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　10PLC在鲍店选煤厂集控系统的应用

　　兖州矿业(集团)公司鲍店煤矿选煤厂的控制系统采用底层可编程控制器系统与上位机监控相结合的模式，以数据量逻辑控制为主，配以少量工艺过程参数的模拟量检测监视，用于实现工艺流程系统设备的集中启、停车控制和运行过程中的连锁控制，并且具有工艺过程参数的闭环控制系统，达到国内同行业中的先进水平。

　　该厂原先的集控系统采用SIMATIC TI545、配煤系统采用SIMATICS70-300。集控系统的整体框架分为原煤重介选矸系统、筛分系统、储装运系统、跳汰(水洗)系统、捞坑系统、沉降离心脱水系统、除木杂系统及压滤车间监控系统。集控系统有三个操作站:调度室操作洗煤系统的跳汰(水洗)系统、捞坑系统和沉降离心脱水系统;原煤集控室操作原煤系统的重介选矸系统和筛分系统;储运集控室操作储装运系统;压滤车间设备仅在模拟盘上显示。三个集控室有各自的可编程控制器主机，互不通讯，版本不一。改造后的新集控系统将洗煤、压滤与储运系统合为一台可编程控制器主机，原煤车间单独一台可编程控制器主机;两台主机不直接通讯，系统通过上位机通讯互访。

　　控制方案选用施耐德140系列PLC系统，主机选用CPU11303中央处理单元，具有512K字节RAM，MODBUS、MODBUSPLUS接口。与现场设备状态检测及控制电路相连的部分采用MODBUSPLUS工业总线结构的分布式控制系统，在厂调度室和原煤车间分别设置独立的可编程控制器主机站，在主厂房洗煤车间9PD、10PD和5PD-1配电室、原煤车间3PD、重介二楼配电室、重介三楼配电室、筛分车间配电室、原煤1#变电所、储运集控5PD-1、原煤2#变电所、块煤仓下、原煤仓下和压滤车间配电室设置分布站，除了原煤车间3PD、重介二楼配电室、重介三楼配电室、筛分车间配电室和原煤1#变电所分布站由原煤系统可编程控制器控制外，其余分布站均由厂调度室可编程控制器控制。

　　11提高PLC控制系统可靠性的措施

　　可编程控制器在选煤厂已得到广泛应用，但由于各种原因造成控制系统可靠性低。兖州矿业(集团)公司职工大学通过原因分析，从软硬件及安装使用等方面提出一些措施，有效地提高可编程控制器的可靠性。

　　⑴设计完善的故障报警系统。在自动控制系统中设计三级故障报警系统。一级设置在控制现场的各种控制面板上，用指示灯指示设备正常运行和故障情况。二级故障显示在中心的控制大屏幕监视器上，设备出现故障时有文字显示故障类型，工艺流程图上对应设备闪烁。三级故障显示在中心控制室信号箱内，出现故障时信号箱声光报警，提示及时处理。

　　⑵提高输入信号可靠性。

　　①硬件。选用可靠性较高的变送器和开关，防止各种原因引起的传送线路短路、断路或接触不良。

　　②软件。在程序设计中加数字滤波程序，增加输入信号的可靠性;现场输入触点后加一定时器，其定时时间根据触点抖动情况和系统要求及相应速度确定，保证触点稳定闭合后才有其它响应;模拟信号滤波采用下法：对现场信号连续采样3次，其间隔由A/D转换速度和模拟信号变化速度决定，去掉大、小值，保留中间值存放在数据寄存器中;程序设计时可利用信号间关系判断信号可靠程度，如贮罐上下液位保护的开关动作发出信号给可编程控制器，将此信号与液位计信号对比正确说明真实，反之可能极限开关故障或传送信号线路故障;系统功能表上有时不出现互锁，但为了提高可靠性在编程时必须加以互锁。

　　⑶执行机构。负载由接触器控制时，启动或停止这类负载转为对接触器线圈控制，吸合、释放可靠;开启或关闭阀门时，关闭时间根据阀门开度而不同，设延时又检测不到开或关到位的信号，如信号不能准确返给可编程控制器则阀门可能有故障。

　　⑷安装、布线采取抗干扰。PLC的电源、I/O电源一般采用不带屏蔽层的隔离变压器供电，在较强干扰源环境中使用时接地截面积不小于2，接地电阻不大于100kΩ，接地线采用独立接地方式;可编程控制器电源线、I/O电源线、输入信号线、输出信号线、交流线和直流线尽量分开布线，开关量信号、模拟量信号要分开布线，模拟量和数字传输线采用屏蔽线并屏蔽接地。

Freeport：适用于通用通信的用户可设置报文格式

　　3964(R) 可提高传输可靠性

　　Modbus RTU 主站

　　Modbus RTU 从站

　　USS，通过指令实现

　　应用 可通过通信模块与外部通信伙伴连接以交换数据。由于有大量参数设置选项，可以针对通信伙伴灵活调整控制。

　　Modbus RTU 主站可为30 个 Modbus 从站创建一个 Modbus RTU 网络。

　　可为您提供下列通讯模板：

　　CM PtP RS232 BA；

　　带有 RS232 接口的通信模块，适用于协议 Freeport、3964(R) 和 USS；9 针 Sub D 连接器，19.2Kbit/s，1 KB 帧长度，2 KB 接收缓冲区

