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基于PLC煤码头控制系统研究与实现 　　摘要: 介绍了煤码头皮带机集中控制系统的结构设计，叙述了控制系统的主要功能及特点，并描述了控制系统通讯的实现以及网络通讯在开发集中监控和管理系统中的应用。 　　关键词：码头控制系统；PLC；IFIX；PROFIBUS；无线工业以太网 　　中图分类号：K826文献标识码： A 　　 　　0、 引言 　　该煤码头岸线总长约560米，总投资超过15亿元。该项目建成投产后年吞吐量可达2000万吨。该码头主要为附近地区提供公用煤炭运输服务，将有效缓解该地区煤炭公用码头接卸能力不足的矛盾。该自动控制系统针对码头现场设备数量多、分布广、设备维护困难等特点，综合运用Profibus现场总线和无线工业以太网技术，采用集中管理的控制模式，保证了系统稳定、可靠的运行。 　　1、系统概述 　　1.1工程概况 　　该煤码头一期工程工艺设备主要包括16条带式输送机，2台桥式抓斗卸船机，4台斗轮堆取料机，2台皮带式电子秤，3套刮水器， 11套三通电动挡板、以及一套喷洒水系统和若干高杆灯等组成。系统设备I/O总点数1800多点。 　　1.2控制工艺 　　 本控制系统包括3种工艺流程： 　　卸船-堆场 　　卸船-装船 　　卸船-装车 　　根据以上几种工艺流程，整个系统共分18条基本流程。 　　1.3控制系统结构 　　该码头自动控制系统以PLC为控制核心，通过现场检测元件、远程站、监控工作站、工业电视系统和自动广播系统完成对各个设备的顺序启动、停止和状态监控。整个自动控制系统网络分信息层、控制层和设备层三层。控制系统原理图如图1所示。 　　 　　图1控制系统原理图 　　1) 信息层 　　系统采用Clint/Server结构，由1台SERVER和3台Clint客户机组成。系统利用以太网将SERVER服务器、Clint客户机、可编程控制器以及生产管理系统有效的连接起来。SERVER通过ModBus TCP/IP与可编程控制器进行数据交换，并将现场电子称流量值及累计量值等有效信息存入数据库服务器中供生产管理系统使用。同时Client经Server与外界进行信息的交换，中控操作员通过操作Client客户机对现场进行有效的监控和管理。 　　2) 控制层 　　 系统可编程控制器采用施耐德 Quntum系列PLC，PLC与远程分站通过Profibus-DP连接起来，组成安全、高效、可靠的控制网络。PLC与卸船机、斗轮机等移动的大机之间采用无线工业以太网的方式代替以往的硬线进行连锁信号的交换，避免了由于大机移动而造成硬线损坏，从而大大方便了系统的维护。 　　3) 设备层 　　 设备层包括现场的拉线开关、跑偏开关、打滑开关、料堵开关、撕裂开关等现场检测元件。现场检测元件监测现场设备的运行状态，并输出开关信号传送至现场I/O模块。控制器通过检测元件监测到的设备信息来控制皮带运输机的启/停、正反转以及电动三通阀门的开启等。 　　2控制系统功能 　　 本控制系统功能主要包括：现场控制设备的手动控制操作以及故障处理；现场设备的远程控制及工艺流程的选择、启动和停止；流程设备的状态及工艺流程的实时监视、显示、报警；电子称等实时信号的自动采集和图形显示；喷洒水系统、高杆灯等设备的控制以及与卸船机、斗轮机、装船机等大机联锁信号的交换等。 　　 本控制系统监控软件采用GE Fanuc公司的IFIX组态软件[1]，监控系统主要包括主画面、流程选择画面、现场设备单机画面等。 　　2.1系统控制方式 　　 系统提供三种控制方式：手动控制、PLC集中手动、PLC自动控制。通过切换设在MCC柜或现场操作柱上的转换开关来改变系统的控制方式。 　　1）手动控制。手动控制方式用于设备单机调试，当MCC柜上的转换开关切换到“现场”位置时，手动控制方式生效。操作员可以通过MCC柜子上控制按钮来控制皮带运输机的启动、停止以及正反转。当现场操作柱上的转换开关切换到“现场”时，操作员可以在现场控制三通挡板以及刮水器等设备的运行。 　　2）PLC集中手动。PLC集中手动控制方式用于设备调试或某个控制设备故障复位后需要中控室单动时使用。当MCC柜或现场操作柱上的转换开关切换到“远程”时，该控制方式才能生效。操作员通过点击中控室上位机操作界面上的操作按钮来控制现场设备的单机运行。 　　3）PLC自动控制。PLC自动控制方式是控制系统的主要运行方式。当MCC柜和现场操作柱上的转换开关均切换到“远程”时该控制方式生效。操作员可在上位机对生产流程进行设定、预选、选择、启动、停止等工作。在该控制方式下各个设备之间具有联锁功能，系统能够自动记录流程的工作状态、设备的故障情况等。 　　2.2系统操作 　　 系统的操作主要在上位监控