趙睿 潘建峰 孫永強

摘要：隨著社會經濟的發(fā)展，選煤廠自動化水平也在不斷提高，可編程控制在選煤廠的廣泛應用，給我國煤炭企業(yè)工作人員帶來了福音。本文主要從選煤廠集中控制新技術切入，著重分析了基于PLC的選煤廠控制系統(tǒng)的具體應用情況，希望能夠對相關工作人員起到借鑒與參考的作用。

關鍵詞：選煤廠；PLC；控制系統(tǒng)；應用

前言

近年來，國內外精煤市場對于精煤的需求日益提高，在這樣的背景下，選煤廠為了提高精煤產量，需要不斷革新自身選煤技術，才能夠充分滿足日益增長的市場需求。選煤廠實現(xiàn)集中控制需要遵循三項基本原則，即在保證選煤質量的基礎上提升選煤效率、在保證選煤質量和選煤效率的基礎上降低選煤成本、在保證選煤質量、效率、成本的基礎上提高系統(tǒng)運行的安全性與連續(xù)性?；赑LC的選煤廠控制系統(tǒng)的應用，取得了極為顯著的成效，不僅提高了選煤廠的選煤質量，而且還在很大程度上提升了選煤效率，保證了選煤系統(tǒng)的連續(xù)性與安全性，具有極高的推廣價值。

一、概述

（一）概念

PLC又稱PC，是可編程序控制器的簡稱，其在結合計算機技術與繼電器邏輯控制技術的基礎上，進行合理的改進和發(fā)展，最終成為新一代工業(yè)控制器。可編程序控制器具有可靠性高、適應能力強、設備齊全及編程簡單的特征，被廣泛應用于我國各行業(yè)和領域。選煤廠采用PLC對全廠設備進行控制，是實現(xiàn)選煤廠計算機集中控制的重要條件。

（二）工藝系統(tǒng)

我選煤廠年處理能力約為3100萬噸，控制系統(tǒng)主要包括產品裝車系統(tǒng)、原煤系統(tǒng)及重介系統(tǒng)等。

二、系統(tǒng)配置及功能設置

（一）系統(tǒng)配置

選煤廠控制系統(tǒng)主要是由PLC、模擬屏、控制臺和電源柜共同組成，其中，PLC作為選煤廠集中控制的核心部分，采用了美國羅克韋爾公司生產的AB型PLC，Logix5000系列。ControlLogix系統(tǒng)與傳統(tǒng)的PLC系統(tǒng)不同，具備更為先進的系統(tǒng)構建理念，其硬件性能高且軟件功能強大，能實現(xiàn)多種性質的控制任務，屬于復雜多任務控制平臺。該系統(tǒng)結構為三層網(wǎng)絡結構，將ControlLogix控制器作為核心，并配置功能強大的RSLogix5000軟件以及RSLinxs網(wǎng)絡組態(tài)軟件，集中控制系統(tǒng)采用ifix界面，使PLC能在簡單易用的環(huán)境中發(fā)揮出色的表現(xiàn)。同時，多種多樣的控制器、通訊模塊與I/O模塊之間可以不加限制的組合使用，每一個控制器都能執(zhí)行多個任務，減少了系統(tǒng)對于控制器數(shù)量的要求。在該系統(tǒng)中，ControlLogix控制器、通訊模塊與I/O模塊可以像一個個節(jié)點一樣完成一定的智能任務。

（二）功能設置

控制臺上的轉換開關可以選擇控制運行設計中就地不聯(lián)鎖、集中控制以及實驗三種工作方式。其中，就地不聯(lián)鎖主要針對單臺設備的檢修工作；集中控制針對正常生產；實驗方式能進行PLC功能、輸入信號及輸出信號的檢查。設計的控制系統(tǒng)具備故障報警、監(jiān)視設備運行狀態(tài)、急停等功能，能有效實現(xiàn)順煤流停車、逆煤流起車的順序控制，并且保證當系統(tǒng)發(fā)生故障時，不會出現(xiàn)堵塞與堆煤等現(xiàn)象。當逆煤流啟車時，其間隔時間為3s；順煤流停車時，其原煤部分基數(shù)為5s，重介部分基數(shù)為10s。必要時，需要根據(jù)設備的具體情況以及生產要求對時間進行修改。

