姚慧琳

華晉焦煤有限責(zé)任公司沙曲選煤廠

基于PLC的集中控制系統(tǒng)在選煤廠的應(yīng)用

姚慧琳

華晉焦煤有限責(zé)任公司沙曲選煤廠

隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展，選煤廠自動(dòng)化水平也在不斷提高，可編程控制在選煤廠的廣泛應(yīng)用給煤炭企業(yè)帶來(lái)了巨大效益，本文概述了沙曲選煤廠生產(chǎn)工藝過(guò)程的特點(diǎn)，著重介紹了基于PLC的集中控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、工作原理及主要功能，實(shí)踐表明，該系統(tǒng)的應(yīng)用有效地提高了沙曲選煤廠的生產(chǎn)效率。

選煤廠；PLC；集中控制

一、概述

沙曲選煤廠采用脫泥有壓兩產(chǎn)品重介旋流器主再洗分選，煤泥浮選、浮精加壓過(guò)濾脫水、尾煤采用隔膜式壓濾機(jī)脫水聯(lián)合工藝流程，全廠生產(chǎn)控制系統(tǒng)由集控系統(tǒng)、密度控制系統(tǒng)、桶位自動(dòng)控制、浮選加藥自動(dòng)化系統(tǒng)、濃縮車間加藥自動(dòng)化系統(tǒng)等組成，實(shí)現(xiàn)了全廠生產(chǎn)自動(dòng)化管理。

二、系統(tǒng)組成

2.1 上位機(jī)部分

上位機(jī)組態(tài)軟件選用美國(guó)GE公司的IFIX 5.5組態(tài)軟件，工作于Window 7旗艦系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)圖形監(jiān)控、動(dòng)態(tài)圖形顯示、歷史數(shù)據(jù)采集管理、狀態(tài)趨勢(shì)圖、自診斷、報(bào)警等諸多功能，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享與傳播；工控機(jī)采用研華工控機(jī)；集控室計(jì)算機(jī)設(shè)備采用30KVA-1h UPS電源供電，保證了集控室內(nèi)生產(chǎn)集控系統(tǒng)及工業(yè)電視等系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性和可靠性；上位機(jī)與下位機(jī)系統(tǒng)通過(guò)以太網(wǎng)進(jìn)行通訊，提高系統(tǒng)的通訊速率及安全性，進(jìn)而提高系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性和穩(wěn)定性。

2.2 PLC部分

PLC控制設(shè)備采用AB-ControlLogix系列的PLC，采用主站分站集控控制模式，通過(guò)光纜環(huán)網(wǎng)的數(shù)據(jù)高速穩(wěn)定的實(shí)時(shí)交換，極大的提高了整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可操作性，整個(gè)系統(tǒng)具有極大的穩(wěn)定性和可操作性。PLC的CPU采用冗余結(jié)構(gòu)，極大限度的保證了PLC系統(tǒng)的可靠運(yùn)行。PLC控制系統(tǒng)監(jiān)測(cè)監(jiān)控范圍包括生產(chǎn)集控系統(tǒng)內(nèi)的主要機(jī)電設(shè)備及現(xiàn)場(chǎng)的檢測(cè)計(jì)量?jī)x器儀表。PLC控制柜內(nèi)安裝PLC控制模塊、24VDC開(kāi)關(guān)電源、I/O分站模塊及隔離繼電器，柜內(nèi)空氣開(kāi)關(guān)采用施耐德產(chǎn)品，保證了控制系統(tǒng)操作的穩(wěn)定性和可靠性。

2.3 現(xiàn)場(chǎng)控制及檢測(cè)部分

現(xiàn)場(chǎng)配置就地控制箱，主要作用是提供靈活的控制功能，單電機(jī)起停設(shè)備采用控制按鈕盒控制，多個(gè)電機(jī)起停的設(shè)備采用控制箱控制，有隔爆要求的采用隔爆控制按鈕盒和隔爆控制箱。

三、系統(tǒng)工作過(guò)程

3.1 系統(tǒng)控制方式

(1)集中自動(dòng)控制：在該控制方式下，所有操作均可通過(guò)上位機(jī)進(jìn)行操作，運(yùn)行人員根據(jù)工藝要求可在顯示器上調(diào)出預(yù)選流程菜單，當(dāng)程序選擇無(wú)誤且組成一條完整的流程時(shí)，顯示器上出現(xiàn)預(yù)選信號(hào)，擋板及現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)全部到位后，系統(tǒng)發(fā)出允許啟動(dòng)信號(hào)，所有設(shè)備按逆流方式啟動(dòng)，設(shè)備啟動(dòng)前要發(fā)出預(yù)警信號(hào)。

(2)集中手動(dòng)控制方式：該控制方式分為連鎖手動(dòng)和解鎖手動(dòng)，連鎖手動(dòng)是指操作人員在上位機(jī)上通過(guò)PLC完成，操作人員根據(jù)運(yùn)行要求在上位機(jī)上調(diào)出相應(yīng)畫(huà)面，進(jìn)行對(duì)選好的流程之中的設(shè)備按連鎖方式逆煤流逐臺(tái)起車。按順煤流方向逐臺(tái)停車，解鎖手動(dòng)操作，也在上位機(jī)進(jìn)行操作，此時(shí)無(wú)任何連鎖關(guān)系，可啟停任何設(shè)備。

(3)就地操作方式：就地操作方式為解鎖手動(dòng)方式，是在就地按鈕盒上進(jìn)行操作。控制系統(tǒng)在現(xiàn)場(chǎng)設(shè)有僅供設(shè)備檢修的啟停按鈕及事故緊急停車?yán)€開(kāi)關(guān)。對(duì)一些不能納入集中控制的設(shè)備及設(shè)施，也按就地操作設(shè)置，配有狀態(tài)指示燈等。

