基于PLC技术的火电厂输煤翻车机电控系统改造设计

刘辉

摘要：为了全面提高煤炭的运输效率和安全性，火电厂进一步改造输煤翻车机。在改造后，能利用PLC技术控制输煤翻车机日常运行，科學设计输煤翻车机电控系统，并在程序上进行实现，能给火电厂高效运行打下坚实的基础。基于此，通过阐述PLC技术概念为基础，分析PLC技术控制类型，明确输煤翻车机自动控制功能，主要包括装煤自动化、配煤自动化、启停自动化等，并将PLC技术应用到火电厂输煤翻车机电控系统改造方面，合理设计翻车机主程序，充分发挥翻车机主程序作用，提高翻车机运行效率，保证煤炭运输工作能顺利进行。

关键词：火电厂 PLC技术 输煤翻车机 电控系统

中图分类号：TD84

Renovation Design of the Electrical Control System of Coal-Handling Dumpers in Thermal Power Plants Based on PLC Technology

LIU Hui

Jiangsu Shuyang Secondary Specialized School， Suqian， Jiangsu Province， 223600 China

Abstract： In order to comprehensively improve the efficiency and safety of coal transportation， thermal power plants have further renovated coal-handling dumpers. After the renovation， PLC technology can be used to control the daily operation of coal-handling dumpers， scientifically design the electrical control system of coal-handling dumpers and implement it in the program， which can lay a solid foundation for the efficient operation of thermal power plants. Based on this， this article expounds the concept of PLC technology， analyzes the control types of PLC technology， clarifies the automatic control functions of coal-handling dumpers， mainly including coal-loading automation， coal-blending automation， start-stop automation， etc.， and applies PLC technology to the transformation of the electrical control system of coal-handling dumpers in thermal power plants， so as to design reasonably the main program of dumpers， fully exert the role of the main program of dumpers， improve the operating efficiency of dumpers， and ensure the smooth progress of coal transportation work.

Key Words： Thermal power plant; PLC technology; Coal-handling dumper; Electrical control system

本文通過阐述PLC技术概念为基础，分析PLC技术控制类型，明确输煤翻车机自动控制功能，主要包括装煤自动化、配煤自动化、启停自动化等，并将PLC技术应用到火电厂输煤翻车机电控系统改造方面，合理设计翻车机主程序，充分发挥翻车机主程序作用，提高翻车机运行效率，保证煤炭运输工作能顺利进行[1]。

1 PLC技术在输煤翻车机机电系统改造中的应用

1.1系统组成

程控机是通过研华工控机、组态王6.01电力版软件设置的，由PLC控制系统和上位机组成。PLC控制系统采用SIMEMS公司开发的PS7-300系列可编程程序控制器，该系统是可有效实现远程高速通信的PROFIBUS通信协议网络。侧翻机房设置主机和IPC，分别设置了重车调车机 、轻车调车机搭配IM151通信模块，可有效实现网络通信工作，是控制整个系统的主要枢纽[3]。为了连接不同站点设备和网络，SIMEMS公司开发了采用RS-485标准的可编程网络连接器，该连接器应用了双绞线线缆来连接整个系统。这套系统的网线长度达到360 m，完全符合行业规范要求。主站初始化网路，让从站设备与配置相互搭配，主站透过工控机连结处理，持续收集从站资料，并将资料直接传送至人机介面。

1.2翻车机运行方式

输煤翻车机是一种常见的煤矿设备，用于将煤炭从矿山运输到煤炭处理厂。而翻车机电控系统则是对翻车机的操作和控制进行自动化管理的设备。下面介绍输煤翻车机电控系统的运行方式。输煤翻车机电控系统主要由计算机、传感器、执行机构和人机界面等组成。首先，传感器是系统的重要组成部分，它能够实时监测翻车机的运行状态和环境情况。例如：使用温度传感器可以检测煤炭温度，使用重量传感器可以测量煤炭负荷，使用安全传感器可以监测翻车机周围的安全状况[4]。其次，计算机是翻车机电控系统的“大脑”，它能够对传感器获取的数据进行处理和分析，并根据预设的程序和逻辑控制翻车机的运行。例如，通过计算机算法的控制，可以实现煤炭的自动装载和卸载，提高工作效率和安全性。再者，翻车机的执行机构是将计算机指令转化为动作的装置，常见的执行机构有电机、液压缸等。例如：计算机通过控制电机来实现翻车机的升降和倾斜，通过控制液压缸来实现煤炭的装载和卸载。最后，人机界面是用户与输煤翻车机电控系统交互的窗口。人机界面通常采用触摸屏或操作面板，用于设置参数、监控运行状态和进行故障排除。用户可以通过人机界面直观地了解系统情况，并对系统进行操作和调整。

综上所述，输煤翻车机电控系统的运行方式如下：通过传感器实时监测翻车机的状态和环境，并将数据传输给计算机；计算机根据程序和逻辑对数据进行处理和分析，并控制执行机构实现翻车机的动作；用户通过人机界面进行操作和调整，以实现对翻车机的控制和监控。这种自动化的运行方式，提高了输煤翻车机的工作效率和安全性，减少了人力投入，是煤矿生产中的重要技术装备[5]。

