选煤厂新工艺集控系统设计与实现-开题报告 - 图文(2)

重介悬浮液控制算法分别是郭西进等人提出的重介选煤工艺多参数模糊控制方法[7]，该方法借助Matlab工具箱里的模糊控制编辑器FIS editor得出液位、密度模糊控制规则表，从而实现重介选煤悬浮液密度、液位等参数的控制，目前该算法在兖矿赵楼选煤厂得到很好的应用，而武金龙等人在基于PID算法的密控及桶位平衡调节在龙固选煤厂的应用中[8]，同样达到了参数控制的目的，并且在山东新巨龙能源有限责任选煤厂重介系统中得到很好的应用。PID算法或各类模糊算法，其目的都是对选煤厂生产工艺参数进行模拟量控制，使其参数运行平稳，而各类算法只是其中的一种手段，除了在软件开发中进行研究调试以外，现场传感器和执行器的选择和安装位置也同样的重要。选煤厂模拟量控制的应用在其他选煤工艺中也得到很大的应用，如周双印等在选煤厂主要工艺环节自动化控制现状中[9]论述的TBS分选、浮选工艺、尾煤煤泥水沉降浓缩自动加药对模拟量控制的应用。本论文将就模拟量控制针对东滩选煤厂实际情况进行重点研究和设计，旨在为东滩选煤厂建立适合现场情况的模拟量控制方式。 （3）数据采集：在选煤厂生产过程中需要采集大量数据进行分析以便指挥后期生产，如电机温度、振动筛激振器温度、皮带秤数据、灰分仪数据、仓位仪数据等，这些数据需要PLC通过4-20mA信号或脉冲信号采集到CPU中进行处理，最终显示到操作员终端上；如皮带秤数据的采集，通过使用仪表本身提供标准的4-20mA信号和吨脉冲的传输方式，接入到选煤厂的PLC系统中，由PLC采集处理计量数据，通过上位组态软件，将数据整理、汇总、统计，使用PLC采集数据不但可以免除购买皮带秤厂家的通讯模块、工控机及专用程序，还避免了以后皮带秤更换厂家带来的兼容性问题，避免了重复投资，同时使得数据处理方面更加灵活、便捷、实用。 （4）联网通讯：选煤厂生产工艺设备中，有部分设备具有单机自动化功能，这时候就需要使用PLC控制技术的通信功能，传统选煤厂集控使用的PLC控制系统，以现场总线构建工业网络，现场总线在早期的集控系统中，由于实现了全数字化技术，极大地简化了现场的布线工作量，并使系统检测和控制单元的分布更加合理，从而在早期的选煤厂集控系统中得到了很大的应用和推广[10]，而目前随着工业自动化和信息化的发展，工业以太网技术已经趋于成熟，并具有全开放、价格低廉、可靠稳定、通信速率高等特点，将工业以太网应用在选煤厂集控中还有以下几个优点[11]： a.以太网具有灵活的扩展功能，在使用中能够针对集控需要进行扩展和改进。 b.以太网全开放的特性使其应用广泛，目前各大PLC厂商的产品都提供有以太网接口，从而保证集控系统与其他第三方系统的互联，对不同厂商的产品进行连接时，接口硬件和通讯工具的费用也随之降低。 c.以太网有着良好的技术容错功能，有效的减少了集控系统的故障率，从而提高选煤厂生产效率。 本论文设计的选煤厂集控系统就是建立在以太网基础上的冗余工业网络，而东滩选煤厂的原煤运输流程和商品煤储装运流程则采用的是西门子的PROFIBUS-DP现场总线网络，现场总线网络和冗余工业以太网络互联通信是本次设计的重点也是关键点。 （5）人机交互：即实时动态监控画面，PLC控制层通过开关量控制、模拟量控制、数据采集、联网通信与现场设备进行交互，最终都要以实时动态监控画面的形式通过工业计算机表现在操作员的桌面上，实时动态监控画面使用上位组态软件实现，国内外常用的组态软件有：IFIX、InTouch、组态王和WINCC[12]- [15]，其主要功能可以归纳为以下几点： a.画面显示：将现场设备以图形的形式表示出来，或用静态变色，或用动态方式表现现场设备的状态，同时显示出PLC采集的各类数据；随着软件技术的发展，目前各类组态软件生成的画面更加美观、形象、实用； b.指令下发：操作员通过计算机键盘和鼠标下达操作指令，组态软件负责传达指令至PLC，再由PLC经过程序处理最终反应的现场设备上；大部分组态软件内置了高级语言脚本，通过对脚本的二次开发与SQL数据库和Excel软件进行数据互传，从而实现复杂报表的自动生成、打印等自定义功能[16]。