（湖南华菱涟钢能源中心 湖南娄底 417009）
摘要：众所周知，焦化厂的重中之重是焦炉中是否有长期稳定的配合煤，它关乎焦炭的质量以及炼焦的品质。为炼焦炉提供的配合煤必须具备严格的稳定性，否则将直接威胁到安全生产。在新形势下的高炉冶炼已没有过去那么简单，要想稳定提高焦炭质量，提高焦化配煤精度，降低成本，就必须对现有的配煤系统进行升级改造，以降低系统配煤误差，增加配煤效率。故在此介绍了升级改造后的配煤系统、通讯结构及它的相关功能和使用方法。
关键词：配煤；PLC；自动控制系统
Modification of automatic control system for coal blending
Gan Jiang Hua
（Hunan Hua Ling iron and Steel Energy Center，Hunanloudi，417009）
Abstract：As we all know，the most important thing in coking plant is whether there is a long-term stable blended coal in the coke oven，it is related to the quality of coke and coking quality. Coal blending provided for coke oven must be strictly stable，otherwise it will directly threaten the safety of production. Under the new situation，blast furnace smelting is absolutely not as simple as before. In order to improve the quality of coke，improve the accuracy of coking coal blending and reduce costs，it is necessary to upgrade the existing coal blending system in order to reduce the system coal blending error and increase the efficiency of coal blending. Therefore，this paper introduces the coal blending system，communication structure，its related functions and usage after upgrading and transformation. After the automatic control system is put into operation，its control performance is good，and its use is convenient and concise.The efficient and stable operation of the coal system provides a good and reliable automatic guarantee.
Keywords：coal blending；PLC；Automatic control system
引言：
在当今的市场环境下，老式配送系统的低效缺点尤为突出，没有新技术必将被市场所淘汰。原因很简单，老式控制系统故障频发，同时因缺少整体协调机制，在某一环节断线的同时很难进行补充修复，这严重影响了生产效率，也严重阻碍了经营发展。因此，对控制系统硬件的改造、配送程序的编制更新，提高控制系统稳定性是迫在眉睫的。自动配煤系统最显著的优点是能进行精确的自动化配煤工作，将原煤料通过料仓的时候经圆盘分筛地送给皮带传输系统，当原煤料通过电子皮带秤时，电子皮带秤会马上显示精准数据。整个传送系统在程序控制系统以及电子计算机控制下按相应的标准进行交融出列，然后进行烧结，最终得到焦炭。业内人士都知道，焦炭质量和经济效益主要由准确的配比和可靠的配煤系统来决定。由于PLC技术的成熟和监控手段的日益完善，使得改良后的自动配煤系统在具备监控全方位配煤流程的同时，加强了实际生产中对配合比的精准修改从而大幅提升了生产效率，而且在生产配选运送中，能够直接在电子操控系统上对其相应环节和流程进行录入和修改，对完整的配煤过程留下了第一手的数据和可查证文档，大大节省了人力、物力和财力。
1、系统构成
自动配煤控制系统是由计算机监控元件组成的操作系统和控制站组成，该系统可分为计量生产物料、系统电子操作、控制、变频调速四大部分。在节省投资，保证安全生产与工艺要求的角度来考虑，可以引进新设备。为了与筛焦控制系统、备煤控制系统统一，方便不同环节的交流协调，淘汰原有控制设备上马PLC控制系统是完全可行的。计算机控制系统选用了ROCKWELL公司的ControlLogix L5000系列产品，它具有良好的稳定性、扩展性、软硬件的开放性以及友好的人机界面。和大多数控制单元一样，主要模块采用的是大规模或超大规模集成电路，它的优点在于可以将大量的开关同无触点的电子自动操作元完成，有效避免了人为因素带来的差错。同时I/O系统也具有完善的信号保护功能和自动调节能力，编程简单、控制灵活、程序可变，准确的容错率大大提高。软件平台采用WIN2000，选用ROCKWELL公司的RSLOGIX工业自动化控制组态软件，该软件是一个全集成式工业自动化实时监控软件，是现代高效实用的集成软件，也是选择的分布式网络处理系统的实际应用。不仅可以实现不同种类平台的对接工作，还能实现同一网络系统上各节点之间的透明访问。
