本系統(tǒng)采用法國(guó)施耐德電氣公司的 Modicon TSX Premium 自動(dòng)化平臺(tái)作為實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制系統(tǒng)的自動(dòng)化平臺(tái),， 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(dòng)化平臺(tái) 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(guò)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(gè)控制器,。
• 通訊方式：簡(jiǎn)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(guò)測(cè)試的元件使其成為一種可靠的耐用的解決方案,，安裝更簡(jiǎn)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(shí)，用于與監(jiān)視系統(tǒng)通訊的以太網(wǎng)模塊自動(dòng)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(wú)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(shí)切換，他們能夠使用現(xiàn)場(chǎng)總線的全部服務(wù)?，F(xiàn)場(chǎng)總線信息服務(wù) （ 即插即用,、診斷等 ） 全部保留。典型的通信時(shí)間是 1～2 秒,，對(duì)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(jià)格低?，F(xiàn)場(chǎng)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(chǎng)總線 （Fipio） 的數(shù)據(jù)傳輸由集線器,、交換機(jī)和收發(fā)器來(lái)管理,。介質(zhì)可用性由遇故障時(shí)的自動(dòng)通訊來(lái)保證，對(duì)于集線器小于 20ms ,，對(duì)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(zhǎng)距離上，當(dāng)介質(zhì)出現(xiàn)故障時(shí),，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(jiǎn)單,，易于鋪設(shè)等特點(diǎn)。主控 CPU 采用 TSX P57-20 處理器,，通過(guò)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(duì)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(guò)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：
機(jī)架和附件
• 典型煉焦車間工藝流程
• 供煤 PLC 系統(tǒng)
供煤自動(dòng)化過(guò)程控制系統(tǒng)屬于原料廠過(guò)程控制系統(tǒng)中的一部分,，在原料廠使用過(guò)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(kù)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(dòng)（聯(lián)鎖）,、手動(dòng)（單機(jī)）兩種控制方式,，自動(dòng)、手動(dòng)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(gè)設(shè)備的啟、停按鈕,，還有為 PLC 提供輸入信號(hào)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(shí),，各設(shè)備的啟動(dòng)、停止必須遵循特定的順序,，即對(duì)各設(shè)備進(jìn)行聯(lián)鎖控制,；
• 各設(shè)備啟動(dòng)和停止過(guò)程中，要合理設(shè)置時(shí)間間隔（延時(shí)）,。停車延時(shí)按設(shè)備的不同要求而設(shè)定,，以保證停車時(shí)各輸煤皮帶上無(wú)剩余煤；
• 運(yùn)行過(guò)程中,，某一臺(tái)設(shè)備發(fā)生故障時(shí),，應(yīng)立即發(fā)出報(bào)警并自動(dòng)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(shí)聯(lián)鎖停車,；
• 各輸煤皮帶設(shè)有雙向跑偏開關(guān)，關(guān)鍵時(shí)刻實(shí)現(xiàn)自動(dòng)停車,；
對(duì)輸煤過(guò)程有關(guān)情況（報(bào)警,、自動(dòng)停機(jī)等）做出實(shí)時(shí)紀(jì)錄。
一個(gè)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(dòng)態(tài)圖形方式（棒圖,、曲線圖等）顯示壓力、流量,、溫度,；對(duì)重要的測(cè)量數(shù)據(jù)整點(diǎn)保存，運(yùn)行日?qǐng)?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(shí) 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(shí)，除了閃爍提示,，同時(shí)顯示當(dāng)前越限值和越限給定值,；對(duì)于設(shè)備變位、保護(hù)動(dòng)作,、保護(hù)報(bào)警等功能提供音響提示,。
1 個(gè)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(tái)激光打印機(jī)用于實(shí)時(shí)報(bào)警打印
與一個(gè)操作員站通過(guò)并行打印口相連,，可實(shí)現(xiàn)屏幕顯示畫面打印，現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)報(bào)警實(shí)時(shí)打印,，報(bào)警記錄打印,。
1 臺(tái)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(shí)提供在斷電時(shí)數(shù)據(jù)的備份及正常關(guān)機(jī),。
1 面操作臺(tái)
規(guī)格： 1200x1100x980 ,，
