PLC在选煤厂中的应用

白明明

（晋煤集团长平公司长平洗煤厂，山西 晋城 048006）

PLC在选煤厂中的应用

白明明

（晋煤集团长平公司长平洗煤厂，山西 晋城 048006）

长平洗煤厂采用基于美国GE PLC 310与IFIX 6.5及其通讯网络构成的控制系统，实现了控制室集中控制现场设备和设备自动控制管理，并完成设备逆煤流启车、顺煤流停车、保护急停的自动控制功能，该控制系统的结构简单清晰，功能完善，实现长平洗煤厂重介选煤的自动控制。

PLC；IFIX；自动控制

煤炭洗选是将原煤用一定的方法除去其中的矸石，并把原煤区分出块煤、中煤、末煤商品煤，满足顾客对煤炭的质量要求。近年来，我国选煤工业迅猛发展，选煤吨位急剧增加，因此对选煤设备可靠性、自动化水平、自动控制技术等提出了更高的要求。GE PLC具有独立的运算模块CPU、通讯模块ETM、数字量输入输出模块、模拟量输入输出模块、电源模块及把它们整合在一起的底板，具有远程扩展能力。同时运算功能多、运行可靠性好、人机编程界面好用、适用于工业生产环境。长平洗煤厂自建厂是就把PLC控制系统应用到煤炭洗选过程中，提高了煤炭洗选的自动化控制水平，实现了较好的经济效益。

1 PLC在洗煤工艺中的控制方法

长平洗煤厂采用的选煤方法有浅槽重介质选煤、重介质旋流器、螺旋分选机等，设计年产量入洗原煤300万t/a，机电设备共分为原煤系统、洗选系统、下山系统、装车系统。为在集控室统一控制这些洗选设备，按照洗煤工艺流程来说，对洗选设备控制要求为按照流程逆煤流启车、顺煤流停车，并在每台设备之间设置时间间隔以缓冲启动电流及保证相关设备正常运行或具备停车条件后启动或停止后续设备。对每台设备必须把保护投入到PLC逻辑控制中，用于保护设备安全运行（设备保护包括电源、漏电、断链、过流、跑偏、堆煤、拉绳、撕裂等），保证一旦设备运行状态发生变化能够及时停止设备运行，防护故障扩大，最大限度的保护设备安全。对洗选设备除做到上述要求外还要求做到，桶位、压力、密度、气动装置、流量的控制，保证煤炭按照客户要求的质量指标实现煤炭洗选。现场每台设备都有集中、就地、旁路、联锁功能，并可以通过上位机操作完成功能转换，实现设备不同情况下的使用要求。

2 PLC控制系统组成

1）硬件组成。长平洗煤厂使用的PLC为GE PLC 310。分为电源模块、通讯模块、CPU模块、输入输出模块、底板等。所有命令是从上位机上发送到PLC，并完成逻辑计算后实现不同的功能。

2）控制逻辑。GE PLC编程软件具有很多版本，并且发展更新速度很快，目前经常使用的版本是6.5和7.5，高版本兼容低版本。根据洗选工艺设计要求，按照上述原则，通过编辑软件编写控制逻辑关系，通过以太网下载到CPU中，如果要去掉电保持控制逻辑，需在下载时勾选flash存储器。图1为5101皮带控制逻辑梯形图。通过梯形图可以清楚的看到5101皮带的系统急停、失速报警、电源信号、现场停车、堆煤报警、重度跑偏、现场拉绳、漏电信号、故障信号、远程就地、联锁旁路等控制信号采集到PLC并编写进入逻辑控制。通过此逻辑可以实现该设备联锁、旁路启停、集中、就地启停，并且当PLC一旦检测到保护信号，将会控制该设备停止运行。通过此逻辑关系图的在线功能，我们能够及时清楚的发现设备控制方式及故障原因，有利于指导生产及故障维护。

