隨著工業企業自動化技術的發展，PLC (Programmable Logic Controller,又稱可編程控器)，以其可靠性、靈活性、優良的性能價格比、使用方便等特點在工業控制領域迅猛發，得到了越來越廣泛的應用。

　　石油焦是鋁電解用碳素陽極生產的主要原料。石油焦轉運系統，是把貯存在倉庫中的石油焦，經過破碎篩分處理成滿足煅燒需要的原料，輸送到煅前料倉。由于該系統邏輯控制點多、自動化程度高、上下游設備間關聯度大，所以選用PLC進行自動控制，并設立上位機進行全系統監控。本文著重討論PLC在系統中控制功能的實現和上位機監控界面的開發。

　　1 工藝介紹

　　石油焦轉運站系統主要由天車抓料系、破碎篩分系、提升系、分料輸送系、收塵系組成。用來滿足煅燒窯系統煅前日用料倉物料供給。主要抓料天車、調速皮帶、破碎機、篩分機、輸送皮帶、斗式提升機、分料擋板等設備組成。其中破碎篩分系、提升系是兩套系統，破碎篩分系統可以一備一用，也可以同時工作；提升系實現設備一備一用。工藝流程簡圖見下圖1.

圖1石油焦轉運站工藝流程簡圖

　　2 控制系統設計及實現

　　2.1 SLC500的特點

　　SLC500模塊化可編程控制器及輸入輸出模塊由羅克韋爾自動化公司生產，產品目錄號為1746和1747系列。該系列產品采用框架式結構，為在不同的工業現場使用提供了同樣穩定可靠的平臺。SLC500系統構成處理器、輸入輸出模塊和相關外部設備。處理器功能強大、使用靈活，并有各種內置通訊方式和不同容量的內存供用戶按需選擇。根據用戶的實際需要，輸入輸出模塊可以非常方便的擴展。同時羅克韋爾自動化提供了便捷的內置通訊接口、種類豐富的第三方模塊、簡單方便的基于Windows平臺的編程軟件。因而SLC500成為當前市場上為流行的中小型PLC之一。


　　2.2 硬件配置

　　基于SLC的上述特點，本系統采用了美國羅克韋爾自動化公司的SLC505 PLC。系統所需的輸入/輸出配置是：開關量輸入100點；開關量輸出50點；模擬量輸入5點；模擬量輸出2點；在適當考慮余量的基礎上，實際的硬件配置如下：

　　　　⑴ CPU選用1747-L551；

　　　　⑵ 8塊開關量輸入，共16×8=128點；4塊開關量輸出，共16×4=64點；1塊模擬量輸入，共8×1=8點；1塊模擬量輸出，共4×1=4點；

　　　　⑶ 兩個機架，分別是10槽和7槽；

　　　　⑷ 交換機一臺

　　　　⑸ 上位監控操作員站一個

　　　　⑹ 工程師站一個



　　2.3 系統網絡拓撲

　　上位機通過RSLINX軟件，建立與PLC的聯系，可以通過RS232和以太網任意一種通訊方式通訊。本控制系統中，上位機監控操作員站通過以太網借助交換機與PLC進行通訊，設置工程師調試接口，同時交換機預留和其他系統進行數據交換和通訊的端口。網絡拓撲圖見下圖2.

　　監控軟件RSview-SE安裝在上位監控計算機，開發出工藝流程界面，通過以太網一方面把設備的狀態點取上來，在流程界面上顯示；另一方面把操作員發出的操作命令送到PLC，進而通過PLC的輸出驅動相應的設備做出動作響應。

　

圖2 石油焦轉運站系統網絡拓撲圖

　　2.4 控制系統設計

　　通過PLC程序完成石油焦轉運自動控制系統，結合上位監控操作員站，在主控室實現對現場各個設備、工藝參數的監視、控制、操作、調整。

　　在程序設計中，考慮上、下游設備之間的關聯性，設計了相關的連鎖保護，下游設備不運行，上游設備無法啟動；代表電機電流大小的4~20mA信號通過模擬量輸入模塊采集進PLC，送給監控界面顯示，控制調速皮帶速度的控制信號從監控軟件寫到PLC，再轉換成4~20mA的標準模擬信號控制皮帶調速。

