1 概 述

在我国社会不断发展和进步的大背景下，信息技术飞速发展，智能化、分散化、网络化、信息化等概念向自动化领域渗透，使得自动化系统的体系结构面临一场深刻的变革[1-3]，也代表了我国煤炭制样自动化控制的前进方向。无人值守煤炭联合制样系统，避免了人工劳力，提高了工作效率且保证精确检测结果，使得煤炭制样工作无人化、标准化、智能化、无尘化以及制样全过程数据可追溯。

活性炭纤维用于废气净化，可有效去除各种有害恶臭物质，尤其是致癌物质及芳香族类的化合物（如苯类、醛类）。活性炭纤维久用之后，微孔会被填满，致使吸附能力下降，因此需要进行再生。活性炭纤维脱附再生的方法很多，如热蒸汽解吸法、氮气解吸法等。李坚等[12]报道了新的再生方法：低频交流电源在吸附装置内产生等离子体，利用等离子体振荡和电风作用将吸附质从活性炭纤维上振脱或吹脱下来，同时等离子体释放的热量供吸附质脱附，再生后的活性炭纤维保持了原有活性，可再次投入使用。

HMZZX环保型无人值守煤炭联合制样机系统严格按照GB/T 474—2008[4]，GB/T 19494.2—2004[5]设计制造。通过PLC(可编程控制器)实现自动化控制，可实现对煤样进行称重、输送、破碎、缩分、干燥、粉碎、包装、除尘等整个制样流程，完成煤炭的全水分样、存查样、一般分析试验样的制备工作。

3.2.1 家庭人均月收入 本研究结果显示，家庭人均月收入是稳定期精神分裂症患者心理弹性的主要影响因素(P<0.05)，收入越高，其心理弹性得分越高，与研究结果相似[17]。分析原因可能是，精神分裂症尚不能根治，且会导致患者工作能力的丧失，长期的康复和治疗，患者要面临较大的经济负担及对家庭的负罪感，这些均会加重患者心理应激反应，降低其心理弹性水平，提示临床精神科工作者应关注家庭人均月收入较差患者，尽可能采用一些疗效相当且费用较低的药物，减少非必要的检查，进而提升其心理弹性水平。

该环保型无人值守煤炭联合制样机系统运行稳定可靠，所制备的样品精密度高、具有代表性,对优化煤炭管理具有十分重要的意义。

2 系统组成

整个系统由来样称重系统、一级加料破碎系统、全水分样缩分控制系统、存查样缩分控制系统、分析样缩分控制系统、除尘单元控制系统、自动包装控制系统、上盖一体机控制系统以及电气控制系统等部分组成。主控系统通信图如图1所示。

  

图1 主控系统通信图

3 控制系统设计

3.1 管理控制一体化

工业自动化领域的发展趋势是管理控制系统的一体化，通过数据库系统实施采集现场数据，完成数据的收集和信息的可追溯。

根据系统设计需要，采用MCGS作为上位机控制和监控系统，上位机软件与PLC之间的通信及其与网络管理软件之间的通信采用RJ45工业以太网，通信协议采用标准的OPC(OLE for Process Control)。OPC是现场设备级和过程管理级进行信息交互的开放的接口标准和技术规范，其目的是允许自动化和控制应用程序、控制设备以及商业和办公应用软件之间相互操作。基于此标准将来自不同硬件供应商的不同类型数据转化为统一的OPC数据格式，以OPC接口的方式提供给客户应用程序，从而实现系统的集成[6-11]。

称重传感器3点均布在来样称重斗的下方，静态称重，称重范围≤100 kg，精度±0.1 kg。

3.2 上位机系统

制样数据包括工作人员、制样时间、来样重量、煤种信息、来样编码、样瓶RFID编码、样瓶名称、样瓶质量等。

3.3 来样称重系统

通过主站S7-1500 CPU给定的质量信息，自动计算全水分缩分切割以及一级自动缩分器的开口尺寸和缩分往复行程，保证各制样质量的定质量缩分，实现6 mm全水分样的制备。

故障数据包括工作人员、故障时间、故障内容、来样编码等。

3.4 主站系统

采用SIEMENS S7-1500系列可编程控制器，集成PROFINET接口，来样称重系统通过PROFINET通信总线接口将质量信息反馈给主站PLC中，主站PLC经过运算后将计算后的结果通过I Device方式发送所有从站S7-1200 CPU中，同时所有从站PLC的故障信息、状态信息等内容通过I Device方式发送至主站S7-1500 CPU中。

沥青混凝土的油石比主要是指在混凝土中加入的沥青、砂石以及一些其他填料的质量比。造成沥青油石比不稳定的主要因素包括以下两个方面：第一，混凝土配料中含有的泥土、灰尘的质量超标。泥土、灰尘如果超出规定的范围，即使经过除尘工序也不能完全将混合物料中的尘土清理干净，会导致当砂石与沥青混合的时候接触沥青的数量减少，即使经过碾压之后也很难成形；第二，系统计量秤产生误差，在物料称重过程中计量沥青的计量秤和计量其他矿粉的计量秤指针没有对准零点而产生偏移，一旦对物料的计量不准确就会对沥青的油石比影响很大。

3.5 一级加料破碎系统

通过公司以往文印管理状况可以看出，如何在降低办公成本的基础上，实现与新的云计算办公环境匹配并实现节能减排，减少碳粉对办公环境的污染呢？为了达到这个目的，采用大型高端设备集中打印，淘汰桌面小型打印机，建立文印管理信息系统是必然的选择。难以想象，几十人集中办公的大房间，每人桌面上都放一台小型低端打印机，排放出来的有害气体就会悄无声息地侵蚀我们的健康。因此，在全公司范围内建立一套安全、完善和严谨的文印管理系统和管理制度是非常必要的。

