神華寧夏煤業(yè)集團運銷公司寧東洗煤廠羊場灣二分廠 寧夏回族自治區(qū)銀川市 750411

摘要：現(xiàn)代工業(yè)中可編程序控制器已經(jīng)成為大家無人不知無人不曉的控制設(shè)備。為了提高洗煤廠工作效率，采用可編程序控制器構(gòu)成具有一定自動化水平的工業(yè)生產(chǎn)線，結(jié)合洗煤廠特點，簡述了可編程序控制器系統(tǒng)的開發(fā)過程、注意事項及在寧東洗煤廠羊場灣二分廠中的應(yīng)用實例，并對其進行了論證，以供參考。介紹了以美國羅克韋爾公司AB系列PLC logix5000和工控機構(gòu)成的洗煤廠分布式集中控制系統(tǒng)。本系統(tǒng)結(jié)合DeviceNet網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下使用E3過載繼電器對設(shè)備進行控制，具有控制可靠，運行良好的特點。

關(guān)鍵詞：洗煤廠；PLC；DeviceNet；E3；

1 寧東洗煤廠羊場灣二分廠概況

神華寧夏煤業(yè)集團寧東洗煤廠羊場灣二分廠設(shè)計生產(chǎn)能力4.00Mt/a，日處理能力12121.21t/d，小時處理能力757.58t/h，屬礦井型動力煤洗煤廠。主要生產(chǎn)工藝：200mm以上除雜破碎，200～25mm塊煤采用重介淺槽分選，小于25mm末煤不經(jīng)洗選直接作為產(chǎn)品。產(chǎn)品結(jié)構(gòu)：200-50㎜洗大塊，50-25㎜洗中塊，25-0㎜末原煤。

在寧東洗煤廠羊場灣二分廠建廠之初，由于洗煤廠工藝流程中的機電設(shè)備比較多且連續(xù)性強、位置分散，特根據(jù)設(shè)計要求對整個洗煤廠進行了PLC的整體設(shè)計。PLC通過DeviceNet控制配電柜中的E3過載繼電器來控制設(shè)備的啟停與設(shè)備狀態(tài)的采集，該系統(tǒng)具有硬件體積小、性能穩(wěn)定、人機操作界面良好、簡單快捷、自動化程度高等特點。PLC程序設(shè)計中加入了所有設(shè)備的運行情況及狀態(tài)反饋部分，大量減少了人工操作，提高了設(shè)備運行的準(zhǔn)確性及穩(wěn)定性。

2 技術(shù)要求

全廠采用三種模式運行。

集中自動控制：集中自動方式中PLC 自動完成逆煤流的整個啟車和順煤流停車過程節(jié)省了時間從而提高了生產(chǎn)效率。

現(xiàn)場就地控制：如果整個工藝流程部分環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題那么集中控制就無法進行對整個流程的控制，因此，現(xiàn)場就地手動操作方式是必不可少的一個控制手段，這種方式由現(xiàn)場操作人員就地控制設(shè)備的啟停，不受PLC 控制。

集中手動控制：集中手動方式在集控室實現(xiàn)單臺設(shè)備的啟、停車，并具有連鎖、解鎖功能，這種控制方便調(diào)度室對現(xiàn)場進行操作，并使各個環(huán)節(jié)有聯(lián)系，第一時間獲取檢修信息保證了檢修過程中的人身安全。

洗煤廠設(shè)備多，生產(chǎn)工藝環(huán)節(jié)多，聯(lián)絡(luò)不方便，采用崗位司機人工就地控制，停開車響應(yīng)慢，造成多余材料費用及設(shè)備磨損；如生產(chǎn)當(dāng)中某一設(shè)備突發(fā)故障，不能立即停止上游設(shè)備，必將會造成堆貨、壓設(shè)備以及設(shè)備損壞等事故，引起事故范圍擴大。綜上所述洗煤廠集中控制系統(tǒng)應(yīng)遵循起停車順序、閉鎖關(guān)系、控制方式的轉(zhuǎn)換、工藝流程及設(shè)備的選擇、信號系統(tǒng)可靠等原則。

3 AB PLC在洗煤廠中的控制

3.1硬件介紹

（1）AB PLC

可編程序控制器的英文為Programmable Controller，在二十世紀(jì)七十至八十年代一直簡稱為PC。由于到90年代，個人計算機發(fā)展起來，也簡稱為PC；加之可編程序的概念所涵蓋的范圍太大，所以美國AB公司首次將可編程序控制器定名為可編程序邏輯控制器（PLC，Programmable Logic Controller），為了方便，仍簡稱PLC為可編程序控制器。有人把可編程序控制器組成的系統(tǒng)稱為PCS可編程序控制系統(tǒng)，強調(diào)可編程序控制器生產(chǎn)廠商向人們提供的已是完整的系統(tǒng)了。

