摘要：现今，科学技术的日新月异，促进了自动化控制的飞速发展，并在各个生产领域得到广泛应用。而自动化控制技术的不断完善，也给生产力的提高，生产安全保障提供了技术支持。简单分析自动化控制系统在矿山自动化生产中的实际应用。
关键词：自动化控制系统；矿山自动化
引言
自动控制系统（automatic control systems）是在无人直接参与下可使生产过程或其他过程按期望规律或预定程序进行的控制系统。自动控制系统是实现自动化的主要手段。简称自控系统。随着人力成本的日渐提供，越来越多的企业需要降低生产成本，提高企业竞争力，迫于这样的需求，生产自动化系统得到了更多的应用和推广。
1.系统概况
整个控制系统分为三大部分：上位监控部分，网络连接部分和现场控制部分。
上位监控部分包括工程师站，操作员站和打印机等设备，以生产过程的各种数据为基础，实现画面显示、报警、趋势和报表等功能，操作人员能够监控到全厂的生产过程，实现全厂的生产管理。
现场控制部分包括控制站和控制I/O站，负责现场设备的各种信号的连接读取，处理后输出控制，实现对具体的生产设备的逻辑和回路控制。放置于各工艺段，保证在各段独立控制下进行集中控制。
网络连接部分是系统中一个重要组成部分，系统网络为100M工业以太网。通过网络将两部分结合在一起，实现现场控制站和操作员站之间，各个操作员站之间的数据交换，形成有机的完整控制系统。100M工业以太网优点在于传输速率高。
现场控制层采用PLC控制系列产品；以太网结构，通信速率10/100M。PLC控制系统是专为工业生产设计的一种数字运算操作的电子装置，它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算，顺序控制，定时，计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。是工业控制的核心部分。；支持远距离现场总线（Profibus DP）通讯，通讯距离为1000m，30％负荷时，扫描周期小于1ms。Profibus DP通讯具有高速低成本，用于设备级控制系统与分散式I/O的通信。
操作员监控站采用工控机，预装WindowsXP操作系统。
操作员站装有WINCC图形客户监控软件，通过高速以太网，配合现场工作站，方便地完成对系统各控制点的组态与全面监控，系统可以自动进行实时诊断，诊断状态信息在诊断画面上以图形方式显示及文字详细提示（故障提示信息为中文）。本系统的用户操作界面为图形界面，所有操作风格为“所见即所得”操作风格，操作方式为鼠标操作。本系统具有较灵活简练的组态功能和较强的显示功能，可以完成现场的总貌显示、用户自定义流程图显示、趋势图显示、报警显示；画面数据的更新时间小于2秒。
工程师站装有WINCC图形客户监控软件的服务器版与STEP7编程软件，通过高速以太网与过程站及其他设备进行通信，它不仅支持FBD、LD、IL、SFC等语言方式，具备多种标准功能块，供用户根据实际情况选用；可以实现硬件组态、现场过程站编程、现场总线智能仪表组态、操作员站组态及系统调试等，可以离线编程，在线修改、调试，而且系统采用全局数据库，支持ActiveX、OPC、ODBC、DNA等，可以实现与MIS网络的数据连接与共享，和报表编制打印。
2.系统内容
2.1系统制作设计时，要求预留备用回路。
2.2带式输送机的安全保护监测装置设置。
2.2.1双向拉绳开关
双向拉绳开关一般沿线固定在带式输送机的两侧，当带式输送机出现故障时，操作人员可在输送机的任何部位拉动拉绳开关，切断电源使设备停车：开关数量视输送机长短而定，拉绳开关之间距离一般为40-50米。
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触点容量：<380V <3A
