摘 要：该文介绍了PCC产品在港口胶带运输机集控系统中的应用。根据港口运输工艺，设置现场控制和一个控制中心，采用PCC为核心的集控系统与调度电话系统、工业电视系统一起，构成一个完整的操作、调度、监视

摘  要：该文介绍了PCC产品在港口胶带运输机集控系统中的应用。根据港口运输工艺，设置现场控制和一个控制中心，采用PCC为核心的集控系统与调度系统、工业电视系统一起，构成一个完整的操作、调度、监视网络，实现对整个胶带运输机系统的遥测、遥信、遥控。从而提高生产效率、提高安全性。
关键词：PCC系统； 集中监控； 胶带运输机
中图分类号： TP29      文献标识码：B 

Application of PCC in a Centralized Monitoring System for Belt Conveyors in Harbor
YAO Chen
（Survey and Design Insitute of Harbour Channel of Anhui Province，Hefei 230011,China）
Abstract: The paper introduces an application of PCC in a centralized monitoring system for belt conveyors in harbors. According to the harbor conveying process, a control center with site control function is set up. PCC-centered centralized monitoring system, dispatching ephone system and industry TV system are used to form a complete operating, dispatching, and monitoring network. Thus, the remote measurement, remote communication and centralized monitoring of the entire belt conveyor system are implemented; the production efficiency and safety are improved. 
Key words: PCC system, Centralized Monitoring, Belt Conveyor
1 引言
　　港口胶带运输机集控系统的安全可靠性接影响港口的经济效益。为此，实现系统的综合保护和集中监控，是十分必要的。
　　港口胶带输送机自动化控制系统涉及的内容较多，自动系统设计时要根据港口工艺、规模、港区布置，考虑技术的可行性和可靠性、经济的合理性、港口扩建的可能性等因素，需在系统设计前事先一并充分考虑，从而满足港口扩建、发展的需要。
2  胶带运输机集控系统
2.1 系统构成
2.1.1 系统结构
    本系统采用分布式控制结构，由现场控制和集中控制构成（如图1所示）。集中控制设于*控制室，基于通讯以及扩展能力方面的考虑，选择了贝加莱的PCC作为整个系统的控制核心。集中控制与现场控制设备之间的数据通讯采用B&R的实时工业以太网ETHERNET Powerlink来实现, 现场控制与传感器之间则采用现场总线通讯方式进行联接（Modbus及自由协议），集中控制与综合操作台的监控上位机之间通过以太网（TCP/IP）实现通讯。现场控制负责现场设备的数据采集和控制，通过监控，可对整个系统的设备进行监视和集中控制。
    本系统以PCC作为控制核心，它具有处理速度快、抗*力强、易扩展、易编程、基本免维护等特点，并能够实现软件的模块化开发、自动检测系统故障、远程维护诊断等功能；它采用分时多任务的Runtime实时操作系统，在编程语言方面，除了支持传统PLC能用的符合IEC61131-3标准的几种编程语言外，还支持ASCI C及Automation Basic两种语言的编程，在通讯以及数据采集等任务中，大大提高了编程效率；系统还采用PCC自带的通讯接口组成数据传输网络（以太网及串口），以实现不同规模的控制任务。
可完成一个系统内多条皮带全过程的监控、监测、连同*控制室，构成一个完善的监控系统。

