顺和选煤厂照明系统集中自动化控制的研究与应用

范强强，常永飞

(永煤集团股份有限公司 顺和选煤厂，河南 永城 476600)

顺和选煤厂照明系统集中自动化控制的研究与应用

范强强，常永飞

(永煤集团股份有限公司 顺和选煤厂，河南 永城 476600)

照明系统是保证选煤厂正常生产必不可少的辅助系统，传统照明系统设计一般采用现场就地控制模式，控制效率低，浪费人力资源和电力资源，且存在不安全因素。随着计算机技术、网络技术等的飞速发展，选煤厂照明系统设计开始向集中自动化转变。为提高照明系统自动化控制水平，顺和选煤厂在集中控制系统基础上，组建了以PLC为控制核心的集中自动化照明控制系统。

选煤厂；照明系统；PLC；自动控制

为节省生产成本，选煤厂一般在工业用电低谷时段生产，因此夜间生产在整个生产中占有很大比重，此时照明系统成为保证正常生产必不可少的辅助系统。选煤厂传统照明系统设计一般采用就地控制模式，需要开关某区域照明时由调度室通知就近岗位人员到现场操作，控制效率低，浪费人力资源和电力资源，且存在不安全因素[1]。

随着选煤厂智能化、自动化、信息化技术水平的提高，以及国家对煤矿企业节能减排、环境保护的要求越来越高，采用现场就地控制的传统照明控制模式已不能满足现代选煤厂的生产与发展需要[2]。为解决传统照明控制模式带来的问题，确保生产现场照明稳定、可靠，实现节能降耗，顺和选煤厂在集中控制系统的基础上实现了照明系统的集中自动化控制[3]。

1 照明控制的发展

照明控制可分为开关控制和调光控制两种，根据生产现场的实际需求，选煤厂一般都采用开关控制[4]。该控制方式操作简单，经济划算，但是功能单一，灵活性差。近年来，随着计算机技术、通讯技术、控制技术、信号检测技术及微电子技术的迅速发展和相互渗透，照明控制技术有了长足进步，照明控制模式也发生了很大改变[5]。

1.1 传统照明控制模式

选煤厂照明的目的是提高生产效率，增加安全系数[6]。传统照明系统多以手动控制为主，采用的是就地控制模式。选煤厂通常在现场设置照明控制开关，通过简单的照明控制回路控制照明设备。就地控制模式下的操作较为简单，但是需要人工现场操作，而选煤厂系统设置比较复杂，岗位分散，照明区域广，存在操作不及时的问题，因而造成电力资源浪费[7]。此外，通过人工控制照明设备开关，不但浪费人力资源，而且夜间操作存在不安全因素，给工人生命安全带来很大威胁。

1.2 现代化照明控制模式

计算机技术和网络技术的飞速发展，为自动化、智能化的照明控制模式的研制与应用提供了技术条件[8]。组建照明集中控制系统，并利用PLC等控制手段，控制照明配电回路中的接触器，进而控制照明设备的开与关，从而实现照明设备的集中控制，这样就能解决传统模式控制分散的问题。此外，结合感光元件、调光元件、变换器等，即可在集中控制的基础上实现照明设备的自动控制和智能控制。

2 自动化照明控制系统

现代化选煤厂一般都建设有集中控制系统，所有设备的操作和系统的控制主要在集控室内完成，但照明控制并未完全纳入集中控制系统[9]。为提升选煤厂自动化控制水平，顺和选煤厂在集中控制系统的基础上组建了自动化照明控制系统。

2.1 控制原理

该选煤厂在建设照明系统过程中，打破了传统的开关控制方式，在照明配电回路中设置接触器，通过PLC控制接触器的开与关，并将PLC控制系统设置成集控系统中的一个子单元，通过鼠标点击为照明设备PLC输入信号，从而实现照明设备的开与关。顺和选煤厂自动化照明控制系统操作界面如图1所示。

图1 照明控制系统操作界面

当点击操作界面相应区域时，区域颜色呈现绿色，照明开启，而操作界面呈现红色区域的照明处于关闭状态。该系统操作简单，直观明了，可根据生产或者检修需要灵活控制现场照明。

2.2 控制模式

系统的实施是基于PLC控制的，可分为自动控制和手动集中控制两种模式，分别就两种控制模式详细分析。

(1)自动控制。自动控制需要在PLC输入信号回路中设置光控开关和生产系统联锁开关，自动控制线路图如图2所示，图中KMx(x=1、2、3……)表示照明控制接触开关。

