选矿厂PLC自动化控制系统的应用研究

张立忠

（神华宁夏煤业集团选配煤中心红柳洗煤厂，宁夏 银川 750001）

为进一步提升选矿厂的工作效率，完善选矿厂自动化体系的建设，相关单位应注重PLC控制体系的应用模式，通过合理配置、功能设定以及抗干扰体系的建立等方式，提升技术的实际应用水平，为矿产行业自动化系统的建设与发展提供动力。

1 PLC技术的主体结构及在选矿厂的应用实例

1.1 PLC技术的主体结构

PLC技术是指利用可编程存储器对生产工作、设备运行等环节进行控制，由于内部存储器中搭载着相关的应用程序，可以在运行操作系统，进行定时、技术、逻辑运算以及顺序控制等指令的同时，利用模拟、数字信号传递，对各个环节进行有效控制。该种控制器的主体结构包括电源设备、信号接收端、输出及输入单元、中央处理系统以及内部存储器等。其中信号接收端也可以称为通信接口，主要用于连接计算机或其他外接设备，输入以及输出单元用于连接电源以及现场设备，CPU是PLC控制系统的核心组成。

1.2 PLC控制系统在选矿厂的应用实例

近几年受市场经济改革的影响，选矿厂计划引进自动化设备，由传统的半自动化模式转变为全自动化模式，以提升工作的实际效率。为此，在几年前增设了压滤机等设备，并在此基础上，对洗水闭路系统进行优化设计、改造。当前阶段，矿产作为基础能源的实际需求量不断上涨，选矿厂控制技术也逐步改善，传统的模式已经无法满足实际的需求。为此，进行进一步对设备进行改造升级。

然而，由于选矿厂的控制模式较为落后，因此其工作过程中经常由于系统控制不及时出现设备故障、损毁问题，降低了实际选矿厂控制系统的工作效率。与此同时，由于选矿厂系统中的机电设备分布较为分散，各环节需要进行连接才能保证持续性，因此在管理控制系统改造中引进了PLC控制程序，减少了设备故障的频次，对选矿厂操作过程中的安全风险进行了合理的管控。与此同时，由于该种操作系统使用简单，交互界面便捷，编程合理，性能较为稳定等优势，在相关矿产领域的应用较为广泛。

2 PLC控制体系在选矿工作中的具体应用

（1）PLC控制体系的合理配置。在进行系统的设计与配置的过程中，要结合选矿厂的实际情况与技术要求进行，主要的控制系统包括电源、控制台、CPU、模拟屏等设备，可以另外配置彩色显示设备，对各环节进行实时监控，完善PLC的监控系统，保证运行有良好的状态。

（2）PLC系统不同功能的设定。为保证控制系统的运行效率，确保设备管理、控制的实效性，在进行控制系统功能设定的过程中，需要全面分析选矿厂的需求情况。通过控制功能保证运行故障时，不会发生堵塞现象；通过不同控制功能的设定，可以更加全面、动态、实时的进行系统的监督管理。此外，操作员工还可以通过控制系统向上级设备发送相应的控制指令，保证设备运行状态良好。

（3）PLC控制程序的运行方式。通常情况下，选矿厂控制中心以及系统之间的管理采用集中调控的模式，即主要利用一台控制设备（计算机），对整个流程进行监督、管理。操作技术人员在控制中心的平台上，进行调控工作，通过计算机、显示屏等对相关运行数据的显示、分析，对各运行环节进行实时监管，在提升整体设备实际效率的基础上，针对可能产生的故障风险进行合理管控。与此相对应的，集中模式下的PLC控制系统在应用方面也存在着一些不足：首先，通过一台设备对整个选矿厂控制系统进行操控，不利于风险预防，一旦主设备出现使用故障，将会使整个系统出现问题，无法保证良好的运行状态；其次，以计算机系统为核心的PLC控制体系容易受外部环境以及内在程序的影响，自身的运行过程中存在漏洞，因此，为确保系统的操作运行效率，必须定期针对各种程序分别开展检测、维护工作，在一定程度上提升了运营成本。针对该种情况，选矿厂在采用集中控制模式的基础上，需要对系统进行优化、改造，采用集散控制的方式，分散风险。具体来讲，分散控制主要是利用系统分站、可编程控制器等设备构成局域网，对数据进行分散处理。通过PLC集中系统的上位设备，对各分散模块的数据信息进行分析、处理，并将设备的工作状态及时反馈到操作系统中，保证PLC系统控制的实效性。

（4）PLC系统运行过程中抗干扰功能的设置。①接地抗干扰设置。为了提高选矿厂PLC控制系统的稳定性和安全性，对PLC控制系统中的各种电气设备进行接地设置，对于PLC主机必须单独进行接地设置，结合生产厂家的相关说明要求，合理设置接地装置具体参数，并且将动力系统和PLC控制系统连接起来，按照标准的规程标准，优化接地电阻设计。②通过吸收、抑制耦合电压，进行抗干扰设置。对选矿厂PLC控制系统中继电器输出进行接地，浪涌吸收回路和继电器相连接，有效降低继电器的人为误操作，并且由于PLC控制系统的模拟信号相对较弱，使得选矿厂的分布参数较大，需要设置较长的传输线路，导致选矿厂的干扰迭加信号越来越大，而有用模拟信号不断缩减，所以对选矿厂PLC控制系统信号源浮地设置屏蔽线接收端，做好接地处理。③电源隔离抗干扰设置。结合交流电源要求，针对PLC装置电源，消除工频干扰，由于单层静电屏蔽层对于工频干扰的防护效果较差，因此应采用双层屏蔽线路来保护交流电源设备，在条件允许的情况下，也可以对交流电源设置三层屏蔽隔离层，能够有效抑制PLC控制系统的共模干扰信号，从而提高其稳定性和可靠性。④通过布线进行抗干扰设置。选矿厂PLC控制系统线路在敷设过程中，应结合模拟量开关量和信号线，尽量分开进行布线，结合具体情况，根据信号电流和电压大小，适当调节PLC控制线路之间的间距，分散设置干扰抑制器。

3 结语

选矿厂自动化控制系统是复杂先进的高科技系统，其影响着矿产的质量与发展，因而，提升实际的控制系统，能有效提高选矿厂的工作效率，利用PLC控制系统强化选矿厂控制系统的自动化水平，降低人为失误发生的可能性，为选矿厂的可持续发展夯实基础。

[1]王伟,第旺平,李艳秋.选矿厂自动化系统在白音诺尔铅锌矿设计与应用[J].有色金属(选矿部分),2017(s1)：189-193.

[2]赵峰,田立志.基于PLC的选矿粗碎控制系统的设计与应用[J].自动化应用 ,2016(7)：82-83.