同时还可以利用脚本功能实现对PLC数据的批量处理。 c.数据存档：数据存档功能主要是将PLC采集的各类开关量和模拟量数据进行存档、查询； d.实时报警：现场设备的各类信号通过PLC的处理分析，对于异常信号则通过上位组态进行报警，报警的表现形式分为两种，一是在画面中显示报警图形通过视觉反应给操作员，二是通过计算机声音输出到音响，通过听觉反应给操作员。同时各类报警记录可以存档并查询。 3 论文的社会经济效益 东滩选煤厂新工艺集控系统的应用实现了智能化、自动化，合理的分配了设备的启动时间，从而减少设备启动时间和空载时间，促使选煤厂生产效率的提高，同时也为机电检修维护工作留下充裕的时间，节省了设备的维护和操作的时间，提高了工作效率，相应地可以减少负责维护和操作人员的数量，从而达到了减员增效的效果，为东滩选煤厂节省了开支，降低了成本。 4 课题研究内容和研究方法 4.1研究内容 （1）兖矿东滩选煤厂新建工艺集控系统的设备集成、系统设计、软件开发、调试； （2）实现新建集控系统采用的冗余工业以太网与原选煤厂集控系统现场总线网络互联通信； （3）单机自动化设备接入到集控系统并实现监控功能； （4）实现重介旋流器密度自动控制； 4.2研究方法 （1）通过与洗煤厂工艺和机电工程师讨论，得出整个集控系统的开发要求，保证整个集控系统的可靠性，可操作性； （2）根据工艺和操作人员的需求，确定集控操作方式； （3）使用德国西门子s7-407H系列CPU构建冗余PLC系统，西门子WINCC组态软件进行上位组态； （4）深入研究西门子PLC工业网络，实现PROFIBUS与工业以太网的数据交换，实现新老系统下的设备相互闭锁及各类数据的采集； 5 论文工作量估计和进度 2014年5月—2014年8月 搜索查阅文献及现场调研 2014年9月—2014年12月 集控系统设计及硬件选型 2014年12月—2015年3月 现场安装及系统程序开发 2015年4月—2015年5月 系统集成及现场调试 2015年5月—2015年7月 撰写论文，提交盲评 本论文估计需参考文献约50个，总字数约4万字，其中关键技术和方法约为3个。 6 参考文献 [1] 张文华. PLC的发展及在工业生产中的应用[J]. 黑龙江科技信息，2014（34）： 59 [2] 顾硕. 谈PLC市场的现状与未来[J]. 自动化博览，2014（08）：34-39 [3] 李艳. 浅析选煤厂集控系统的设计[J].科技创新导报，2014（11）：50 [4] 徐康. PLC在选煤厂中的应用[D].山东济南市：山东大学，2012年 [5] 邱广雷. 斜沟煤矿选煤厂集控操作系统的应用研究[J].洁净煤技术，2014（6）： 83-88 [6] 李彦乐. 选煤厂集中控制系统的研究与设计[D]. 安徽省淮南市：安徽理工大 学，2009年 [7] 郭西进.高警卫.岳广礼，等，重介选煤工艺多参数模糊控制方法研究[J]，工矿 自动化，2012（9）：1-4 [8] 武金龙.王焕忠.侯瓒学.基于PID算法的密控及桶位平衡调节在龙固选煤厂的 应用[J]，中国高新技术企业，2012（Z1）：180-182 [9] 周双印.黄恒.张道国. 选煤厂主要工艺环节自动化控制现状[J]，矿山机械，2015 （1）：9-12 [10] 马世平. 现场总线标准的现状和工业以太网技术[J]. 机电一体化，2007(03)： 6-13 [11] 李继军. 工业以太网在选煤厂集控系统中的应用探讨[J].科技与企业，2013 （17）：124-125 [12] 陈震.郭楠.张杨. iFIX在选煤厂模型集中控制系统中的应用[J]，煤矿机电， 2014（03）：111-113 [1 …… 此处隐藏：1891字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……