3）上位机控制画面

上位机控制画面采用IFIX来实现，主要有生产流程图画面、控制画面、操作窗口、实时历史趋势画面、报警、系统数据、报表等功能。

3 控制功能的实现

1）集中启车。集控人员把设备转换到集中联锁状态并点击启车命令，上位IFIX就会把信号发送到PLC，并通过PLC运行算向现场发送启车预警信号，预警信号结束后系统中的设备按逆煤流方向、闭锁关系和一定的时间间隔依次启动设备。启车过程中，设备保护、现场岗位司机及程控室操作人员都能停止设备，保护生产设备及人员安全，具有较高的灵活性和可靠性。

2）集中停车。集控人员把设备转换到集中联锁状态并点击启车命令，上位IFIX就会把信号发送到PLC，并按照PLC内部编辑的控制逻辑关系实现预定的方式停止设备运行。

3）保护停车。设备自动运行中若参加集控的某台设备发生故障，它之前的设备必须立即停车，它之后的设备仍然正常运行。为实现此功能，必须对设备安装保护开关，一旦设备出现故障触碰到保护开关将直接停止设备，保证设备安全运行。

4）急停。急停是指所有设备同时停止运行，主要是现场出现重大危险事情时，需要把设备及时停止下来，防止事故的扩大。

5）桶位检测和控制。洗选时，桶位是通过安装在桶下的压力传感器来检测桶位的高低。当桶位高的时候停止补水，并开启水泵外排，当桶位低时，打开补水阀补水，并在上位机上动态显示桶数值和比例。

4 PLC在使用过程中常见的问题及处理方法

使用PLC控制现场设备就是为了提高设备控制的自动化水平，降低操作人员的劳动强度，因此对PLC运行的稳定性及安全性具有较高的要求，对出现的故障就要求能够及时解决，现根据生产使用过程中常见的问题及解决办法介绍如下：

1）下载到CPU中的逻辑关系丢失。现象：当PLC运行过程中出现故障，需要停电复位时，一旦停电、恢复送电后发现PLC不起作用。使用编辑软件打开PLC程序发现控制逻辑梯形图不存在。

原因：GE PLC 310存储器分Flash和RAM存储器。程序主要存放在上述存储器中。一旦把软件下载到RAM存储器里。系统掉电重上电RAM中的数据会丢失，因此出现了程序丢失现象。

解决办法：对PLC安装UPS并把软件下载到Flash存储位置，并注意电池电量避免程序丢失。

2）通讯故障。现象：上位机监控画面出现红屏现象。

原因：长平洗煤厂的通讯系统是采用光纤收发器、交换机组成的网络系统。所有信号在主厂房进行信号集中并通过交换机，然后通过一根光纤发送到控制室，光纤收发器不能满足如此大量的数据传输能力。

解决办法：在控制室安装交换机，敷设从主厂房到程控室的光纤，把主厂房的信号分别通过光纤发送到程控室，并通过交换机实现数据分发。

3）系统故障。

现象：PLC的主站CPU掉电后，分站NIU不能停止运行的设备。

原因：PLC的CPU停止运行后，不能发送命令停止NIU的运行，造成NIU的输出被保持。

解决办法：对PLC的CPU安装UPS电源，从CPU发送脉冲信号到NIU，一旦NIU检测不到此脉冲信号，立即停止NIU的所有输出。

5 结束语

GE PLC采用模块化设计，程序编辑界面简单、清晰，功能强大，运行稳定，完全满足长平洗煤厂使用要求。

Application of PLC in Coal Preparation Plant

BAI Mingming
(Changping Coal Preparation Plant,Jincheng Coal Group,Jincheng 048006,China)

The control system based on GE PLE 310 and IFIX 6.5(U.S.A.)and its communication network in Changping Coal Preparation Plant realizes the centralized control of field equipment and automatic management of equipment in the control room.Besides,the system also realizes the automatic control of start in inverse coal flow,stop in coal flow,and emergency stop of the equipment.The system structure is simple,clear,and complete,which could realize the automatic control in heavy-medium coal preparation in Changping Coal Preparation Plant.

PLC;IFIX;automatic control

F426.21

A

1672-5050（2015）01-0082-03

10.3969/j.cnki.issn1672-5050sxmt.2015.01.027

（编辑：刘新光）

2014-10-29

白明明（1986-），男，安徽省宿州人，大学本科，助理工程师，从事洗煤厂机电工作。