李曉亮

摘 要：隨著我國(guó)煤炭行業(yè)發(fā)展越來(lái)越快，煤炭資源儲(chǔ)量也逐漸減少，因此必須合理控制煤炭資源的高效利用，提升在生產(chǎn)過(guò)程中的工作效率，做好新技術(shù)的研究工作。煤炭集中自動(dòng)化控制戲弄能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)化管理機(jī)制，大幅度提升生產(chǎn)效率。本文將針對(duì)目前集中自動(dòng)化控制系統(tǒng)進(jìn)行分析，闡述其在選煤廠的具體應(yīng)用，提升集中自動(dòng)化控制系統(tǒng)的應(yīng)用范圍。

關(guān)鍵詞：集中自動(dòng)化控制系統(tǒng)；選煤廠；構(gòu)成；應(yīng)用

集中自動(dòng)化控制系統(tǒng)是提升選煤廠生產(chǎn)效率的重要構(gòu)成，通過(guò)該系統(tǒng)能夠大幅度降低人工成本投入，避免生產(chǎn)安全隱患的出現(xiàn)，降低設(shè)備空運(yùn)行時(shí)間，同時(shí)也在一定程度上降低設(shè)備的損耗和電力資源消耗。在煤炭企業(yè)中，集中自動(dòng)化控制系統(tǒng)能夠有效的生產(chǎn)運(yùn)行的可靠性和先進(jìn)性，采用先進(jìn)的PLC控制系統(tǒng)軟、硬件相結(jié)合，能夠保證給煤機(jī)、運(yùn)輸皮帶、破碎機(jī)、振動(dòng)篩等設(shè)備與先進(jìn)的保護(hù)裝置、傳感器等設(shè)備相連接，形成統(tǒng)一的選煤自動(dòng)化控制系統(tǒng)。

1 集中控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

選煤廠集中控制網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)主要由三個(gè)層級(jí)構(gòu)成，分別為信息層、控制層和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備控制層。其中，信息層是由相關(guān)計(jì)算機(jī)構(gòu)成，能夠?qū)φ麄€(gè)數(shù)據(jù)信息管理系統(tǒng)進(jìn)行信息處理，是全場(chǎng)網(wǎng)絡(luò)信息的控制中心，能夠在信息層實(shí)現(xiàn)信息數(shù)據(jù)的共享和交換，將測(cè)量、傳輸和控制集中管理?？刂茖又饕?fù)責(zé)對(duì)相應(yīng)數(shù)據(jù)的直接采集，對(duì)采集獲得的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行處理和傳遞，匯總在中間監(jiān)控管理站，利用PLC內(nèi)部控制程序和監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)分析功能，接收相關(guān)反饋產(chǎn)生效果?，F(xiàn)場(chǎng)設(shè)備控制層是直接與生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)相聯(lián)系，數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)備。

2 選煤廠自動(dòng)控制系統(tǒng)的功能

根據(jù)選煤操作中的工藝環(huán)節(jié)管理，可以實(shí)現(xiàn)在不同設(shè)備條件下集中控制，達(dá)到自動(dòng)化生產(chǎn)的目的，在每種設(shè)備中都設(shè)置有兩種控制模式，并且能夠自由進(jìn)行切換。集中自動(dòng)化控制系統(tǒng)的控制方式為集中控制和就地控制，集中控制需要進(jìn)行解鎖、連鎖和自動(dòng)三個(gè)步驟。通常情況下選煤廠自動(dòng)化控制系統(tǒng)的通信方式采用工業(yè)以太網(wǎng)和現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的結(jié)合，保證對(duì)全局的控制操作。技術(shù)人員可以不用前往現(xiàn)場(chǎng)，直接在控制室對(duì)計(jì)算機(jī)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，檢查運(yùn)行設(shè)備是否正常運(yùn)行，及時(shí)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況進(jìn)行生產(chǎn)工藝的優(yōu)化，使生產(chǎn)效果最佳。工藝參數(shù)可以利用監(jiān)控軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)快讀對(duì)原料量、料位、流量和液位進(jìn)行信息采集和數(shù)據(jù)模型建立。并且集中自動(dòng)控制系統(tǒng)還能實(shí)現(xiàn)打印功能、記錄功能、表格輸出功能和故障報(bào)警功能。

3 集中控制系統(tǒng)的構(gòu)成

選煤廠集中自動(dòng)化控制系統(tǒng)采用傳輸信道、地面監(jiān)控設(shè)備、可選擴(kuò)音通訊、洗選監(jiān)控設(shè)備和視頻監(jiān)控設(shè)備等部分構(gòu)成。通過(guò)不同的連接方式將不同類型的設(shè)備組合在一起，形成完善的集中控制系統(tǒng)。地面監(jiān)控設(shè)備能夠控制原煤準(zhǔn)備工作，完成煤泥水的處理和清潔，監(jiān)控整個(gè)洗選過(guò)程。傳輸信道是以強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)上的數(shù)據(jù)傳遞路徑，利用計(jì)算機(jī)和平臺(tái)的控制作用在電纜或光纜內(nèi)傳送。選煤設(shè)備監(jiān)控管理中PLC控制柜能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)于分系統(tǒng)各個(gè)站點(diǎn)之間的集中設(shè)置，有效管理原煤準(zhǔn)備和煤水處理工作。在完成相關(guān)設(shè)置后可以實(shí)現(xiàn)交流電源凈化裝置，避免在系統(tǒng)斷電時(shí)發(fā)生信息丟失，保證設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)，使社會(huì)的連續(xù)性和可靠性得到保證。為了避免現(xiàn)場(chǎng)各種其他運(yùn)行設(shè)備的干擾作用，可以利用PLC開關(guān)量和現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)的收集檢測(cè)，啟動(dòng)繼電器實(shí)現(xiàn)一定的隔離作用，避免模擬信號(hào)的影響，降低系統(tǒng)干擾。就地控制箱具有較強(qiáng)的靈活性，能夠通過(guò)就地控制箱實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)工作方式切換，使得人員工作更加便捷，提升系統(tǒng)的安全性。傳感器是集中自動(dòng)化控制系統(tǒng)的重要組成部分，是對(duì)現(xiàn)場(chǎng)所有運(yùn)行狀態(tài)良好展示，保證供電狀態(tài)和設(shè)備電流，有效的保護(hù)皮帶，降低磨損程度，延長(zhǎng)使用時(shí)間。