• 配煤PLC系統(tǒng)
配煤系統(tǒng)在整個(gè)焦化廠的生產(chǎn)過(guò)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(dòng)配煤系統(tǒng)應(yīng)能接受上位機(jī)傳來(lái)的配煤比指令,，并按指定的配煤比進(jìn)行配煤,。在配煤過(guò)程中，常常會(huì)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(gè)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(shí)，應(yīng)自動(dòng)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(shí)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(guò)程是一個(gè)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(guò)程，很難用數(shù)學(xué)模型來(lái)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(guò)程建立起來(lái)的自動(dòng)配煤系統(tǒng)采用兩級(jí)結(jié)構(gòu)形式,，上一級(jí)為專家控制系統(tǒng)，它根據(jù)配煤生產(chǎn)過(guò)程的工藝特點(diǎn)和長(zhǎng)期配煤的經(jīng)驗(yàn)知識(shí),，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(jí)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(chǎng)需求確定焦炭質(zhì)量目標(biāo)，同時(shí)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(lái)建立相應(yīng)數(shù)學(xué)模型。
其中： Pb 為配比系數(shù),， C 為煤價(jià)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(gè)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),。可提供多種畫面調(diào)用方式,，在發(fā)生故障后有提示并轉(zhuǎn)入故障畫面,，以動(dòng)態(tài)圖形方式（棒圖、曲線圖等）顯示壓力,、流量,、溫度；對(duì)重要的測(cè)量數(shù)據(jù)整點(diǎn)保存,，運(yùn)行日?qǐng)?bào),、月報(bào)及報(bào)表的生成、顯示,、打?。粚?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(shí) 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(shí),，除了閃爍提示,，同時(shí)顯示當(dāng)前越限值和越限給定值；對(duì)于設(shè)備變位,、保護(hù)動(dòng)作,、保護(hù)報(bào)警等功能提供音響提示。
1 個(gè)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(tái)激光打印機(jī)用于實(shí)時(shí)報(bào)警打印
與一個(gè)操作員站通過(guò)并行打印口相連，可實(shí)現(xiàn)屏幕顯示畫面打印,，現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)報(bào)警實(shí)時(shí)打印,，報(bào)警記錄打印。
1 臺(tái)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(shí)提供在斷電時(shí)數(shù)據(jù)的備份及正常關(guān)機(jī),。
1 面操作臺(tái)
規(guī)格： 1200x1100x980 ，
• 篩貯焦 PLC 系統(tǒng)
篩貯焦系統(tǒng)在焦化廠中起著啟后的作用,，作為主要產(chǎn)品的焦炭將在這里分級(jí),、入倉(cāng)、外銷,。因此,。在抓好煉焦的同時(shí)，務(wù)必注重這個(gè)外銷前的最后一個(gè)環(huán)節(jié),，以保證焦炭的質(zhì)量及產(chǎn)量不在此受到影響,。
按工藝要求，工業(yè)設(shè)備有集中連鎖和機(jī)旁手動(dòng)兩種操作方式,，控制范圍從刮板機(jī),、膠帶機(jī)至焦炭輸出膠帶機(jī)和各貯焦倉(cāng)。設(shè) PLC 集中連鎖控制為生產(chǎn)方式,，機(jī)旁手動(dòng)為檢修方式,。系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)發(fā)出預(yù)示信號(hào)，膠帶機(jī)設(shè)有跑偏,、堵漏,、事故停車保護(hù)。
一個(gè)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(dòng)態(tài)圖形方式（棒圖,、曲線圖等）顯示壓力,、流量、溫度,；對(duì)重要的測(cè)量數(shù)據(jù)整點(diǎn)保存，運(yùn)行日?qǐng)?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(shí) 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(shí),，除了閃爍提示,，同時(shí)顯示當(dāng)前越限值和越限給定值；對(duì)于設(shè)備變位,、保護(hù)動(dòng)作,、保護(hù)報(bào)警等功能提供音響提示。
1 個(gè)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(tái)激光打印機(jī)用于實(shí)時(shí)報(bào)警打印
與一個(gè)操作員站通過(guò)并行打印口相連，可實(shí)現(xiàn)屏幕顯示畫面打印,，現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)報(bào)警實(shí)時(shí)打印,，報(bào)警記錄打印。
1 臺(tái)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(shí)提供在斷電時(shí)數(shù)據(jù)的備份及正常關(guān)機(jī),。
1 面操作臺(tái)
規(guī)格： 1200x1100x980