洗煤廠集中自動化控制系統(tǒng)設(shè)計
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2．2 洗煤廠控制工作原理
現(xiàn)場的控制和運(yùn)行狀態(tài)信號經(jīng)三個PLC從站進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和變換，通過RS 485網(wǎng)送到上位工控機(jī)進(jìn)行顯示，工控機(jī)根據(jù)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)發(fā)出控制指令。由于三個PLC從站實際上是并聯(lián)連接，因此它們之間的數(shù)據(jù)是通過上位機(jī)發(fā)出的指令進(jìn)行傳送的。
2．3 洗煤廠控制系統(tǒng)硬件組成
FX2N是三菱FX系列PLC家族中最先進(jìn)、性價比最高的一種，其突出優(yōu)點是包容了標(biāo)準(zhǔn)特性，程序執(zhí)行更快且全面補(bǔ)充和完善了通信功能，具有滿足單個需要的大量特殊功能模塊，最大控制點數(shù)高達(dá)256點，為自動化控制提供了最大的靈活性和控制能力。
在網(wǎng)絡(luò)和通信方面，F(xiàn)X2N系統(tǒng)采用世界上最流行的開放式網(wǎng)絡(luò)CC-Link，Profibus和DeviceNet以及RS 232，RS 422或RS 485串行通信，可組成傳輸高達(dá)12 Mb／s的控制網(wǎng)絡(luò)。
采用三菱FX2N系列PLC及其串行通信轉(zhuǎn)換接口FX-485PC-IF與研華工控上位機(jī)組成分布式集中控制系統(tǒng)，如圖1所示。本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/160523.htm
其設(shè)計要點為：由于上位機(jī)為RS 232通信接口，而PLC為RS 485接口，必須通過通信轉(zhuǎn)換接口FX485PC-IF進(jìn)行轉(zhuǎn)換；由于上位機(jī)主站到最末的3號PLC從站的實際距離為400 m左右，而FX2N系列PLC的RS 485通信板所構(gòu)成的網(wǎng)路最大傳輸距離為50 m，因此在每臺PLC從站上要用三菱通信適配器FX-485-ADP替換RS 485通信板，使上位機(jī)主站到最末一級的PLC從站的實際通信距離達(dá)到500 m，以滿足現(xiàn)場設(shè)計的要求。
為增強(qiáng)系統(tǒng)的抗干擾能力，三個PLC從站對現(xiàn)場采集的數(shù)字量輸入信號和PLC數(shù)字量輸出信號均經(jīng)過繼電器隔離，模擬量信號的傳輸均采用屏蔽電纜；采用二臺上位工控機(jī)，通過轉(zhuǎn)換板使之互為備用，二臺工控機(jī)運(yùn)行相同的程序和畫面。
2．4 洗煤廠控制系統(tǒng)軟件設(shè)計
系統(tǒng)軟件主要由PLC編程軟件和上位機(jī)監(jiān)控軟件兩部分組成。PLC編程軟件使用專門開發(fā)的用于FX系列的FX-PCS／Windows 9X編程環(huán)境，可用梯形圖、指令表或時序功能圖進(jìn)行編程；監(jiān)控軟件采用三維科技的Force Control(力控)，此軟件可方便地創(chuàng)建Windows操作系統(tǒng)下豐富的人機(jī)界面／監(jiān)控與數(shù)據(jù)采集(HMI／SCADA)應(yīng)用系統(tǒng)。
現(xiàn)場側(cè)點信號由三個PLC從站采集后，通過RS 485網(wǎng)絡(luò)送至IPC進(jìn)行顯示；煤倉中的煤位、水池中的水位等調(diào)節(jié)量和報警設(shè)定值在IPC操作后，結(jié)果通過RS 485網(wǎng)絡(luò)送至相應(yīng)的PLC。
IPC運(yùn)行三維的Force Control軟件，通過軟件本身的實時數(shù)據(jù)(DB)和I／O驅(qū)動程序，建立起DB與I／O驅(qū)動程序的服務(wù)器／客戶計算模式，I／O驅(qū)動程序完成過程I／O數(shù)據(jù)的采集與回送，三個PLC從站分別與三個I／O驅(qū)動程序相連。PLC之間的數(shù)據(jù)傳遞可通過創(chuàng)建腳本程序，并通過IPC發(fā)出指令來完成。
系統(tǒng)采用三維科技的Force Control 2．0工控組態(tài)軟件進(jìn)行畫面的顯示設(shè)計。Force Control有三種獲得數(shù)據(jù)的方法：使用系統(tǒng)本身提供的I／O驅(qū)動程序、用戶開發(fā)動態(tài)數(shù)據(jù)庫DLL和使用動態(tài)數(shù)據(jù)交換DDB。由于系統(tǒng)本身具有FX系列PLC的I／O驅(qū)動程序，因此，以使用I／O驅(qū)動程序最為方便。數(shù)據(jù)顯示方法有：模擬表顯示、棒圖顯示、趨勢圖顯示和歷史曲線顯示等。根據(jù)工藝和操作要求進(jìn)行畫面的分類設(shè)計，如整個洗煤廠的運(yùn)行狀態(tài)圖，主洗廠房、水泵站和裝車房的分畫面，以及故障報警畫面等。
3 結(jié)語
通過PLC應(yīng)用實踐，首先明確PLC控制系統(tǒng)要達(dá)到的目標(biāo)。以提高生產(chǎn)率，增強(qiáng)控制的準(zhǔn)確性為目的時，著重考慮與計算機(jī)的通信能力；其次，明確PC系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)方式，根據(jù)不同的控制對象選擇相應(yīng)的方式，比如對單臺機(jī)床的控制選獨立式即可；設(shè)備密集控制復(fù)雜的系統(tǒng)采用集中式為宜(如加熱爐系統(tǒng))；分布式系統(tǒng)則宜于設(shè)備分散、局部系統(tǒng)獨立性較強(qiáng)的系統(tǒng)；再次，系統(tǒng)設(shè)計時硬件和軟件應(yīng)綜合考慮，二者不要絕對分開，因為，軟件本身的硬件更具有修改的便捷性，且就二者的相互適應(yīng)性而言，軟件的可塑性絕對高于硬件；最后，系統(tǒng)運(yùn)行后已完善的控制軟件要堅信其正確性和可靠性，系統(tǒng)故障時應(yīng)從硬件及外部設(shè)備的檢查入手，不應(yīng)輕易修改程序。
本文的洗煤廠集控系統(tǒng)，采用分布式集中控制的方法進(jìn)行設(shè)計，具有可靠性高、使用方便、研制周期短和節(jié)約投資等特點。系統(tǒng)自投運(yùn)以來，運(yùn)行良好，對提高洗煤廠自動化水平和節(jié)約投資起到了良好的示范作用。
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