3.6 全水分缩分控制系统

采用梅特勒·托利多ACT350称重变送器实时获取来样称重斗内的质量数据，并通过PROFINET接口实时上传称重数据。

3.7 存查样缩分控制系统

“放心吃吧，我已经安排人给龙斌送晚餐了。”海力拉了竹韵一把：“竹韵，你的工作太出色了，有你这样的员工是公司的幸运。可是你也要学会放松，学会生活。”

3.8 分析样缩分控制系统

通过主站S7-1500 CPU给定的煤种信息(煤种、粒度、水分等)，自动控制红外干燥系统的温度≤50 ℃，多路PID温控系统，保证整个干燥单元的温度精度在±1 ℃，根据煤种信息自适应干燥时间，从而保证3 mm煤样顺利粉碎到0.2 mm，实现0.2 mm一般分析试验样的制备。

3.9 除尘单元控制系统

通过主站S7-1500 CPU给定的各阶段运行情况，模拟量调节各制样阶段的除尘阀门以及除尘主机的运行频率，实现分阶段除尘，保证了除尘效率的最大化。

3.10 自动包装控制系统

自动完成进瓶、写码、读码等全过程，还可以在线接收管控中心给定制样的编码信息也可以离线自动生成制样的编码信息，该编码信息按照一定的规则进行或随机进行(保证唯一性)，写入RFID电子标签内，RFID电子标签的频段有超高频(UHF)和高频(HF)两种，待样品制备完成后只能通过RFID手持终端方可获取该样瓶的所有信息，防止人为因素的干扰。

通过主站S7-1500 CPU给定的重量信息、煤种信息(煤种、粒度、水分等)进行模拟量控制加料进给的量，从而保证物料的匀速进给。具有输送机煤流检测装置，自动判定输送机上的煤流情况，加料称重以及煤流检测等双重检测手段保证物料不黏附在输送机上。

通过主站S7-1500 CPU给定的质量信息，自动计算存查样缩分的缩分周期，保证定比缩分，实现3 mm存查样的制备。

可见，慧览也是一位游历十分丰富的高僧，他曾去罽宾习禅求法，后返回于阗弘法。又经吐谷浑到内地巴蜀，受到吐谷浑主慕延和世子琼的礼遇，为他在蜀地立左军寺。他后来还是离开巴蜀，来到岭南，驻锡罗浮山天宫寺。在崇佛的宋文帝盛情邀请下，来到京师建业，驻锡钟山定林寺。宋武帝继位，修建中兴寺，下令慧览移住其中。宋武帝大明年间（456—464），慧览圆寂。

3.11 上盖一体机控制系统

自动完成样瓶的读码、压盖、称重、输送等过程，适时上传样瓶的质量(称重精度±1 g)。

故障检测功能：自动包装机给定的样瓶及RFID编码与进入上盖一体机后进行身份再次失败(识别)，如一致则压盖包装、称重等流程，如不一致则报警，保证全过程的包装的可靠性，实现无人值守；对于未压紧的样瓶及时报警，防止故障样瓶进入下一个环节。

4 硬件的搭建和软件设计组态

4.1 硬件的搭建

首先将各机构PLC和称重系统在TIA PortalSTEP 7 中进行组态并分配物理地址，然后再妥善设置PROFINET站的IP地址，否则不能正常通信。硬件网络图如图2所示。

  

图2 硬件网络图

4.2 软件设计组态

首先组态OPC服务器，并分配连接点表，然后组态上位机OPC客户端，如图3～图8所示。

5 结 论

HMZZX环保型无人值守煤炭联合制样机系统在软、硬件方面采取了许多措施，特别是现场终端选用了西门子S7-1500和S7-1200 PLC，提高了系统的稳定性及可靠性，再加上MCGS上位机软件可生动形象模拟现场的工作状况，在煤炭自动化制样系统中取得了较好的应用效果。利用PROFINET分布式工业以太网总线通讯，有效地解决了现场分布较散、范围较大的系统控制问题，不仅在煤炭制样领域且在矿石制样、钢铁、冶金等行业实验室均有较好的应用前景。

  

图3 OPC组态

  

图4 服务器OPC配置

  

图5 上位机客户端OPC配置

  

图6 制样监控画面

  

图7 制样数据查询

  

图8 故障数据查询

参考文献:

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[2] 郭凤文.水工业自动化控制技术的发展趋势[J].中国给水排水，2001，17(3):32-35.

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[4] 全国煤炭标准化技术委员会.煤样的制备方法：GB 474—2008 [S].北京：中国标准出版社，2009：05.

[5] 全国煤炭标准化技术委员会.煤炭机械化采样 第2部分：煤样的制备：GB 19494.2—2004 [S].北京：中国标准出版社，2004：10.

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[7] 林建辉，陈松涛.基于工业以太网的船舶综合平台管理系统[J].江苏船舶，2012,29(2)：31-35.

[8] 卢 珏.现场总线系统存在的问题及解决方案研究[J].福建电脑，2004(9)：18-19.

[9] 赵 奎.现场总线互操作性及其应用研究[D].北京化工大学，2005：1-75.

[10] 高根喜,胡 俊.基于工业以太网的集成式全分布污水处理控制系统[J].自动化与仪器仪表，2002(6)：14-16.

[11] 陈广辉.工业以太网在高速公路隧道监控中的应用[J].江西科学,2006，24(6):488-492.