　　在這個系統中有以下幾個需要注意、影響整個系統平穩運行的關鍵問題點：

　　2.4.1 實現系統設備在線切換控制

　　根據工藝設計要求，兩套篩分系統、兩個分料擋板和兩臺斗式提升機必須可以在線切換控制，即如果其中一套（臺）設備出現故障，操作人員可以在不停料的情況下，立即把另外一套（臺）設備加入流程控制，出故障的設備退出流程檢修。

　　設計的程序中考慮了在切換系統時，系統上、下游流程繼續運行，新進入流程的和即將退出流程的設備有一個時間段是同時運行，具體的參數需要根據實際情況進行整定。這樣能確保退出流程的設備里的物料能夠*排出，新進入流程的設備不會造成堵料。


　　2.4.2 自動停車保護

　　從安全角度考慮，在輸送皮帶兩側安裝了拉繩開關。在斗式提升機的入口和出口處，安裝了堵料報警開關。在設計程序時，編制了如下的保護。

　　如果有人不小心摔到皮帶上或者違犯規定穿越（跨、鉆）正在運行的皮帶碰到拉繩開關，系統會立即停車，并發出聲光報警，提示操作人員前往檢查、處理。處理完畢后，按壓復位按鈕清除故障，系統方可重新啟動。

　　一旦斗式提升機的入口或者出口出現堵料，堵料開關動作，系統會立即停車，并發出聲光報警，提示操作人員前往檢查、處理。處理完畢后，按壓復位按鈕清除故障，系統方可重新啟動。

　　在設計PLC程序時，把兩個煅前日用料倉的高限報警信號引到PLC程序，一旦煅前日用料倉料位超過高限報警，操作人員沒有發現，程序會自動保護性的停止系統。


　　2.4.3 收塵器的脈沖振打控制

　　石油焦轉運系統中有三個收塵器，為了延長脈沖閥的使用壽命，在咨詢廠家技術參數的基礎上，設計了收塵器收塵布袋脈沖振打控制的PLC程序。根據生產廠家提供的數據，在設計的PLC程序中采用定時器和計數器，地控制收塵器收塵布袋的脈沖振打時間和振打間隔時間，讓脈沖閥按照固定的順序依次振打。


　　3 上位機監控系統的設計

　　3.1 RSview Supervisory Edition（RSview -SE）的特點

　　RSview-SE作為Rockwell Software人機界面軟件產品家族的一員，支持諸如安全、畫面、報警、操作和報警記錄、趨勢等等HMI的核心功能，為企業提供集成的一體化的監控方案，為目前市場主流的上位機監控軟件之一，廣泛應用于冶金、化工、石油、食品、建材、水處理等領域，深受廣大用戶喜愛。它主要有如下特點：

　　基于網絡的分布式監控、共用的開發環境- RSview Studio、增強的羅克韋爾自動化優選連接方案、直接I/O數據關聯、透明的數據集成、畫面對象的VBA支持、數據通訊的冗余熱備、集成了Windows安全。


　　3.2 監控系統設計

　　正是看中了RSview-SE的上述優點，本設計選用RSVIEW-SE上位機監控軟件來實現石油焦轉運系統的操作員上位機監控。RSVIEW-SE提供了強大的項目組態功能，項目設計者可以利用現有的圖形庫，建立自己的圖形對象，其模塊化的設計方法，大大提高了項目開發效率。
上位機監控系統包括系統工藝流程圖畫面和PC操作臺畫面。在操作臺界面上，設計了所有的操作按鈕，防止誤操作，相關的按鈕進行了集中放置；考慮到操作的方便性，部分設備設計了單動按鈕。在工藝流程圖界面上，為了能形象的反映現場設備的運行狀況，采用動、靜結合，不同的顏色表示不同的狀態以及平面和立體相結合的方式，建立上位機畫面。操作人員可以實時監視和控制整個工藝流程的設備運行狀況、主要工藝參數，并可方便的在畫面間切換。

　　在畫面上設計了設備的狀態，系統啟動前，按壓試燈按鈕，不滿足啟動條件的設備會出現紅燈閃爍，這樣檢修人員就直接到對應的設備出檢查處理，節約故障查找時間，提率。