触点数量：常开1，常闭1
复位形式：自动复位
2.3.2跑偏开关
KPT1系列两级跑偏开关通过检测带式输送机的跑偏状态发出信号，以实现输送带跑偏自动报警和停机功能，该系列开关具有两极动作功能，一级动作用于报警，二级动作用于停机。
安装数量：跑偏开关成对安装。在带式输送机距头、尾滚筒1-2米处个安装一对，对较长输送机每隔50米再安装一对。
触点容量：<380V <3A
触点数量：常开2，常闭2
立辊动作角度：一级12度、二级30度、即限角75度
复位形式：立辊自动复位
2.3.3打滑检测器
打滑检测器用于检测带式输送机在运行中出现的输送带与主动滚筒之间的打滑。本设计选用的打滑检测器安装在带式输送机的输送带下面。
额定电压和额定电流：380V 2V
触点数量：常开1，常闭1
安装数量：每条输送带安装一台。
3.控制内容
3.1. 生产顺序控制
3.1.1 一般交流电机的控制，采用2点输入（DI）、1点输出（DO）的设计方案，根据生产流程和设备保护的需要，将电动机的控制设备MCC的准备好信号和设备运行信号组态成一定的顺序控制输出、单台设备启动和组启动的切换、故障报警。数字例外报告主要实现报警功能。1台设备有若干个状态显示，便于操作员观察和分析处理。
3.1.2电收尘器带有完整的现场控制设备，中央管理站只与控制设备发信号联络，不发生控制关系。操作员接口站对现场控制设备发出开/关指令，由现场操作工操作。操作员接口站显示设备的开/关状态。
3.2. 生产过程控制
3.2.1数据采集和处理。数据采集是监视和控制生产的基础，对仪表流程图上所表示参数都设置有数据采集。数据采用和处理是硬件和软件的结合，现场信息通过电缆连接到端子单元，引至子模件。在过程控制单元里，分别对数字量（DI）、4~20mA压力和流量信号和热电阻、热电偶信号进行数据采集，定义输入信号的规格参数等。
上述自动控制站均设置有手动/自动无干扰切换，供操作员手操控制。
3.3. 操作接口站显示
3.3.1 操作接口站显示为操作员提供一个最有效的窗口来观察画面显示、图形显示、趋势显示、报警显示等。都是系统提供的标准图。图上有许多相关的参数，是报警、操作、手动/自动（M/A）设置的工具。
3.3.2图形显示是以规范的设备图形符号为基础，绘制的工艺流程图。按操作习惯和要求，基本上按照实际生产车间，绘制工艺流程图画画，在同一画面上能直观地显示出实际工艺流程和设备的关系，而且还显示设备标签名，热工参数、电器设备状态、开关状态、报警显示、控制站和电器设备起动按钮等。操作员可方便地了解生产过程情况，进行生产过程操作管理。
3.3.3趋势显示是过程变量在一定时间范围内、一定间隔的变化用曲线来表示，为操作员提供运行状态的历史数据。系统提供标准的显示格式，一幅画面可同时显示6个参数的趋势，并可通过调整时间坐标或量程范围，使趋势显示具有实时趋势、全景显示、放大等功能，使读出的数据更准确，有利于分析过程发生的变化。系统仅对重要的温度、压力、流量设置趋势显示。
结束语
自动化控制系统的应用使得矿山生产过程实现自动的检测、控制、调节和保护的技术设施或方法。对提高劳动生产率、改善产品质量控制、有效利用资源和减少能耗、提高矿山生产安全、改善劳动条件有重要作用。
参考文献:
J.查德威克 ， 冀湘 《矿山自动化(一) 》《矿业工程》 , 1996 (6) :29-34
谭得健 ， 徐希康 ， 张申 《浅谈自动化、信息化与数字矿山》《煤炭科学技术》 , 2006 , 34 (1) :23-27
论文作者:李浩
论文发表刊物:《电力设备》2017年第33期
论文发表时间:2018/4/18
标签：操作员论文; 操作论文; 现场论文; 系统论文; 组态论文; 生产过程论文; 设备论文; 《电力设备》2017年第33期论文;