范強(qiáng)強(qiáng)，常永飛

(永煤集團(tuán)股份有限公司 順和選煤廠，河南 永城 476600)

順和選煤廠照明系統(tǒng)集中自動化控制的研究與應(yīng)用

范強(qiáng)強(qiáng)，常永飛

(永煤集團(tuán)股份有限公司 順和選煤廠，河南 永城 476600)

照明系統(tǒng)是保證選煤廠正常生產(chǎn)必不可少的輔助系統(tǒng)，傳統(tǒng)照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)一般采用現(xiàn)場就地控制模式，控制效率低，浪費(fèi)人力資源和電力資源，且存在不安全因素。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等的飛速發(fā)展，選煤廠照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)開始向集中自動化轉(zhuǎn)變。為提高照明系統(tǒng)自動化控制水平，順和選煤廠在集中控制系統(tǒng)基礎(chǔ)上，組建了以PLC為控制核心的集中自動化照明控制系統(tǒng)。

選煤廠；照明系統(tǒng)；PLC；自動控制

為節(jié)省生產(chǎn)成本，選煤廠一般在工業(yè)用電低谷時(shí)段生產(chǎn)，因此夜間生產(chǎn)在整個(gè)生產(chǎn)中占有很大比重，此時(shí)照明系統(tǒng)成為保證正常生產(chǎn)必不可少的輔助系統(tǒng)。選煤廠傳統(tǒng)照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)一般采用就地控制模式，需要開關(guān)某區(qū)域照明時(shí)由調(diào)度室通知就近崗位人員到現(xiàn)場操作，控制效率低，浪費(fèi)人力資源和電力資源，且存在不安全因素[1]。

隨著選煤廠智能化、自動化、信息化技術(shù)水平的提高，以及國家對煤礦企業(yè)節(jié)能減排、環(huán)境保護(hù)的要求越來越高，采用現(xiàn)場就地控制的傳統(tǒng)照明控制模式已不能滿足現(xiàn)代選煤廠的生產(chǎn)與發(fā)展需要[2]。為解決傳統(tǒng)照明控制模式帶來的問題，確保生產(chǎn)現(xiàn)場照明穩(wěn)定、可靠，實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗，順和選煤廠在集中控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了照明系統(tǒng)的集中自動化控制[3]。

1 照明控制的發(fā)展

照明控制可分為開關(guān)控制和調(diào)光控制兩種，根據(jù)生產(chǎn)現(xiàn)場的實(shí)際需求，選煤廠一般都采用開關(guān)控制[4]。該控制方式操作簡單，經(jīng)濟(jì)劃算，但是功能單一，靈活性差。近年來，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、通訊技術(shù)、控制技術(shù)、信號檢測技術(shù)及微電子技術(shù)的迅速發(fā)展和相互滲透，照明控制技術(shù)有了長足進(jìn)步，照明控制模式也發(fā)生了很大改變[5]。

1.1 傳統(tǒng)照明控制模式

選煤廠照明的目的是提高生產(chǎn)效率，增加安全系數(shù)[6]。傳統(tǒng)照明系統(tǒng)多以手動控制為主，采用的是就地控制模式。選煤廠通常在現(xiàn)場設(shè)置照明控制開關(guān)，通過簡單的照明控制回路控制照明設(shè)備。就地控制模式下的操作較為簡單，但是需要人工現(xiàn)場操作，而選煤廠系統(tǒng)設(shè)置比較復(fù)雜，崗位分散，照明區(qū)域廣，存在操作不及時(shí)的問題，因而造成電力資源浪費(fèi)[7]。此外，通過人工控制照明設(shè)備開關(guān)，不但浪費(fèi)人力資源，而且夜間操作存在不安全因素，給工人生命安全帶來很大威脅。

1.2 現(xiàn)代化照明控制模式

計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展，為自動化、智能化的照明控制模式的研制與應(yīng)用提供了技術(shù)條件[8]。組建照明集中控制系統(tǒng)，并利用PLC等控制手段，控制照明配電回路中的接觸器，進(jìn)而控制照明設(shè)備的開與關(guān)，從而實(shí)現(xiàn)照明設(shè)備的集中控制，這樣就能解決傳統(tǒng)模式控制分散的問題。此外，結(jié)合感光元件、調(diào)光元件、變換器等，即可在集中控制的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)照明設(shè)備的自動控制和智能控制。

2 自動化照明控制系統(tǒng)

現(xiàn)代化選煤廠一般都建設(shè)有集中控制系統(tǒng)，所有設(shè)備的操作和系統(tǒng)的控制主要在集控室內(nèi)完成，但照明控制并未完全納入集中控制系統(tǒng)[9]。為提升選煤廠自動化控制水平，順和選煤廠在集中控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上組建了自動化照明控制系統(tǒng)。

2.1 控制原理

該選煤廠在建設(shè)照明系統(tǒng)過程中，打破了傳統(tǒng)的開關(guān)控制方式，在照明配電回路中設(shè)置接觸器，通過PLC控制接觸器的開與關(guān)，并將PLC控制系統(tǒng)設(shè)置成集控系統(tǒng)中的一個(gè)子單元，通過鼠標(biāo)點(diǎn)擊為照明設(shè)備PLC輸入信號，從而實(shí)現(xiàn)照明設(shè)備的開與關(guān)。順和選煤廠自動化照明控制系統(tǒng)操作界面如圖1所示。