(4)現(xiàn)場(chǎng)急停：不論在哪種控制方式下，對(duì)正在運(yùn)行的參控設(shè)備，按下其對(duì)應(yīng)的就地按鈕盒上的緊急停止按鈕，該設(shè)備即停止運(yùn)行。對(duì)于有拉繩閉鎖開(kāi)關(guān)的帶式輸送機(jī)而言，在帶式輸送機(jī)沿線拉動(dòng)拉繩開(kāi)關(guān)，也可實(shí)現(xiàn)設(shè)備的緊急停車。此功能用于生產(chǎn)時(shí)確保安全。

3.2 工藝流程選擇、設(shè)置及啟、?？刂乒δ?/p>

(1)啟車前的操作過(guò)程。集中控制下PLC執(zhí)行用戶程序的全部功能，就地方式下，PLC僅執(zhí)行模擬顯示功能，集中手動(dòng)方式下，在集控室實(shí)現(xiàn)逐臺(tái)設(shè)備的啟停，并有聯(lián)鎖，解鎖功能；當(dāng)任選一煤流后，PLC要檢測(cè)所有輸入狀態(tài)，判斷參與該流程控制的溜槽位置，設(shè)備工作狀態(tài)，以及保護(hù)點(diǎn)狀態(tài)等是否滿足起車條件。

(2)啟車過(guò)程控制：當(dāng)前述指令操作完成，系統(tǒng)準(zhǔn)備就緒，操作員由系統(tǒng)發(fā)出啟車令，所選系統(tǒng)將在指定的啟車狀態(tài)方式下進(jìn)入控制過(guò)程。

(3)系統(tǒng)運(yùn)行中的閉鎖及控制。在運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)故障，逆煤流閉鎖保護(hù)，報(bào)警；對(duì)各保護(hù)運(yùn)行參數(shù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)；系統(tǒng)中各調(diào)節(jié)過(guò)程中的實(shí)時(shí)控制；調(diào)度人員和崗位人員都可隨時(shí)解除某個(gè)系統(tǒng)和設(shè)備運(yùn)行；對(duì)不需要參與順序啟車或難于進(jìn)入順序啟車的設(shè)備，可在啟車前或任一時(shí)刻在控制室內(nèi)控制該設(shè)備；對(duì)系統(tǒng)有效工作時(shí)間的各種參數(shù)自動(dòng)統(tǒng)計(jì)顯示；系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中現(xiàn)場(chǎng)可隨時(shí)實(shí)現(xiàn)設(shè)備緊急停車。

(4)停車過(guò)程控制。當(dāng)系統(tǒng)任一流程發(fā)出停車指令后，PLC將按用戶程序停車，完成閉鎖控制，確保設(shè)備停車后不出現(xiàn)堵料現(xiàn)象；在停車過(guò)程中某臺(tái)設(shè)備故障如無(wú)備用設(shè)備可轉(zhuǎn)換，受其閉鎖的設(shè)備應(yīng)立即停車，不受閉鎖設(shè)備仍按程序停車；設(shè)備的停車時(shí)間設(shè)置按本臺(tái)設(shè)備的存料處理完畢最小時(shí)間設(shè)定，減少設(shè)備空載運(yùn)行時(shí)間；因可能停車造成設(shè)備存料或設(shè)備急停造成跑水，跑料使現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境惡化，除本設(shè)備立即停車外，影響其它相關(guān)設(shè)備故障閉鎖停車時(shí)，要設(shè)計(jì)這些設(shè)備按一定時(shí)間延時(shí)停車。上料設(shè)備立即停車，現(xiàn)場(chǎng)不參與集控設(shè)備要及時(shí)開(kāi)車，保證影響范圍盡量減少。

(5)故障及報(bào)警處理。當(dāng)發(fā)生緊急故障時(shí)，要具備緊急停車功能，停故障設(shè)備之前，工作流程中的設(shè)備要及時(shí)停車，最大限度減少損失；當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備發(fā)生異常時(shí)，控制系統(tǒng)發(fā)出事故信號(hào)，采取語(yǔ)言報(bào)警和燈光報(bào)警，明確指出故障設(shè)備所處的系統(tǒng)地點(diǎn)，對(duì)一般事故只做報(bào)警(如皮帶1級(jí)跑偏等類似事故)，對(duì)影響人身安全和設(shè)備安全要直接停車；系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中現(xiàn)場(chǎng)可隨時(shí)按下緊急停車按鈕，實(shí)現(xiàn)該設(shè)備停車；實(shí)時(shí)采集檢測(cè)生產(chǎn)過(guò)程的工藝參數(shù)并對(duì)異常參數(shù)實(shí)時(shí)報(bào)警；實(shí)時(shí)記錄開(kāi)關(guān)量變化。

四、結(jié)束語(yǔ)

選煤廠基于PLC的集中控制系統(tǒng)的投入使用，大大提高了沙曲選煤廠的管理水平，減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，該系統(tǒng)可靠性強(qiáng)、故障率低，易于維護(hù)和管理，為沙曲選煤廠創(chuàng)造了顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

[1]王昆；淺析選煤廠生產(chǎn)集控系統(tǒng)[J]；科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)；2011年22期。

[2]崔莉莉，陳相輝，李辛；基于PLC的集中控制系統(tǒng)在城郊選煤廠的應(yīng)用，煤炭技術(shù)，2008。