1.3翻车机主程序设计

目前，重型运输设备的对位、对轨主要存在翻车机系统的问题，导致翻斗车车厢在运行过程中，有些工序不受控制，稍有不慎就可能导致设备出轨的意外情况。目前，自动化翻车机功能主要包括设备自动运行、故障诊断、自动脱钩、对位对轨等，主要作用是提高操作效率和安全性，实时监控设备运行状态，如检查停车位情况、煤炭装车情况、是否有人值守等，操作人员只需按下启动键一次，整个系统会按照预定的轨迹自动操作。例如：在装煤时，为了增加设备运行的平稳性，采用变频技术来有效消除惯性撞击力，以更准确地控制牵引台，只需按下归位键即可完成，翻车机会自动回到指定的煤炭装载位。此外，该技术还能减弱冲击力，降低设备在拖动平台上的故障发生概率[6]。

1.4实现翻车机主程序

以上分析要实现的翻车机控制系统的作用，下面要对翻车机程序的实现进行分析。系统硬件主要包括工作人员要在操作台上安装工业闭路电视系统，实时查看翻斗车的运行状态的PLC控制柜、操作台、模拟屏、专用电源、各种传感器等设备。在模拟屏上，操作员可以对部分操作参数进行控制，合理控制翻车机的运行速度（如图1所示）。

1.4.1设备开工情况

开机后，系统会自动对设备进行自检，预报即将启动，相应的警示音会在重车调车机启动前发出。

1.4.2装置运行状况

先把重车调车机从槽中钩入重车车箱，其就会自动回到钩台中，重车调车机到达脱钩平台后，会重新回到初始位置，用重载连接后舱。等到摘钩台升到位后，重车车厢会自动滑入翻斗车内并归位，重车车厢就位后会有声音提示，在拖车台就位也有音响提示，并且手推车平台会快速回到重车线路上，和其进行紧贴，并以慢行的速度对轨，在准确上轨前，要经过音响提示才能确保无误。轻车调车机将空车推出槽，使其沿着空车路线到达目的地，然后返回槽位准备进行下一次循环，此时音响会发出提示[7]。

1.4.3运行故障监测情况

要通过实时读取设备运行参数来确定是否出现故障，如果发生故障，控制室会通过相应的故障提示音并显示故障位置，提供及时的警示。同时，为了应对突发的紧急故障，所有装置都配备了紧急按钮，按下该按钮可以立即停止设备运转，PLC自带的手动控制程序也可在设备自动控制失灵时使用，以确保设备运行安全。

1.4.4上位机通信

为了实现监控设备运行状态，需要与即将向上位机传递运行状态信息的上位机进行通信联络。在上位机通信时需关注所采用的通信协议，并编写相应的通信程序。由于考虑到内容较多，在本文中不进行依次分析[8]。

2结论

综上所述，随着现代科技的不断进步，各行各业都在积极引入先进的自动化控制系统来提高生产效率和工作安全性。作为火电厂的重要组成部分，输煤翻车机在燃煤发电过程中扮演着至关重要的角色。为了充分发挥其功能，进行基于PLC技术的火电厂输煤翻车机电控系统的改造设计。

（1）PLC（可编程逻辑控制器）作为控制系统的核心。相较于传统的继电器控制系统，PLC具有编程灵活性强、可靠性高、可扩展性强等优点，非常适用于复杂的工业控制过程。

（2）对输煤翻车机的电路系统进行改进。传感器的应用能实时监测输煤翻车机的运行状态，如翻车机倾斜角度、速度、位置等参数，从而保证翻车机的稳定与准确性。同时，根据传感器反馈的信息，PLC可以自动调整翻车机的工作参数，使其更加高效地完成任务。

（3）引入人机界面（HMI）来提供操作人员与控制系统的交互界面。通过一个直观的显示屏，操作人员有效监测翻车机的状态，简化操作流程，提高工作效率，且降低人为操作錯误的风险。

参考文献

[1]  李智能. C型折返式翻车机安全保护系统研究与应用[J]. 今日制造与升级，2021（5）：32-34.

[2]  刘丹. 煤化工项目输煤铁路卸车系统及交接站布置方案研究[J]. 铁道货运，2023，41（1）：12-19.

[3]  符畅，林双洪. 基于PLC控制的输煤电气设备故障处理策略探究[J]. 百科论坛电子杂志，2021（17）：2193.

[4]  卢晓晨，汪锋，王振涛，等. 输煤系统在线运行DCS改造及其在智慧燃料中的应用[J]. 山东电力技术，2023，50（7）：68-73，80.

[5]  邵静茹. 榆林能化输煤系统长距离带式输送机分段改造[J]. 煤炭加工与综合利用，2022（9）：46-49.

[6]  刘政. 元宝山露天煤矿选煤厂输煤系统简化改造设计[J]. 能源与节能，2022（9）：166-168，200.

[7]  张彦召. 基于人工智能技术的翻车机火车摘钩机器人控制系统研究[J]. 中国设备工程，2023（5）：36-37.

[8]  潘海涛. 地采矿山翻车机卸矿模式有轨电机车无人驾驶系统技术研究[J]. 世界有色金属，2023（3）：10-12.