第九章 选煤厂集中控制及计算机监控管理
第一节 概述
选煤厂集中控制是指对选煤系统中有联系的生产机械按照规定的程序在集中控制室内进行启动、停止或事故处理的控制。集中控制室多设在选煤厂主厂房内或主厂房附近，集控室中一般设有反映全厂设备工作情况的模拟盘。对于采用可编程序控制器集中控制的系统，也可用高分辨率的大屏幕图形显示器代替模拟盘，从模拟盘上的灯光和音响信号或大屏幕显示器上的设备图形符号颜色的变化可以直观地观察到全厂设备的工作情况。集控室中还设有安装有各种显示仪表、控制开关和控制按钮的集中控制台，可以随时利用这些控制开关、控制按钮来启、停相应的生产设备，在发生设备故障时可以及时停掉部分或全部设备，以避免事故的扩大。
选煤厂生产的特点是设备台数多且相对集中，拖动方式简单，生产连续性强。因此，实现设备的集中控制，可以缩短全厂设备的起、停车时间，提高劳动生产率。例如，采用单机就地控制的选煤厂全厂起车一次约需要30min，而采用集中控制时只需要几分钟即可启动全厂设备。模拟盘或大屏幕图形显示器可以及时地显示设备的运行状况，大大方便了生产调度，并能够及时对设备故障进行处理，提高了生产的安全性。
我国选煤厂集中控制系统的类型大体经过了以下几个发展过程:
(1) 继电器接触器集中控制系统。这种控制系统自20世纪50年代开始使用，有些选煤厂至今仍沿用这种系统。其优点是控制原理简单，操作维护人员容易掌握。但这种系统的缺点也很明显，体积大，使用电缆芯线多，触点多，故障率高，维护工作量大，现已基本被淘汰。
(2)无触点逻辑元件集中控制系统。60-70年代在选煤厂中使用的半导体分立元件或集成电路元件组成的无触点控制系统缩小了控制系统的体积，性能也得到很大提高，同时也大大降低了系统造价。
(3) 矩阵式顺序控制器控制系统。前两种控制系统，其控制线路一经完成后，逻辑关 系就固定下来，再改动就很困难了。而60年代末出现的矩阵式顺序控制器克服了这个
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缺点，采用一块二极管矩阵板可以灵活地实现各种逻辑组合关系，更改极为方便，且配线简单。
(4) 一位计算机集中控制系统。采用大规模集成电路组成的一位微处理器具有集成度高、体积小、指令少(仅有16条指令)，原理简单易学等优点。用一位微处理器组成的一位微型计算机称为一位机。一位机在80年代初被广泛用于各种工业自动化装置。由于一位机对量大面广的开关的控制极为方便，因而一位机集控系统也曾被许多选煤厂采用。
(5) 可编程序控制器(PLC)控制系统。可编程序控制器(简称PLC)是一种主要针对开关量控制的工业控制微型计算机。它具有编程简单、使用操作方便、抗干扰能力强、能够适应各种恶劣的工业环境等特点，较前几种可靠性要高得多。因此，可编程控制器(PLC)集控系统逐步取代了其他几种控制系统。
随着我国选煤厂技术改造的不断深入，原有的一些旧的集中控制系统，已逐步被可编程序控制器控制系统所代替;因此，本章将主要介绍可编程序控制器(PLC)的基础知识及由其构成的可编程序控制器控制系统。
第二节 选煤厂生产工艺对集中控制系统的要求
选煤厂工艺流程的连续性使生产设备之间的制约性强，一般均为连续生产，不能单独开某一台设备进行生产。在贮存及缓冲装置设备之后的任何一台设备的突然停车；都将会造成堆煤、压设备、跑煤和跑水等现象，引起事故范围扩大。因此，选煤厂集中控制系统应遵循如下原则。
一 启动、停车顺序
选煤厂生产工艺流程的连续性要求选煤厂设备的启动、停车必须严格按顺序进行。 1 启动顺序
原则上是逆煤流逐台延时启动，启动延时时间一般为3～5s，以避开前台电动机启动时产生的冲击电流，减小对电网的冲击。逆煤流逐台延时启动的优点是在生产机械未带负荷之前能够对生产机械的运行情况进行检查，待所有其他设备运转正常后启动给煤设备，可以避免因某台设备故障而造成压煤等现象。若采用顺煤流启动，则能够减少设备的空转时间，从而节省电耗，减少机械磨损，但无法避免因设备故障而引起的压煤现象。因此，
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选煤厂一般采取逆煤流方向启动设备。
2 停车顺序
正常时，应顺煤流方向逐台延时停车，延时时间为该台设备上的煤全部被转运至下台所帘的时间;故障时，应在最短的时间内停掉全部设备或故障设备至给煤设备之间的所有设备。
二 闭锁关系
集中控制系统应有严格的闭锁关系，以确保某台设备故障时不至于引起事故范围的扩大，同时还应能方便地解除闭锁。
三 控制方式