該系統(tǒng)可對選煤廠內各項工藝開展動態(tài)圖形顯示，更加直觀、及時的監(jiān)督選煤廠內各類設備的運行情況。該系統(tǒng)還可在線顯示生產數(shù)據(jù)，并可自主選擇顯示方式（波形式、數(shù)字式），實現(xiàn)系統(tǒng)內數(shù)字量、模擬量的實時數(shù)據(jù)的監(jiān)測，并有自動預警功能。例如系統(tǒng)料位、液位及灰分等主要采用棒狀和曲線的圖形進行顯示，也可實現(xiàn)報警顯示、報表的生成和打印等。

在該功能設置中，故障停車與報警功能具有及時可靠的特點。在設備運行的過程中，任何一臺設備出現(xiàn)故障，故障報警都會及時發(fā)出，同時進行緊急停車；被納入集控的設備出現(xiàn)異常情況時，集控室內與操作現(xiàn)場都能實現(xiàn)緊急停車，并且通過該設備將來煤方向的設備納入到聯(lián)鎖停車中，即自動聯(lián)鎖停車。如果在規(guī)定的時間之內，故障沒有及時排除，當延時時間過后，納入集控的其余設備都會進行聯(lián)鎖停車狀態(tài)，并且可根據(jù)報警中顯示的故障點進行排除工作。當操作人員對上位機發(fā)出控制指令之后，上位機會及時下達操作指令，然后通過PLC控制選煤廠的各個生產設備。

三、基于PLC的選煤廠控制系統(tǒng)的應用特點

（一）抗干擾措施

對于PLC裝置運行質量而言，干擾對其造成的影響較大。為了盡可能減少干擾的影響，應當在PLC電源側采用隔離電源，即可有效消除工頻干擾；采用220VAC開關信號量以及4-20mA電流型模擬量，并且接點可能被開關輸出信號干擾的繼電器，在其線圈上并接浪涌吸收回路，能有效防止繼電器出現(xiàn)誤動作情況。另外，還需要在連接電纜選型等方面采取相應的抗干擾措施。

（二）ControlLogix通訊功能

通訊網(wǎng)結構較為簡單，并且安裝十分便捷、編程容易，具有較高的靈活性與可靠性。在基于PLC的選煤廠控制系統(tǒng)中設計ControlLogix控制器通訊功能可連接以太網(wǎng)、控制網(wǎng)與設備網(wǎng)三個模塊，其速度可以達到1M位/s，存取數(shù)據(jù)的速度較快。并且，將屏蔽雙絞線應用到通訊介質中，不僅易于安裝，還能有效降低成本，提高系統(tǒng)的抗干擾性。ControlLogix控制器通訊功能的應用能實現(xiàn)遠程編程、網(wǎng)絡控制、連接操作員接口、數(shù)據(jù)采集與數(shù)據(jù)監(jiān)測等。

（三）系統(tǒng)軟件設計

將塊狀結構的梯形圖執(zhí)行回路應用到系統(tǒng)軟件中，能有效避免在調試或修改程序時出現(xiàn)大幅度改動現(xiàn)象。將梯形圖作為基本編程語言，不僅易于學習、交流和掌握，還具有較強的實用性，能夠在更改軟件時更具便捷。

（四）可靠性強

控制系統(tǒng)的可靠性能對生產效率與安全造成直接影響，因此在控制系統(tǒng)設計中，采用了美國羅克韋爾公司生產的AB型PLC，該PLC具有較高的精度與可靠性，能對輸入信號及輸出信號起到防護作用，并且其軟硬件設置具有聯(lián)鎖與互鎖功能，其在數(shù)據(jù)保護與故障軟件設計方面均采取了相應的有效措施，在極大程度上保證了集控系統(tǒng)高效、安全、可靠的運行。

結束語

綜上所述，基于PLC的選煤廠控制系統(tǒng)的投入使用，保證了系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性，并提高了選煤效率，具有較高的控制精確度，減輕了我國選煤廠工作人員的工作負擔，同時減少了設備的故障率，促進了選煤廠經濟效益和社會效益的提高。筆者希望更多專業(yè)人士投身到該課題的研究中，針對文中的不足之處，提出指正建議，為選煤廠有效應用PLC的控制系統(tǒng)夯實基礎。

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