寧東洗煤廠羊場灣二分廠使用的就是美國AB公司的logix5000 PLC，logix5000型PLC相比其他小型PLC的優(yōu)點是可以在線修改程序，且和整個系統(tǒng)通訊可靠容易。PLC的基本組成如圖1所示：

圖1

（2）Devicenet現(xiàn)場總線

Devicenet是一種低成本的通訊總線。它將工業(yè)設(shè)備（如：限位開關(guān)，光電傳感器，閥組，馬達啟動器，過程傳感器，條形碼讀取器，變頻驅(qū)動器，面板顯示器和操作員接口）連接到網(wǎng)絡(luò)，從而消除了昂貴的硬接線成本。直接互連性改善了設(shè)備間的通訊，并同時提供了相當(dāng)重要的設(shè)備級診斷功能，這是通過硬接線I/O接口很難實現(xiàn)的。

Devicenet是一種簡單的網(wǎng)絡(luò)解決方案，它在提供多供貨商同類部件間的可互換性的同時，減少了配線和安裝工業(yè)自動化設(shè)備的成本和時間。DeviceNet不僅僅使設(shè)備之間以一根電纜互相連接和通訊，更重要的是它給系統(tǒng)所帶來的設(shè)備級的診斷功能。

DeviceNet帶來的好處有以下幾點：

①提高設(shè)計的彈性；

②通過提供網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)流的能力來提供無限制的IO端口；

③提供互操作性和即插即用能力；

④改善的過程數(shù)據(jù)管理；

⑤提供對等（Peer-to-Peer）或主/從（Master/Slave）管理；

⑥作為一個快速響應(yīng)處理元的結(jié)果，提高了吞吐量和可重復(fù)性；

⑦-包含在位置刻度和預(yù)先事件及報警通知中的隱含診斷信息；

⑧-在診斷中可延長定期檢修的間隔周期；

⑨降低安裝成本。

（3）E3固態(tài)過載繼電器

E3固態(tài)過載繼電器是一種多功能的、固態(tài)的、基于微處理器的電子式過載繼電器，用于對0.4—5000A額定工作電流的鼠籠式感應(yīng)電機提供保護。E3系列過載繼電器有兩個版本可供選擇：E3和E3 Plus。E3過載繼電器出廠缺省設(shè)置為三相運行模式。用戶可以根據(jù)實際需要，通過修改第27號參數(shù)單相/三相運行模式（Single/Three Ph.），將其更改為單相運行模式。

E3固態(tài)過載繼電器脫扣保護和報警功能：

①過載；

②缺相（僅限于脫扣）；

③失速（僅限于脫扣）；

④堵轉(zhuǎn)；

⑤欠載；

⑥電流不平衡；

⑦接地故障（僅限于E3 Plus）；

⑧熱敏電阻（PTC）輸入（僅限于E3 Plus）；

⑨起動次數(shù)（僅限于報警）；

⑩運行時間（僅限于報警）。

3.2控制方式

寧東洗煤廠羊場灣二分廠的控制系統(tǒng)由集中控制系統(tǒng)、主洗車間PLC分站、塊煤裝車站PLC分站、末煤裝車PLC分站和濃縮車間PLC分站及現(xiàn)場所有監(jiān)控設(shè)備組成。集中控制系統(tǒng)由工控機和集中控制PLC總站構(gòu)成，集中控制界面使用FactoryTalk View SE組態(tài)軟件開發(fā)制造，使用AB公司的logix5000 PLC作為控制總站及各車間的PLC控制分站，通過集中控制工控機對現(xiàn)場所有設(shè)備進行監(jiān)護及控制，采用Devicenet控制總線傳輸數(shù)據(jù)，PLC通過控制E3固態(tài)過載繼電器進而控制設(shè)備的啟停和保護。

4效益分析

寧東洗煤廠羊場灣二分廠自投用美國AB公司的logix5000 PLC后，系統(tǒng)對設(shè)備和生產(chǎn)過程的自動監(jiān)理、自動保護和事故報警，縮短了檢修時間大大提高了工作效率。另外，該系統(tǒng)自動的對工藝參數(shù)進行跟蹤監(jiān)測并對這些參數(shù)進行自動控制，使產(chǎn)品質(zhì)量上了一個新的臺階。

參考文獻：

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