多为单指令的自动启、停车操作，个别具有通过智能控制器、触摸屏幕、上位微机键盘或鼠标实现设备的单启、单停或按闭锁关系的全部设备启、停操作。
为满足设备的检修、试车和故障处理，应设有就地控制方式，这也是保证生产的基本后备控制方式。
四 工艺流程及设备的选择
当生产系统有并行流程或多台并行设备时，集中控制系统应具有对并行流程或并行设备选择的能力，以满足不同情况的工艺要求。
人机接口设备多采用由开关和按钮组成的操作盘，也有采用上位机的键盘或鼠标，近 几年来多采用以LCD为显示的智能控制器和触摸屏幕。 五 信号系统 L 预告信号
在启动前，集中控制室应发出启动预告信号，提醒现场操作人员回到各自工作岗位，靠近设备的人员远离即将开车的设备，靠近信号站的操作人员应检查设备，向集控室发出允许启动的应答信号或禁启信号，以保障启动时人员和设备的安全。同样，在停车前也应当发出停车预告信号。
2 事故报警信号
当系统中某台设备发生故障时，集控系统应能够及时发出报警信号提醒工作人员注
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意。
3 运转显示
为了及时掌握全厂设备运行状况，集中控制室应装有显示全厂设备的模拟盘或者大屏幕图形显示器。模拟盘或大屏幕图形显示器上各台设备正常运行和事故状态的显示要反差明显，宜于判断。
选煤厂集中控制系统除需满足上述要求外，还应具有较高的可靠性和较强的抗干扰能力。
第三节 可编程序控制器
可编程序控制器的发展过程：1969年美国数字设备公司（DEC）研制出世界上第一台可编程序控制器。在20世纪70年代初期、中期，可编程序控制器可以完成顺序控制，有逻辑运算、定时、计数等控制功能。并且将可编程序控制器称为PLC（Programmable Logical Controller）。20世纪70年代未至80年代初，可编程序控制器的处理速度大大提高，不仅可以进行逻辑控制，而且可以对模拟量进行控制。美国电器制造协会（NEMA）将可编程序控制器命名为PC（Programmable Controller）。20世纪80年代以来，以16位和32位微处理器为核心的可编程序控制器得到迅速发展。这时的PLC具有了高速计数、中断技术、PID调节和数据通信等功能。
PLC的应用形式为以下几种类型： 1：开关量逻辑控制；2：模拟量控制；3：过程控制；4：定时和计数控制；5：顺序控制；6:数据处理通信和联网。
可编程序控制是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。采用了可编程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时，计数和算术运算等操作的指令，并通过数字式和模拟式的输入和输出，控制各种类型机械的生产过程。可编程序控制器及其有关外围设备，都按易于与工业系统连成一个整体、易于扩充其功能的原则设计。
可编程控制器具有可靠性高，抗干扰能力强,通用性强，使用方便, 采用模块化结构，使系统组合灵活方便, 编程语言简单、易学，便于掌握的特点。 并且其系统设计周期短, 对生产工艺改变适应性强, 安装简单、调试方便、维护工作量小 。
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系统由输入部分、逻辑部分和输出部分组成。在PLC中用逻辑与、逻辑或、逻辑非等逻辑运算来处理各种继电器的连接。
输入继电器是输入到PLC中的现场信号，在使用中不必考虑接点的容量。输出继电器是具有一对物理接点，可以串接在负载回路中。 而内部继电器与外界没有联系，仅作运算的中间结果使用，有时也称作辅助继电器或中间继电器。
PLC的编程语言有以下几种编程方式：梯形图编程（Ladder）语句表编程（Statement List），功能图编程（Function Block可根据自己的习惯选择应用。
第四章 西门子LOGO!控制器
LOGO!是西门子生产的小型通用逻辑控制模块。LOGO!把输入输出接点，可灵活编辑的控制逻辑、功能丰富的内部定时器，以及操作面板、带背光的显示器和电源集成一体。LOGO!还支持各种扩展模块。LOGO!Soft Comfort软件使编程工作分外轻松。LOGO!为用户提供了友好的界面和极容易的操作。在数百万成功的应用案例中，LOGO!表现了它一贯良好的质量。在选煤工艺中，LOGO!控制器已经被广泛的应用。
一 logo！控制器简介。
LOGO! 具有多个输入和输出多个模块的配置示例:
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logo编程器
