěn)定的提供原料。

• 監(jiān)視設(shè)備、維持作業(yè)穩(wěn)定。

• 由計(jì)算機(jī)控制各輸送機(jī)械是原料堆積和輸送作業(yè)順利進(jìn)行，減少操作員的工作負(fù)荷。

• 技術(shù)收集庫存信息，以便有效管理。即最終能與高爐、燒結(jié)、焦?fàn)t良好配合，保證原料廠高產(chǎn)、高效和高質(zhì)運(yùn)行。

　　為了保證生產(chǎn)運(yùn)行的可靠性，供煤系統(tǒng)采用自動（聯(lián)鎖）、手動（單機(jī)）兩種控制方式，自動、手動方式由開關(guān)進(jìn)行切換。全部操作控制都在主控制室里進(jìn)行，儀表盤上設(shè)有各個設(shè)備的啟、停按鈕，還有為 PLC 提供輸入信號的控制開關(guān)。

　　為了保證輸煤系統(tǒng)的正常、可靠運(yùn)行，該系統(tǒng)應(yīng)滿足以下要求：

• 供煤時，各設(shè)備的啟動、停止必須遵循特定的順序，即對各設(shè)備進(jìn)行聯(lián)鎖控制；

• 各設(shè)備啟動和停止過程中，要合理設(shè)置時間間隔（延時）。停車延時按設(shè)備的不同要求而設(shè)定，以保證停車時各輸煤皮帶上無剩余煤；

• 運(yùn)行過程中，某一臺設(shè)備發(fā)生故障時，應(yīng)立即發(fā)出報(bào)警并自動停車，其前方（指供料方向）設(shè)備也立即停車。其后方的設(shè)備按一定順序及延時聯(lián)鎖停車；

• 各輸煤皮帶設(shè)有雙向跑偏開關(guān)，關(guān)鍵時刻實(shí)現(xiàn)自動停車；

對輸煤過程有關(guān)情況（報(bào)警、自動停機(jī)等）做出實(shí)時紀(jì)錄。

一個控制站用于組態(tài)和操作

　　該控制站可以為 PLC 控制器編制應(yīng)用控制程序、硬件配置組態(tài)、網(wǎng)絡(luò)通訊組態(tài)、流程畫面組態(tài)及監(jiān)視、歷史數(shù)據(jù)記錄、生成報(bào)表、報(bào)警監(jiān)視及確認(rèn)?？商峁┒喾N畫面調(diào)用方式，在發(fā)生故障后有提示并轉(zhuǎn)入故障畫面，以動態(tài)圖形方式（棒圖、曲線圖等）顯示壓力、流量、溫度；對重要的測量數(shù)據(jù)整點(diǎn)保存，運(yùn)行日報(bào)、月報(bào)及報(bào)表的生成、顯示、打??；實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)閥狀態(tài)變位記錄，事故順序記錄及事故追憶記錄；設(shè)備變位時 畫面閃爍提示，并在報(bào)警框有漢字提示的名稱及當(dāng)前變位狀態(tài)，當(dāng)參數(shù)越限時，除了閃爍提示，同時顯示當(dāng)前越限值和越限給定值；對于設(shè)備變位、保護(hù)動作、保護(hù)報(bào)警等功能提供音響提示。

1 個手持編程器用于組態(tài)

該編程器用于組態(tài)操作。

規(guī)格： 1200x1100x980 ，

1 臺激光打印機(jī)用于實(shí)時報(bào)警打印

與一個操作員站通過并行打印口相連，可實(shí)現(xiàn)屏幕顯示畫面打印，現(xiàn)場信號報(bào)警實(shí)時打印，報(bào)警記錄打印。

1 臺在線式不間斷電源（ UPS ）

用于控制供電與外網(wǎng)供電的隔離，同時提供在斷電時數(shù)據(jù)的備份及正常關(guān)機(jī)。

1 面操作臺

規(guī)格： 1200x1100x980 ，

• 配煤PLC系統(tǒng)
　　配煤系統(tǒng)在整個焦化廠的生產(chǎn)過程中起到關(guān)鍵的作用，是保證焦炭質(zhì)量的關(guān)鍵因素之一。在煉焦工藝固定的條件下，焦炭質(zhì)量基本上取決于煉焦用煤的質(zhì)量和配比。