2.1.2 数据通讯网络
　　图1中，主干网络选用B&R的实时工业以太网ETHERNET Powerlink，在控制距离大于1200米的两个控制站之间必须加中继器,在皮带机头设置现场控制站。现场控制站负责现场的信号采集与现场的直接控制。
　　系统为实时监控网络结构，具备有完善的生产监控管理功能，对皮带运输主要环节及相关的辅助环节的生产过程进行实时数据采集、传输、处理、显示、记录打印，对运输皮带系统进行远程集中监控，同时配合工业电视系统进行安全图像监视，以确保人员及设备的安全。
2.2 集控系统的主要功能
该集控系统实现后，操作员可在中控室终端上监视控制运输皮带生产过程，完成对运输皮带生产及相关环节的“遥测、遥信和遥控”，实现散货运输皮带生产系统的综合自动化。其主要功能如下：
（1）实现胶带运输机的自动和现场手动控制。分析采集的参数，各系统自动完成生产过程控制，或由操作员直接手动操作控制。
（2）实现胶带机运输系统集中监控。实时监控设备状态和运行参数，并显示数据曲线，对重要信息在硬盘记录。
（3）实时运行参数监测。各监控系统实时采集生产工况参数，可以采用图形、报表的形式显示系统的实时工况及目前产量、仓储等。
（4） 历史数据查询。以上生产实时监测数据均可存贮于生产实时数据历史数据库中，可实现历史回显、历史趋势分析，及直方图、饼图等进行综合分析。
（5） 设备故障及模拟量超限报警。当设备故障或模拟量超*，生产监测及管理网络同步显示故障设备名称，并可实现语音报警、实时打印故障功能。服务器将该故障信息存入故障信息数据库，供以后统计分析。
（6） 优化生产计划。在网络服务器中建立了综合历史数据库，定时将生产、经营等数据存入数据库中，制作计划、生产完成情况的趋势分析图表，为今后的生产计划提供参考；根据外运下达计划和设备实际状态、仓储煤量，合理安排生产计划、设备维修计划，以zui大限度地减少对生产的影响。
（7）可实现自动化控制系统与生产管理系统数据共享。计算机管理工作站设信息管理系统，决策者通过管理工作站可根据各自权限访问远程监控上位机，得到现场生产数据报表、设备管理信息和生产统计分析。
2.3 集控系统的特点
　　本集控系统具有以下几方面特点：
　　（1）选用*的控制器
系统的实时性好，可靠性高，数据处理速度快；采用全分布式控制结构，系统具有较高的安全性。当地面部分出现控制故障时，井下部分 仍可实现集控运行；通讯网络速度快，距离远，可靠性高；界面直观友好，操作简便，功能齐全。人机界面不仅具有形象逼真的动态画面和全中文显示，还具有实时报警监视、安全确认机制和数据记录功能；
　　（2） 减少布线成本
由于采用远距离通讯网络，使布线更加方便，并大大减少电缆用量；维护方便，运行费用低。系统扩展方便，可随时增加节点，并可通过网络由中控室在线修 改程序。控制器和网络可靠性高，维护工作量小；
（3）具有故障自诊断功能
　　网络故障自诊断。当网络由于发生断线、干扰等传输问题时， 网络会自动侦测到，并发出报警；
　　PLC故障自诊断。PLC的扫描器和适配器发生故障时，系统会通过网络的通讯情况判断故障，并发出报警；PLC的I/O模块发生故障时，CPU会通过I/O模块的状态位侦测到故障及故障内容，系统会发出报警；
　　传感器和信号线故障诊断。模拟量的传感器或信号线发生断线故障时，PLC通过测量值判断故障并发出报警。
（4）维护方便
　　 I/O模块采用可拆卸端子排，出现故障时，集控室发出声光报警，可在几分钟之内即可更换完毕；
　　系统扩展方便，增加新设备或上后期工程，可以方便地加入节点，并可通过网络在线修改程序；
　　系统具有自诊断功能，能及时报告故障时间、位置、类型等信息，更便于维护。
　　（5）总结各矿胶带运输系统的经验教训
特别采取了增加设备可靠性的措施，如选用*可靠的控制器和网络产品。

2.4 胶带运输机控制系统
2.4.1控制系统的组成及工作方式
    该系统由运输胶带机、给料机等基本设备组成，利用控制设备、通讯模块、打滑、堆料、超温、烟雾、纵撕、灭尘、速度、跑偏、料位等保护,达到胶带机集中控制与监测的要求。
 