光控开关负责采集信号，光线暗时发出照明开启信号，而光线亮时发出照明关闭信号。系统联锁开关的作用是将照明与生产系统联锁，当与其联锁的系统开启时，联锁开关闭合，进而通过光控开关控制照明，这样就可以有效解决生产系统不运行而照明自动开启的问题。系统联锁开关分系统设置，可分为原煤生产系统、选煤生产系统、浓缩压滤系统、产品装车系统等，各系统均锁定相关区域的照明，如原煤生产系统锁定原煤车间各层及原煤转载栈桥等区域的照明[10]。

(2)手动集中控制。手动集中控制主要用于配合自动控制，自动控制是对照明系统的全面控制，而不是具体到单一区域的照明控制，控制范围广。为了实现照明系统单一区域的有效控制，确保照明控制精确到点，该选煤厂设置了手动集中控制。该控制模式主要依靠调度员操作，当需要手动控制某一区域照明时，在图1所示的操作界面中直接用鼠标点击相应区域名称即可。手动集中控制线路图如图3所示，图中KMx(x=1、2、3……)表示照明控制接触开关。

图2 照明系统自动控制线路图

图3 照明系统手动集中控制线路图

自动控制和手动集中控制的结合，实现了各种不同条件的照明控制需求。但两种控制模式都是基于PLC的控制，如果PLC出现通讯、输入、输出等故障时，照明系统就会陷入瘫痪状态。为了避免这种不利于生产的情况，该选煤厂在PLC输出回路中设置了直接供电接触器开关KM0。在PLC控制正常时，通过PLC可使该接触器开关处于开启状态；如果PLC出现故障，可通过手动操作使该接触器闭合，进而给照明系统直接供电，从而保证其运行正常。

3 结语

顺和选煤厂照明系统集中自动化控制的研究与应用，有效克服了就地控制模式存在的缺陷，进一步提高了选煤厂自动化水平，不但减少了照明控制操作人员数量，实现了岗位“少人多安”的目的，而且可根据需要灵活控制各区域照明，节省了照明费用支出。该照明系统的集中自动化控制是在选煤厂集控系统基础上设计而成的，设计成本低，实用效果好，在选煤行业具有较好的推广应用价值。

[1] 张启明.基于ZigBee的智能照明系统的设计[D].武汉:武汉理工大学，2010.

[2] 孙爱俊,严 彬，盛 会，等.电力线载波通信在煤矿井下照明系统中的应用[J].科技视界，2015(4)：353-355.

[3] 吕湘武.浅析选煤厂设计中照明灯具的选用[J].山东煤炭科技，2012(2)：44-45.

[4] 陈 涛.照明控制与自动化系统的完美结合-智能照明控制系统的再认识[J].照明工程学报，2003,14(3)：26-31.

[5] 张东旭.基于DALI的智能照明控制系统[D].福州:福州大学，2006.

[6] 张维军.选煤厂的照明节能[J].内蒙古煤炭经济，2012(10)：58-61.

[7] 王华明.选煤厂工业厂房的照明设计[J].煤炭加工与综合利用，2014(7)：69-70.

[8] 黄从利.楼宇自控系统的节能设计与实现[D].长沙:湖南大学，2005.

[9] 王永芳.PLC在选煤系统中的应用[J].技术与市场，2015(1)：25-26.

[10] 刘绍威.选煤厂厂房照明精确控制的方法[J].煤炭加工与综合利用，2015(5)：64-70.

Research and application of centralized automatic control of lighting system in Shunhe coal preparation plant

FAN Qiang-qiang，CHANG Yong-Fei

(Shunhe Coal preparation Plant, Yongcheng Coal&Electricity(Group) Co., Ltd., Yongcheng, Henan 476600, China)

Lighting system is an essential auxiliary system to ensure normal production of coal preparation plant; however, the traditional lighting system was designed as local control, which is low efficiency, a waste of resource as well as is not safe. With the fast development of computer, network etc., centralized automatic control is becoming popular in lighting system of coal preparation plant. To improve control of lighting system in Shunhe coal preparation plant, the centralized control system with PLC as core unit is built.

coal preparation plant; lighting system; PLC; automatic control

1001-3571(2015)05-0080-03

TD948.9

A

2015-06-13

10.16447/j.cnki.cpt.2015.05.021

范强强(1990—)，男，河南省沁阳市人，助理工程师，从事选煤厂技术与煤质管理工作。

E-mail：962499463@qq.com Tel: 0370-5193409