汪家寨洗煤厂原煤运输系统控制过程自动化改造

周大嵩，陈 芳

（汪家寨洗煤厂，贵州六盘水 553009）

0 引言

汪家寨洗煤厂原煤运输系统始建于1968 年，已有40 多年的历史。其间，由于设备不断增减、更新及系统改造，生产工艺发生了很大的变化，造成原有集中控制系统不能适应生产需要，大、小系统集中控制失去闭锁，设备起停、闭锁关系十分混乱，不能确保两矿原煤正常运输，同时也为生产带来了极为严重的安全隐患。

1 原煤运输系统生产工艺

原煤生产流程如图1所示。

2 控制系统构建

2.1 控制要求

（1）大、小系统独立控制，互不影响。

（2）设备满足逆煤流起车，顺煤流停车。

（3）给煤机方面：

那矿：130#给煤机进入小系统闭锁，131#给煤机进入大系统闭锁。

汪矿：101#给煤机与大系统闭锁；102#给煤机与小系统闭锁；103#给煤机能够选择性的分别进入大系统闭锁或小系统闭锁。

（4）破碎机方面：

212#为小系统破碎机，进入小系统闭锁；

213#为大系统破碎机，进入大系统闭锁；

211#为大、小系统备用破碎机，可选择性的分别进入大、小系统闭锁。

注：当211#进入大系统时，213#退出大系统闭锁；211#进入小系统时，212#退出小系统闭锁；退出闭锁的破碎机可实现就地开停车。

（5）现场再起功能：

107#、108#可现场起停设备，只对相应给煤机闭锁，不影响大、小系统的集中闭锁状态；

破碎机可现场起停设备，只对相应的后级设备联锁起停，不影响各自系统的集中闭锁状态；

图1 原煤生产流程图

（6）预告信号：设备起动预告信号为间断铃声，外加灯光闪烁，信号预告时间为30秒。

（7）集中、就地：

大、小系统可分别实现集中和就地转换，在集中就地转换过程中，设备不能停止运转；

在就地状态下，设备可以就地起、停任意一台设备，不受前级设备闭锁；

在集中状态下，除有再起动功能的岗位，其余岗位只能通过停车按钮停下本级以后的设备（含本级），不能起动任何设备。

（8）起车：正常情况为集中控制室集中起车，按动起车按钮后系统进入预告状态，发出预告信号，30秒预告信号结束后，按照逆煤流方向启动设备；在启动过程中可按急停按钮终止启动过程。

（9）停车：正常情况下，由集控室按动停车按钮，设备按照顺煤流方向将皮带机上的负荷卸空后逐级停车；事故状况可按动急停按钮瞬间停下各自系统中的全部设备。

2.2 控制系统总体设计

由于控制过程极为复杂，采用传统继电器电路需要使用大量的中间继电器、时间继电器、计数器等电气元件，大大增加改造费用。而且，改造工程量也十分巨大，施工时间很长，影响矿井生产，不具备操作性。要满足原煤运输安全性需要，又要减少改造费用及影响时间，采用PLC 可编程控制来实现原煤运输系统升级改造是最佳选择。

2.3 系统硬件构成

图2 控制系统

控制系统由PLC 可编程控制器、中间继电器、接触器、破碎机转速感应器、连线、按钮、选择开关组成，PLC 可编程控制器是整个控制系统的核心，也是控制系统的信息处理中心和设备启、停控制中心，负责接收和执行调度控制员的指令、处理破碎机转速信号、判断设备的启停状态等。它还可根据系统运行控制需要，智能控制系统中每台设备的启动、停止及连锁、闭锁关系，全面实现生产过程自动控制的需要。

2.4 系统软件设计

软件设计采用三菱PLC 专用设计编程软件GX Developer进行软件编程。

程序设计：PLC 接受调度信号，判断系统选择是否在集中状态，如果不在，所选系统进入现场控制状态，设备无闭锁，由现场控制设备的启停。如果在集中状态，系统进入预告信号阶段，发出间断性的声光警示信号，再判断是否有停车或急停指令，有停车或急停指令，起车过程终止返回开始状态，无停车或急停指令，预告信经30秒后，起动顺煤流中的最末级设备，PLC 通过现场设备返回信号判断设备是否正常起动，如设备未正常起动，起动过程终止返回开始状态，如设备起动正常则系统进入破碎机起动环节，PLC 将首先判断破碎机的选择指令，决定破碎机的投切及备用状态，在破碎机环节中PLC 将判断设备的开、停状态，同时还将判断破碎机是否有堵转信号，如果有堵转信号或起动不正常信号，起动过程将会终止并返回本级，等待再起车信号，直到设备正常后，进入下一级起车程序，当所有设备起动正常后，PLC 将为选定的给煤机发出可以开车的信号，由现场起动给煤机，起动过程结束。

图3 程序方框图

图4 外部接线图

系统在集中状态时所有设备满足闭锁关系，当调度发出停车指令时，PLC 将按照顺煤流方向逐级停车，当PLC 接到急停指令时，将立即停止系统中的全部设备，程序框图见图3。

2.5 PLC外部接线

PLC外部接线如图4所示。

3 运行效果

该厂自己探索、攻坚克难，用最少的投入、最少影响时间、最少工作量、最少安装空间，成功对原煤运输系统实施自动化改造，有效解决了汪家寨洗煤厂原煤运输系统中的安全隐患，完善了工艺流程和设备保护装置，保证了原煤运输的安全性、可靠性，机电设备事故率大幅降低，长期以来困扰生产的破碎机易堵难题也得以根本解决。据统计，仅减少破碎机堵塞一项，每年就达300小时以上。

本次改造是该厂精心设计、大胆尝试的一次成功范例，实现了科学技术向生产力的转换，在减少岗位人员劳动工作量的同时，有力提升了原煤运力，为该厂原煤运输安全生产做出了突出贡献。

4 结束语

PLC可编程控制器具有结构简单、体积小、能耗低、可靠性高、功能强大等突出优点。同时，它在系统的设计、安装和调试工作上简便易行，特别在针对复杂控制系统的运用中有得天独厚的优势，是一种性价比很高的电气控制设备。在生产过程中用好PLC，可为安全生产提供良好的条件。