4 集中自動(dòng)化控制系統(tǒng)的運(yùn)行

4.1 振動(dòng)篩水量自動(dòng)控制

選煤效率提升的基本條件是保證對(duì)加水量的自動(dòng)控制管理，結(jié)合帶式運(yùn)輸機(jī)運(yùn)行頻率，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)節(jié)加水量，煤炭輸送量隨振動(dòng)篩變化而變化。在自動(dòng)控制系統(tǒng)中，利用流量的操作屬于大慣性環(huán)節(jié)，一般利用流量閉環(huán)作用可以實(shí)現(xiàn)，當(dāng)輸送機(jī)變頻器的運(yùn)行頻率設(shè)置為預(yù)設(shè)值時(shí)，數(shù)據(jù)為穩(wěn)定狀態(tài)，在管道中的流量為反饋值，通過(guò)對(duì)比兩項(xiàng)數(shù)據(jù)的情況，得到數(shù)據(jù)差，然后根據(jù)PID調(diào)節(jié)閥門的開度，調(diào)節(jié)過(guò)程都是建立在PLC 控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上而實(shí)現(xiàn)的。

4.2 選煤自動(dòng)化控制系統(tǒng)通訊功能設(shè)計(jì)

集中自動(dòng)控制系統(tǒng)主要包括兩種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，分別是監(jiān)控管理層和現(xiàn)場(chǎng)管理層，不同的管理層采用的不同的信號(hào)傳輸方式。監(jiān)控管理層采用的是以太網(wǎng)傳輸，必須在設(shè)備中安裝工業(yè)以太網(wǎng)卡實(shí)現(xiàn)在交換機(jī)和接口的連接，保證PLC系統(tǒng)了解時(shí)正常運(yùn)行。該信息傳輸方式能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)距離的信息傳遞，最長(zhǎng)能夠超過(guò)千米，另外工業(yè)以太網(wǎng)具有很強(qiáng)的拓展性，升級(jí)方式比較簡(jiǎn)單和快捷，利用TCP協(xié)議即可實(shí)現(xiàn)通信工作?，F(xiàn)場(chǎng)控制層不同設(shè)備采用的是現(xiàn)場(chǎng)總線進(jìn)行傳輸?shù)?，在PLC總站和分站之間傳遞速度快，長(zhǎng)度可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行改變，如果系統(tǒng)內(nèi)加入中繼器可以實(shí)現(xiàn)十千米以上的傳遞距離。

主控站和現(xiàn)場(chǎng)控制層開展通信工作時(shí)，一般線路具有較長(zhǎng)，遠(yuǎn)距離的通信導(dǎo)致線路中阻抗變大，傳遞過(guò)程容易受到信號(hào)干擾，導(dǎo)致整體信號(hào)穩(wěn)定性降低，因此必須通過(guò)繼電器將無(wú)關(guān)信號(hào)隔離，才能確保信號(hào)傳遞的穩(wěn)定和準(zhǔn)確。其原理為繼電器功率超過(guò)1W，但是在現(xiàn)場(chǎng)內(nèi)產(chǎn)生的干擾信號(hào)產(chǎn)生電流較小，因此不會(huì)觸發(fā)繼電器的動(dòng)作，依然避免干擾問(wèn)題。

5 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)對(duì)選煤廠的集中自動(dòng)化控制系統(tǒng)的分析，對(duì)集中自動(dòng)化控制系統(tǒng)的具有結(jié)構(gòu)進(jìn)行說(shuō)明，分別介紹不同組成部分的實(shí)際作用。PLC系統(tǒng)是目前公認(rèn)系統(tǒng)穩(wěn)定性和可靠性最佳的系統(tǒng)，本身具有較強(qiáng)的抗干擾能力，在選煤廠集中自動(dòng)化控制系統(tǒng)中，本身的自動(dòng)化水平，能夠?qū)Ω黜?xiàng)環(huán)節(jié)進(jìn)行有效的控制，在控制效果方面具有重要的保障。此外，PLC系統(tǒng)能夠良好的使用于復(fù)雜的工業(yè)環(huán)境中，系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和構(gòu)建相對(duì)難度較小，在維護(hù)管理方面也比較簡(jiǎn)單，加上支持眾多擴(kuò)展項(xiàng)，因此在企業(yè)中的應(yīng)用比較廣泛。采用集中自動(dòng)化控制系統(tǒng)能夠提升生產(chǎn)效率，大大降低人員安全問(wèn)題發(fā)生，實(shí)現(xiàn)對(duì)于社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益有效控制。

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