　　系统采用多台PCC和工业以太网ETHERNET Powerlink组成数据传输网络，完成系统内皮带，给料机的全工作过程的控制、监测，连同地面中控室，构成一个完善的监控系统。
　　其工作方式设有集控自动/集控手动/就地三种，三种方式可转换。正常生产时，使用集控自动方式，设备按工艺要求的顺序和流程由*控制台自动启停；集控手动时，可在*控制台操作各设备，无闭锁和联动关系；就地时，在现场操作；启动设备前由集控台发预告信号，预告30秒后，若现场均满足集控自动启动条件，设备按顺序自动启动。现场可用停车钮停止启动过程； 现场信号箱设起/停车按钮，现场可随时停车。若设备由集控启动，控制系统接到现场停车停号后，可作急停处理，实施故障停车操作；
　  按“技术规定”，胶带运输机必须装设拉线开关、跑偏保护、低速保护等装置，这些信号均接入集控系统，参加设备的紧急停车和闭锁停车；对设备故障和工艺参数的异常实时报警，并进行声光提示。一般故障只报警，现场非正常停车或严重故障时，故障设备及其上游设备紧急停车，下游设备顺料流延时闭锁停车。
2.4.2控制系统的功能及其特点
　　（1）每台设备机头旁均设有就地操作控制箱，上有工作方式转换开关及就地起停钮；所有胶带机上的给煤点均设置堆煤保护和纵向撕裂保护，以防止胶带机事故的扩大化；所有胶带机均设有两极跑偏开关，每隔约50米设置一对跑偏开关，一级跑偏用于故障报警，二级跑偏用于故障停车；所有胶带运输机，均设拉线开关，用于紧急情况下的停车，急停拉线开关的安装间距均确定按50米进行配置，并可扩展下皮带的跑偏保护，以保证设备和人身安全；扩音采用新型的选拨系统，安装间距确定按200米进行配置。
　　（2）水平胶带机的拉紧装置为液压调节方式，开诚提供一套胶带机的松带检测传感器，由PLC控制完成胶带机的张力自动调节功能； 在皮带机头设置堆料传感器，防止皮带的堆料事故的发生；在皮带机设置皮带速度传感器，以检测皮带的超速及打滑事故的发生；在皮带廊道设置烟雾传感器，以检测皮带廊道的烟雾浓度防止火灾事故的发生；在皮带机的主滚筒设置温度传感器，随时检测滚筒的温度，并配备自动撒水装置，在滚筒超温时实现自动撒水并对主滚筒进行降温； 胶带运输机每隔约100米设起动预警装置，设备启动前发出预警信号，提示有关人员应立即远离设备；电机的电流实时监测功能可发现一些机械设备的潜在故障隐患；运行中对电机的电流进行实时监测分析，当发生电流超限或突变时报警，严重时停机。实现对给料机与皮带的闭锁，实现与以前皮带的闭锁功能，具有自动、手动、检修等控制方式。
　　（3）在软件与硬件上开发了*的矩阵控制功能，节省主电缆的开支；自控系统在性能上具有良好的抗湿热性、抗干扰性，在结构上满足在港口条件能够迅速检修或更换元器件，根据港口的现场环境，控制箱采用不锈钢结构，其他采用防腐措施；可根据胶带机系统的故障性质，进行紧急停机、顺序停机或发出报警声光信号；在集中操作台上能集中显示胶带机的工作状态、故障类型、故障地点；软启动器或变频器纳入监控；多种操作方式。控制方式有：集中联动、集中手动、就地联动、就地手动、禁起等方式，使系统操作灵活、可靠。在集中方式，所有设备由集控室操作员通过上位机操作；多种流程选择。在联动方式下，可根据工艺选择运输流程， 胶带启动按顺料流方向，并根据胶带速度、长度延时开车，以减少运行时间；重载启动时，按逆料流方向启动；系统停止或无料时延时自动停车。
　　（4）完善的信息处理功能，报警信息、运行参数、操作记录等信息自动形成标准格式的数据库文件，并在硬盘长期保存，供信息系统调用；实现系统集中监控，生产数据微机化管理。　　
3  结束语
　  投运以来，该集控系统总体情况良好。运行实践表明，该系统有以下优点：
　　    采用总线通讯的分布式结构，可降低系统成本，并且现场施工及使用维修也变得比较简单；
实现了胶带输送机的全自动控制，并保证了系统控制的*状态；把系统管理机通过企业内部网与Internet互联，实现了系统的远程诊断，降低乐系统的维护成本。

参考文献

［1］樊惠芳，一种新型可编程序控制器 PCC. 贝加莱（中国）培训中心,2007.
［2］邓则名，邝穗芳.电器与可编程控制器应用技术［M］.北京：机械工业出版社，1999
［3］邱公伟  可编程序控制器网络通信及应用.  北京：清华大学出版社，2000
［4］郑瑜平，可编程序控制器. 北京：北京航空航天大学出版社，1995

作者简介
姚 晨 （1982~），男，安徽省港航勘测设计院助理工程师。