圖1 照明控制系統(tǒng)操作界面

當(dāng)點(diǎn)擊操作界面相應(yīng)區(qū)域時(shí)，區(qū)域顏色呈現(xiàn)綠色，照明開啟，而操作界面呈現(xiàn)紅色區(qū)域的照明處于關(guān)閉狀態(tài)。該系統(tǒng)操作簡單，直觀明了，可根據(jù)生產(chǎn)或者檢修需要靈活控制現(xiàn)場照明。

2.2 控制模式

系統(tǒng)的實(shí)施是基于PLC控制的，可分為自動控制和手動集中控制兩種模式，分別就兩種控制模式詳細(xì)分析。

(1)自動控制。自動控制需要在PLC輸入信號回路中設(shè)置光控開關(guān)和生產(chǎn)系統(tǒng)聯(lián)鎖開關(guān)，自動控制線路圖如圖2所示，圖中KMx(x=1、2、3……)表示照明控制接觸開關(guān)。

光控開關(guān)負(fù)責(zé)采集信號，光線暗時(shí)發(fā)出照明開啟信號，而光線亮?xí)r發(fā)出照明關(guān)閉信號。系統(tǒng)聯(lián)鎖開關(guān)的作用是將照明與生產(chǎn)系統(tǒng)聯(lián)鎖，當(dāng)與其聯(lián)鎖的系統(tǒng)開啟時(shí)，聯(lián)鎖開關(guān)閉合，進(jìn)而通過光控開關(guān)控制照明，這樣就可以有效解決生產(chǎn)系統(tǒng)不運(yùn)行而照明自動開啟的問題。系統(tǒng)聯(lián)鎖開關(guān)分系統(tǒng)設(shè)置，可分為原煤生產(chǎn)系統(tǒng)、選煤生產(chǎn)系統(tǒng)、濃縮壓濾系統(tǒng)、產(chǎn)品裝車系統(tǒng)等，各系統(tǒng)均鎖定相關(guān)區(qū)域的照明，如原煤生產(chǎn)系統(tǒng)鎖定原煤車間各層及原煤轉(zhuǎn)載棧橋等區(qū)域的照明[10]。

(2)手動集中控制。手動集中控制主要用于配合自動控制，自動控制是對照明系統(tǒng)的全面控制，而不是具體到單一區(qū)域的照明控制，控制范圍廣。為了實(shí)現(xiàn)照明系統(tǒng)單一區(qū)域的有效控制，確保照明控制精確到點(diǎn)，該選煤廠設(shè)置了手動集中控制。該控制模式主要依靠調(diào)度員操作，當(dāng)需要手動控制某一區(qū)域照明時(shí)，在圖1所示的操作界面中直接用鼠標(biāo)點(diǎn)擊相應(yīng)區(qū)域名稱即可。手動集中控制線路圖如圖3所示，圖中KMx(x=1、2、3……)表示照明控制接觸開關(guān)。

圖2 照明系統(tǒng)自動控制線路圖

圖3 照明系統(tǒng)手動集中控制線路圖

自動控制和手動集中控制的結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了各種不同條件的照明控制需求。但兩種控制模式都是基于PLC的控制，如果PLC出現(xiàn)通訊、輸入、輸出等故障時(shí)，照明系統(tǒng)就會陷入癱瘓狀態(tài)。為了避免這種不利于生產(chǎn)的情況，該選煤廠在PLC輸出回路中設(shè)置了直接供電接觸器開關(guān)KM0。在PLC控制正常時(shí)，通過PLC可使該接觸器開關(guān)處于開啟狀態(tài)；如果PLC出現(xiàn)故障，可通過手動操作使該接觸器閉合，進(jìn)而給照明系統(tǒng)直接供電，從而保證其運(yùn)行正常。

3 結(jié)語

順和選煤廠照明系統(tǒng)集中自動化控制的研究與應(yīng)用，有效克服了就地控制模式存在的缺陷，進(jìn)一步提高了選煤廠自動化水平，不但減少了照明控制操作人員數(shù)量，實(shí)現(xiàn)了崗位“少人多安”的目的，而且可根據(jù)需要靈活控制各區(qū)域照明，節(jié)省了照明費(fèi)用支出。該照明系統(tǒng)的集中自動化控制是在選煤廠集控系統(tǒng)基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)而成的，設(shè)計(jì)成本低，實(shí)用效果好，在選煤行業(yè)具有較好的推廣應(yīng)用價(jià)值。

[1] 張啟明.基于ZigBee的智能照明系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[D].武漢:武漢理工大學(xué)，2010.

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[10] 劉紹威.選煤廠廠房照明精確控制的方法[J].煤炭加工與綜合利用，2015(5)：64-70.

Research and application of centralized automatic control of lighting system in Shunhe coal preparation plant

FAN Qiang-qiang，CHANG Yong-Fei

(Shunhe Coal preparation Plant, Yongcheng Coal&Electricity(Group) Co., Ltd., Yongcheng, Henan 476600, China)

Lighting system is an essential auxiliary system to ensure normal production of coal preparation plant; however, the traditional lighting system was designed as local control, which is low efficiency, a waste of resource as well as is not safe. With the fast development of computer, network etc., centralized automatic control is becoming popular in lighting system of coal preparation plant. To improve control of lighting system in Shunhe coal preparation plant, the centralized control system with PLC as core unit is built.

coal preparation plant; lighting system; PLC; automatic control

1001-3571(2015)05-0080-03

TD948.9

A

2015-06-13

10.16447/j.cnki.cpt.2015.05.021

范強(qiáng)強(qiáng)(1990—)，男，河南省沁陽市人，助理工程師，從事選煤廠技術(shù)與煤質(zhì)管理工作。

E-mail：962499463@qq.com Tel: 0370-5193409