PLC控制系统在煤炭洗选设备中的应用

杜志兰

（山西晋城煤业集团 凤凰山矿选煤厂，山西 晋城 048007）

PLC 控制系统可一般分为三部分，即基本组件、扩展组件和特殊组件。

第一，基本结构。PLC 系统组成根据不同的可编程控制器类型可以分为主流配置、箱体型两种。主流配置是由CPU、电源、内存、I/O 模板、机架、编辑器构成。而CPU 作为整个系统的核心，不紧系统的规模、速度都取决于它，其他组件则选择更是按照它的需要来进行的。

第二，拓展组件。扩展组件是为了满足生产过程中的一些具体要求，由此在基本组建件的基础上进行制造的，如增加扩展机架、扩展机箱，增加系统I/O 的点数。由于扩展配置使CPU、内存、外部资源等很好的连接起来，减少了构建PLC 系统费用。并且，我们按照距离的远近，将扩展组件分为了远程扩展与当地扩展，这样通过拓展组件，在进行远程工作时将使远程安装简化了接线，更加有利于养护和维修等。

第三，特殊组件。特殊组件的存在是为了在控制过程中满足以特殊的要求。将特殊组件按照功能进行分类，有高速计数器单元、位置控制单元、模拟输入与输出单元、温度检测单元、成分检测单元等，我们根据工艺的需求将组件进行选配，使自动化的的需求可以更好的实现。

1 系统组成和生产工艺

传统的洗选煤设备包括洗选煤的生产工艺和控制系统两部分，而其中洗选煤的控制系统则分为煤机、煤矿储煤仓、带式分级传送机、主带式输送机、给煤机、煤坑及双系统翻车机等几部分。这几部分不仅各有各的分工，而相互联系相互作用，就给煤机来说，它负责将准备进行洗选的煤炭送入主输送机，同时它又是由所煤层挡板电机和双系统翻车机控制的。第一部则就由给煤机完成，下一步就是主输送机的工作了，由它讲煤炭送进洗选设备中进行洗选，最后一步则是由带式分级传送机完成的，就是将洗选好的煤炭从洗选设备中运输到各个煤仓中存放，这样，煤场就可以按照需求将煤炭从煤场中向外配送，当然这一步是通过配煤总输送机和电振给煤机合作完成的。

2 系统控制需求

2.1 原煤系统

在原煤系统中，我们就两个部分来研究，一是起停控制，二是原煤输煤系统。

其一，起停控制。起停控制也是分为两个方面启动和停车。一般来说，在设备开始工作时，我们都将启动向后推迟4 到7 秒钟，这样做是为了防止出现电动机超负荷启动或无法启动，造成各设备之间的煤流逆方向启动，从而对设备进行了连锁控制。同时为了运输过程中出现意外情况，在主运输带上我们安装了可以进行跑偏检测的仪器，对输煤过程中各个设备的工作情况进行监控，并且一旦出现意外情况，便会自动报警停车。在停车时，我们一定要掌握好间隔时间，按照一定的顺序进行停车，这样可以防止输送带上残留煤料，造成浪费。

其二，原煤输煤系统。在原煤输送系统中，采用的是一对一输送，即一个转运带式输送机只对应一个储煤仓。

2.2 储煤仓的高低位控制

当储煤仓中的储煤量达到一定的数量时，便会传来高位信号，这是时，在关闭出煤口，不再向此储煤仓中输煤的同时也开启了进行重新选仓的信号，选择一个新的储煤仓并进行输煤。低位信号是对PLC进行控制，经过的电振的作用将阀门关闭，储煤仓不再向外配煤，同时选择一个的储煤仓进行配煤。

3 系统硬件设计

3.1 PLC 系统的设计

在整个系统中，我们采用的是集中控制，这样便于管理。至于控制主机的选择，我们选用的控制器是具有远程拓展能力的。控制网络结构我们则是采取主站与分站相结合的方式，首先，我们为了保证程扫描控制器运行更好，为其设置了多个远程分站，其次在每个分站与主站之间都有主线进行连接，并且选用冗余能力的总线。同时在各个分站，我们以其为中心向外进行扩展，从而完成对整个过程的控制。这个过程我们分为原煤、洗选、中间储煤场、产品分装四部分，并且将这四个部分分别作为PLC 的控制主站，分别进行工作。为了保证整个工作过程不出意外，控制、报警预警工作更为完善，将整个控制系统分为主系统和扩展系统，分别负责现场的检测工作和控制主机进行数据通信的工作，这样整个控制系统更加完善和缜密。整个控制系统的核心并不是由一台机器负责完成的，而是由多台工控机进行操作，合作完成的。并且其中一台作为工程师站，负责全局控制，对数据进行逻辑编辑、修改和进行实时在线监控等，剩下的则是操作站，分别就监控、操作、输出报表、故障分析等功能一一进行分工；最后我们在其中选出一台作为通信站，进行数据交换，这一功能则是利用电缆与高压综合保护系统完成的。这样，可以保证整个控制系统的自动化更为高效安全。

3.2 检测装置选型

我们所采用的检测装置是超生波料位传感器，它有着一体化的结构，他可以很好的检测出煤炭在储煤仓中的位置，最远可以检测到80米的料位，输出标准的4 到20 毫安的模拟信号，非常的方便和实用，同时它还有着报警装置，专门有两个继电器用来输出报警信号。

3.3 输送带跑偏检测装置

在输送带上，我们安装着QT 型输送带强力自动调偏装置，当输送带跑偏后，这个装置可以自动将跑偏的输送带带回原先的轨道上。这个自动调偏装置的组成部分有传感滚筒、传感器、控制盒、电动机、减速装置、传感支架、旋转支架等。其中，传感滚筒由于进行了全方位的密封，像水淋、粉尘这些污染都不会将其损坏。并且整个自动调偏装置拥有很长的使用寿命和安全防护，可以使用相当长的时间，不用经常进行更换。

3.4 输送带打滑装置

输送带打滑的是由于辊筒与输送带的摩擦力不够造成的，具体原因有配重的重量不够，设计的输送带过长或者传送带护理不当等等。在解决输送带打滑的问题上，我们选择的是打滑速度检测器YHSJ-I，进行监控和控制。

4 系统软件设计

在整个系统中，进行的软件设计主要采用的编程是步进梯形指令，并且运用了多个继电器作为中间程序中，从而进行程序的记忆和转换，与此同时还设计了延时功能，这是通过多个内部定时器来完成的。

5 结语

在PLC 控制系统，采用超声波料位传感器可以清楚明确的检测到储煤仓中的料位；采用输送带防跑偏装置，可以有效的提高整个系统的安全性，从可以提高了工作效率；采用PLC 与接触器相结合的电气控制系统，使传统的继电器接触器中存在的许多漏洞与缺陷得到了有力地解决，是整个系统的抗干扰能力得到了全方位的提升，同时减少了故障的出现率，使工作过程得到了很好的保障。从整体来说，更加安全可靠，并且经济效益更好。

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