　　自動配煤系統(tǒng)應(yīng)能接受上位機(jī)傳來的配煤比指令，并按指定的配煤比進(jìn)行配煤。在配煤過程中，常常會出現(xiàn)某一配煤槽塞煤而影響配煤的精度，因此有必要在各個配煤槽之間建立一種連鎖關(guān)系。當(dāng)出現(xiàn)塞煤現(xiàn)象時，應(yīng)自動按比例減少其它配煤槽的下煤量，并產(chǎn)生報(bào)警，嚴(yán)重時可以停止配煤，以保證配煤的精度。配煤槽之間連鎖關(guān)系也可以根據(jù)需要解除

　　配煤煉焦過程是一個發(fā)生了一系列物理和化學(xué)變化、影響焦炭質(zhì)量因素眾多的復(fù)雜工業(yè)生產(chǎn)過程，很難用數(shù)學(xué)模型來描述各單種煤質(zhì)量、配合比與配合煤質(zhì)量、焦炭質(zhì)量之間的關(guān)系。因此，基于配煤過程建立起來的自動配煤系統(tǒng)采用兩級結(jié)構(gòu)形式，上一級為專家控制系統(tǒng)，它根據(jù)配煤生產(chǎn)過程的工藝特點(diǎn)和長期配煤的經(jīng)驗(yàn)知識，按照給定的焦炭質(zhì)量指標(biāo)和各單種煤的質(zhì)量情況，運(yùn)用專家控制系統(tǒng)的推理和計(jì)算方法，求得各單種煤的配比；下一級為集散控制系統(tǒng)，它以專家控制系統(tǒng)求得的各單種煤的配比作為控制目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)配煤比的在線恒值控制，保證配煤精度。

　　配煤優(yōu)化是根據(jù)市場需求確定焦炭質(zhì)量目標(biāo)，同時根據(jù)各種約束條件，應(yīng)用線性規(guī)劃方法，以配煤成本最低為目標(biāo)來建立相應(yīng)數(shù)學(xué)模型。



其中： Pb 為配比系數(shù)， C 為煤價系數(shù)。

約束條件為：



工藝條件約束



資源約束


其中： G 為粘結(jié)指數(shù)， X 為配煤量， S 為硫分， V 為揮發(fā)分， A 為灰分。




一個控制站用于組態(tài)和操作

　　該控制站可以為 PLC 控制器編制應(yīng)用控制程序、硬件配置組態(tài)、網(wǎng)絡(luò)通訊組態(tài)、流程畫面組態(tài)及監(jiān)視、歷史數(shù)據(jù)記錄、生成報(bào)表、報(bào)警監(jiān)視及確認(rèn)?？商峁┒喾N畫面調(diào)用方式，在發(fā)生故障后有提示并轉(zhuǎn)入故障畫面，以動態(tài)圖形方式（棒圖、曲線圖等）顯示壓力、流量、溫度；對重要的測量數(shù)據(jù)整點(diǎn)保存，運(yùn)行日報(bào)、月報(bào)及報(bào)表的生成、顯示、打??；實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)閥狀態(tài)變位記錄，事故順序記錄及事故追憶記錄；設(shè)備變位時 畫面閃爍提示，并在報(bào)警框有漢字提示的名稱及當(dāng)前變位狀態(tài)，當(dāng)參數(shù)越限時，除了閃爍提示，同時顯示當(dāng)前越限值和越限給定值；對于設(shè)備變位、保護(hù)動作、保護(hù)報(bào)警等功能提供音響提示。

1 個手持編程器用于組態(tài)

該編程器用于組態(tài)操作。

規(guī)格： 1200x1100x980 ，

1 臺激光打印機(jī)用于實(shí)時報(bào)警打印

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