　　CM PtP RS232 HF；

　　带有 RS232 接口的通信模块，适用于协议 Freeport、3964(R) 和 Modbus RTU；9 针 Sub D连接器， 115.2 Kbit/s，4 KB 帧长度，8 KB 接收缓冲区

　　CM PtP RS422/485 BA；

　　带有 RS422 和 RS485 接口的通信模块，适用于协议 Freeport、3964(R) 和 USS；15 针 Sub D插座， 19.2 Kbit/s，1 KB 帧长度，2 KB 接收缓冲区

　　CM PtP RS422/485 HF；

　　带有 RS422 和 RS485 接口的通信模块，适用于协议 Freeport、3964(R)、USS 和 ModbusRTU；15 针 Sub D 插座， 115.2 Kbit/s，4 KB 帧长度，8 KB 接收缓冲区

通过实时 (RT) 和同步实时 (IRT) 功能方便地开发 PROFINET 现场设备

*匹配的硬件和软件组件。

提供的软件实例、文档和电路图有助于快速开始开发。

由于提供了示例  文件，便于创建特定  文件。

开发板作为 PN IO 设备测试环境（仅 ERTEC）。

完整的开发环境包含在供货范围内，包括可运行的实例应用。

便于移植到以太网控制器和实时操作系统。

应用

通过 ERTEC 系列的 ASIC，无需太多的工作，即可将设备和系统连接至 PROFINET。高性能以太网控制器配有 32 位微处理器以及集成 IRT 交换机，专门为工业应用开发。

这些以太网控制器可以实时 (RT) 和等时同步实时 (IRT) 处理 PROFINET IO 的所有数据传输，从而可减轻应用处理器的负担。由于集成有 2 端交换机（ERTEC 200P 和 ERTEC 200）或 4 端交换机 (ERTEC 400)，免除了附加外部交换机的成本。灵活的拓扑结构，例如星型、树型和总线型等拓扑结构都可轻松实现，无需其它外部网络组件。

提供 EK-ERTEC 200P PN IO 评估套件用于实现基于 ERTEC 的设备。它包含了使用 ASIC ERTEC 200P 来开发 PROFINET 硬件和固件所需的一切工具。这些套件均以源代码方式提供。开发环境以及实时操作系统 eCos 是以示例应用程序和测试工具形式交付的工具包的组成部分。

使用标准以太网控制器开发套件，可基于标准以太网控制器开发 PROFINET 现场设备。为了确保它的使用尽量与平台不相关，以源代码提供的 PROFINET IO 堆栈针对简单移植应用进行了优化。此开发套件可以提供开发实时 (RT) PROFINET 现场设备所需的所有功能。

如果需要实现故障安全现场设备，则需要通过 PROFIsafe 行规来执行故障安全通信。PROFIsafe StarterKit 提供了堆栈的源代码以及多种测试和验证工具。

设计

ERTEC 开发包中包含的组件

EK-ERTEC 200P 中的评估板 200P(EB 200P)；

PROFINET IO 设备针对用户具体应用程序的测试环境。

PROFINET 设备堆栈.

适用于所提供的评估板上的过程的源代码（包括示例程序）。光盘上除了有示例程序和  示例之外，还包含 PN IO 设备开发所需的所有开发工具（不需要授权）。

JTAG 排错程序。

为了简化开发期间的问题排查，开发包中提供了一个 Amontec JTAGkey-Tiny 调试程序。

文档，

光盘上提供了详尽的文档资料（英语和德语）。利用快速启动指南，您可以在调试阶段节省宝贵的时间。

开发包中包括用于标准以太网控制器的组件

源代码形式的 PROFINET IO 设备堆栈

应用示例基于由 Atmel 生产的 SAM 9X25 小型控制器

用户文档，英语和德语

 示例文件

用于 PROFINET 控制器测试伙伴的示例软件（供货范围内不包括测试伙伴）

操作系统环境

ERTEC 开发包附带了一个免版权费的开放源代码 eCos 操作系统。通过用于该操作系统的 PROFINET 堆栈的开放式操作系统接口，可以进行定制调整并移植到其它操作系统平台。

PROFIsafe 起动器套件

如 IEC 61784-3-3 所规定，PROFIsafe 入门级套件 V3.5 与 PROFIsafe 配置版本 2.6.1 兼容。它符合各种各样的用户要求，比如多实例能力和运行时的可变过程数据长度等等，并已获得“德国技术检查组”(Tü) 关于高效从机开发方面的认证。连同开发需要的所有 PI 规范一起，PROFIsafe 初学者工具包包含 PROFIsafe 驱动程序软件 (PSD) 的源文件以及英语和德语版的综合执行手册。

此外，它还包括各种各样的 CRC 计算工具和辅助工具，以及包含一个编程示例。

带有当前 PROFIsafe 证书的当前 PROFIsafe 规范

PROFIsafe 驱动程序软件（作为开发包的核心组件）

适用于  工具（比如 CRC 计算工具）的编程示例

验证代码

综合文档

V3.5 是 V3.4 的后续版本，其特点是具备新的符合 V2.6.1 配置的 PROFIsafe 驱动程序软件。