自动配煤控制中心与备煤、筛焦两个控制站组成类似局域网的环网结构，通讯采用工业TCP/IP协议，在线上系统的任何一台计算机，都可以对任意一个CPU实现远程编程，下载上传数据。其中配煤的两台操作员站，采用双网络方式，简言之就是并联系统，当正在工作的一个工作线出现故障时，会自动切换到另一个工作线中，从而保证生产正常进行。改造后的系统配置网络如图1所示。
图1 改造后的系统配置网络图
不过两台操作员站并非平行运行，具有主从关系。在正常情况下，主站负责操作、修改和监视，而从站只能进行监视。可当主站出现故障时，从站将自动接管主站所有功能，直到主站排除故障正常工作为止。
改造后的配煤自动控制系统其优点为：
（1）相比老式工作系统，节省了投资，跟新了工作体系；
（2）系统具有良好的扩展性，能实现快速配置和扩充；
（3）数据通讯速率高、且不易丢失数据元，并可与同一系统其它网络上的程序控制器进行实时的信息交互；
（4）安装、调试、操控越来越规范化、自动化。
2、自动配煤控制方案
2.1 顺序控制
顺序控制系统的主要作用是协调每次配送物料的运输，以及对开始时的开闭保护。即开车时采用逆煤流启动。打开主胶带，在收到启动正常的反馈信号后，经过短暂延迟依次开电子皮带秤、各圆盘给煤机。停车时采用顺煤流停车，各电子皮带秤短暂的延迟后依次停车，保证电子皮带秤上不会有残存物料。为了配合物料的料头、料尾对齐，相邻的两辆圆盘交互启动且间隔为5秒。在开车、停车和正常配煤过程中，如有设备运行故障，就会马上报警并急停。整个系统的运作流程如图2所示。
2.2 自动配煤
自动配煤是将电子皮带秤分别放置在不同台圆盘机下，秤量各台给煤机的物料总量，并将信号反馈给上位机，与上位机设定的各种配煤标准数值进行对比分析，然后通过PID协调运算，输出控制信号来驱动变频调速器，从而实现对各定量圆盘机的闭环调控，来调整给煤量，使之达到先前的设定值，从而实现自动配煤的母的。整个操作系统中只需人为设定给定值，由控制器和连接单元完成剩下的工作，大大减少了犯错的机会，提高配煤效率。
3、自动配煤系统功能
3.1 操作站
它能与PLC控制器之间实现控制信号的交互和数据的实时共享，为PLC控制器编制生产中实际需要的控制程序以及对软、硬件控制程序和连接单元的组态；每个圆盘下给煤标准量设置；每台秤的称量值自动显示；配煤称量系统画面实时监视，实时显示配煤动画、原料瞬间下料量、总流量及总累计量；圆盘运行情况监视；故障显示及报警；通过对历史趋势的数据走向分析，可查看任意时间段的生产数据曲线，分析生产情况，制作生产经营报表；操作站还可以从动态数据库中提取相应数据，生成各种报表；它还有独特的反馈功能，一旦发生事故，可以提出事故顺序记录及事故追忆记录等第一手的资料。这些实时信息的采集、处理，可以形象地了解整个生产情况，避免以前数据弄虚作假的现象及减少了管理人员取证的多余工作量，从而充分地提高该焦化厂生产效率，在现有的资源条件下将人力资源发挥到极致。
3.2 PLC控制器
为实现系统的启动和停止；电机、皮带的顺序控制；圆盘操作频率的自动控制，实现配料自动把控；为减小误差，对各皮带称量的反馈数据进行加权平均；分别计算0#—11#每个配料槽的库存量、累计量、准确率。对每个给配班次进行实时计算，提供给上位机显示，当到达下一个给配班次开始时间，则由上位机下达清零信号，将所有累计数据清零，重新开始累计计算。
1 库存量：
V=V入-V出+V余
V—当前班别的实时库存量（单位：t）
V入—新煤-2带式输送机流量累计值（单位：t）
V出—配煤槽下料累计流量（单位：t）
V余—上一个班别换班时的最终库存量（单位：t）
2 累计量：
Qn=qn╳t/3600+Qn-1（4-1）
Qn—配料槽本次下料累计流量（单位：t）
qn—当前t秒内瞬时流量平均值（单位：t/h）
Qn-1—配料槽前一次下料累计流量（单位：t）
3 准确率：
E=|Q实际-Q给定|/Q给定╳100%
E—配煤槽的准确率（单位：%）
Q实际—配煤槽实际下料累计流量（单位：t）
Q给定—配煤槽给定料流累计值（单位：t）
当Q给定为零时，准确率E为零
4、通讯
自动控制系统采用总线式工业TCP/IP协议，可以自适应通讯速率，监控计算机、主控CPU都在管理系统局域网中，不仅如此，光缆环网能够使设备分布距离加长，并提供备用线路，当单条线路出现故障时，仍能确保正常的生产经营。为了避免人力资源浪费，采用双绞线作为通讯介质，其具有接线简单，方便人工操作管理等特点。
5、结束语
本文所论系统有效实现了多台配煤机的联锁保护、启停、称量及调节的自动控制，能有效提高焦化工厂配煤效率，还可以保证各计算量输出数据的准确。通过本文对PLC系统与现代自动化处理系统的融合应用，我们可以清晰的看到它在这个行业里的先进性和实用性。它将所有工作简化到终端上进行，在节省了投资成本的同时，减少了耗材的供应，解放了人力，同时可视化的操作信息以及结果反馈能为决策者带来准确的生产资料。
参考文献：
[1]尤文茹，贾相有.自动配煤系统在焦化厂的应用[J].科技传播，2010，14：194-195.
[2]汪晓光.可编程控制器应用技术[M].北京：机械工业出版社，2001
[3]冯奕红，邢岗.焦化厂自动配煤控制系统的设计及应用研究[J].制造业自动化，2014，03：136-139.
作者简介：
甘江华（1976-），男，2002年毕业于国防科技大学计算机及应用专业，工程师，车间主任，现从事维修管理工作。
论文作者:甘江华
论文发表刊物:《河南电力》2018年9期
论文发表时间:2018/10/19
标签：系统论文; 圆盘论文; 控制系统论文; 数据论文; 单位论文; 实时论文; 工作论文; 《河南电力》2018年9期论文;