基于PLC的选煤厂控制系统的应用分析

赵睿 潘建峰 孙永强

摘要：随着社会经济的发展，选煤厂自动化水平也在不断提高，可编程控制在选煤厂的广泛应用，给我国煤炭企业工作人员带来了福音。本文主要从选煤厂集中控制新技术切入，着重分析了基于PLC的选煤厂控制系统的具体应用情况，希望能够对相关工作人员起到借鉴与参考的作用。

关键词：选煤厂；PLC；控制系统；应用

前言

近年来，国内外精煤市场对于精煤的需求日益提高，在这样的背景下，选煤厂为了提高精煤产量，需要不断革新自身选煤技术，才能够充分满足日益增长的市场需求。选煤厂实现集中控制需要遵循三项基本原则，即在保证选煤质量的基础上提升选煤效率、在保证选煤质量和选煤效率的基础上降低选煤成本、在保证选煤质量、效率、成本的基础上提高系统运行的安全性与连续性。基于PLC的选煤厂控制系统的应用，取得了极为显著的成效，不仅提高了选煤厂的选煤质量，而且还在很大程度上提升了选煤效率，保证了选煤系统的连续性与安全性，具有极高的推广价值。

一、概述

（一）概念

PLC又称PC，是可编程序控制器的简称，其在结合计算机技术与继电器逻辑控制技术的基础上，进行合理的改进和发展，最终成为新一代工业控制器。可编程序控制器具有可靠性高、适应能力强、设备齐全及编程简单的特征，被广泛应用于我国各行业和领域。选煤厂采用PLC对全厂设备进行控制，是实现选煤厂计算机集中控制的重要条件。

（二）工艺系统

我选煤厂年处理能力约为3100万吨，控制系统主要包括产品装车系统、原煤系统及重介系统等。

二、系统配置及功能设置

（一）系统配置

选煤厂控制系统主要是由PLC、模拟屏、控制台和电源柜共同组成，其中，PLC作为选煤厂集中控制的核心部分，采用了美国罗克韦尔公司生产的AB型PLC，Logix5000系列。ControlLogix系统与传统的PLC系统不同，具备更为先进的系统构建理念，其硬件性能高且软件功能强大，能实现多种性质的控制任务，属于复杂多任务控制平台。该系统结构为三层网络结构，将ControlLogix控制器作为核心，并配置功能强大的RSLogix5000软件以及RSLinxs网络组态软件，集中控制系统采用ifix界面，使PLC能在简单易用的环境中发挥出色的表现。同时，多种多样的控制器、通讯模块与I/O模块之间可以不加限制的组合使用，每一个控制器都能执行多个任务，减少了系统对于控制器数量的要求。在该系统中，ControlLogix控制器、通讯模块与I/O模块可以像一个个节点一样完成一定的智能任务。

（二）功能设置

控制台上的转换开关可以选择控制运行设计中就地不联锁、集中控制以及实验三种工作方式。其中，就地不联锁主要针对单台设备的检修工作；集中控制针对正常生产；实验方式能进行PLC功能、输入信号及输出信号的检查。设计的控制系统具备故障报警、监视设备运行状态、急停等功能，能有效实现顺煤流停车、逆煤流起车的顺序控制，并且保证当系统发生故障时，不会出现堵塞与堆煤等现象。当逆煤流启车时，其间隔时间为3s；顺煤流停车时，其原煤部分基数为5s，重介部分基数为10s。必要时，需要根据设备的具体情况以及生产要求对时间进行修改。

该系统可对选煤厂内各项工艺开展动态图形显示，更加直观、及时的监督选煤厂内各类设备的运行情况。该系统还可在线显示生产数据，并可自主选择显示方式（波形式、数字式），实现系统内数字量、模拟量的实时数据的监测，并有自动预警功能。例如系统料位、液位及灰分等主要采用棒状和曲线的图形进行显示，也可实现报警显示、报表的生成和打印等。

在该功能设置中，故障停车与报警功能具有及时可靠的特点。在设备运行的过程中，任何一台设备出现故障，故障报警都会及时发出，同时进行紧急停车；被纳入集控的设备出现异常情况时，集控室内与操作现场都能实现紧急停车，并且通过该设备将来煤方向的设备纳入到联锁停车中，即自动联锁停车。如果在规定的时间之内，故障没有及时排除，当延时时间过后，纳入集控的其余设备都会进行联锁停车状态，并且可根据报警中显示的故障点进行排除工作。当操作人员对上位机发出控制指令之后，上位机会及时下达操作指令，然后通过PLC控制选煤厂的各个生产设备。

三、基于PLC的选煤厂控制系统的应用特点

（一）抗干扰措施

对于PLC装置运行质量而言，干扰对其造成的影响较大。为了尽可能减少干扰的影响，应当在PLC电源侧采用隔离电源，即可有效消除工频干扰；采用220VAC开关信号量以及4-20mA电流型模拟量，并且接点可能被开关输出信号干扰的继电器，在其线圈上并接浪涌吸收回路，能有效防止继电器出现误动作情况。另外，还需要在连接电缆选型等方面采取相应的抗干扰措施。

（二）ControlLogix通讯功能

通讯网结构较为简单，并且安装十分便捷、编程容易，具有较高的灵活性与可靠性。在基于PLC的选煤厂控制系统中设计ControlLogix控制器通讯功能可连接以太网、控制网与设备网三个模块，其速度可以达到1M位/s，存取数据的速度较快。并且，将屏蔽双绞线应用到通讯介质中，不仅易于安装，还能有效降低成本，提高系统的抗干扰性。ControlLogix控制器通讯功能的应用能实现远程编程、网络控制、连接操作员接口、数据采集与数据监测等。

（三）系统软件设计

将块状结构的梯形图执行回路应用到系统软件中，能有效避免在调试或修改程序时出现大幅度改动现象。将梯形图作为基本编程语言，不仅易于学习、交流和掌握，还具有较强的实用性，能够在更改软件时更具便捷。

（四）可靠性强

控制系统的可靠性能对生产效率与安全造成直接影响，因此在控制系统设计中，采用了美國罗克韦尔公司生产的AB型PLC，该PLC具有较高的精度与可靠性，能对输入信号及输出信号起到防护作用，并且其软硬件设置具有联锁与互锁功能，其在数据保护与故障软件设计方面均采取了相应的有效措施，在极大程度上保证了集控系统高效、安全、可靠的运行。

结束语

综上所述，基于PLC的选煤厂控制系统的投入使用，保证了系统运行的稳定性，并提高了选煤效率，具有较高的控制精确度，减轻了我国选煤厂工作人员的工作负担，同时减少了设备的故障率，促进了选煤厂经济效益和社会效益的提高。笔者希望更多专业人士投身到该课题的研究中，针对文中的不足之处，提出指正建议，为选煤厂有效应用PLC的控制系统夯实基础。

参考文献：

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[2]孙亭勋.PLC在选煤厂应用中的抗干扰及防范措施[J].煤炭工程，2011，（2）

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