PLC控制系統(tǒng)在煤炭洗選設(shè)備中的應(yīng)用

（同煤集團(tuán)煤炭洗選分公司 山西 037003）

想要真正掌握PLC控制系統(tǒng)在煤炭洗選設(shè)備的應(yīng)用方法，就需要技術(shù)人員首先了解PLC技術(shù)的相關(guān)內(nèi)容以及技術(shù)特點(diǎn)，另外也需要了解煤炭洗選設(shè)備的工作原理以及具體需求。基于此，本文對PLC技術(shù)的基本內(nèi)容進(jìn)行了概述，同時(shí)也對系統(tǒng)的組成和生產(chǎn)工藝進(jìn)行簡要的介紹，并明確了煤炭洗選設(shè)備系統(tǒng)控制的具體需求。

1.PLC技術(shù)概述

基本組件、擴(kuò)展組件、特殊組件是PLC控制系統(tǒng)主要的三個(gè)部分。其中，基本結(jié)構(gòu)分為主流配置和箱體型兩種，具體是根據(jù)可編程控制器類型的不同進(jìn)行劃分的。CPU、內(nèi)存、單電源、編輯器等共同組成了主流配置，其中還包括I/O模板、機(jī)架等部分。其中系統(tǒng)的核心為CPU在系統(tǒng)中影響著整體的規(guī)模以及運(yùn)行速度，同時(shí)其他組件的選擇和工作也需要以CPU為主。擴(kuò)展組件則是在基礎(chǔ)組件的基礎(chǔ)上，結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)需求增加的部分，例如擴(kuò)展機(jī)箱以及擴(kuò)展機(jī)架等部分，部分系統(tǒng)中還會(huì)增加系統(tǒng)I/O的點(diǎn)數(shù)。相比其他組件來說，CPU、外部資源以及內(nèi)存等能夠在擴(kuò)展配置的配合下形成更好的連接。另外，我們可以選擇使用遠(yuǎn)程擴(kuò)展或者當(dāng)?shù)財(cái)U(kuò)展，這樣則能夠更好地實(shí)現(xiàn)簡化系統(tǒng)接線的效果，為后續(xù)系統(tǒng)的養(yǎng)護(hù)和維修創(chuàng)造良好條件。部分生產(chǎn)系統(tǒng)中還需要PLC系統(tǒng)滿足一些特殊的功能，這部分組件則被稱為特殊組件。我們一般按照功能對特殊組件進(jìn)行分類，常見的有高速計(jì)數(shù)器單元、模擬輸入與輸出單元、成分監(jiān)測單元等等。在實(shí)際設(shè)計(jì)過程中，需要我們按照工藝的具體需求選擇適合的組件，進(jìn)而保證生產(chǎn)功能達(dá)到實(shí)際設(shè)計(jì)需求。

2.系統(tǒng)組成和生產(chǎn)工藝

選煤生產(chǎn)工藝以及控制系統(tǒng)是傳統(tǒng)洗選煤設(shè)備的主要組成部分，其中煤機(jī)、帶式分級傳送機(jī)等是選煤控制系統(tǒng)的主要組成部分，另外還會(huì)包括給煤機(jī)、煤礦儲(chǔ)煤倉、煤坑等部分。這些部分所承擔(dān)的生產(chǎn)任務(wù)有所不同，并且互相存在相互作用的關(guān)系。例如，給煤機(jī)則負(fù)責(zé)將煤炭送入主輸送機(jī)中，該設(shè)備在工作時(shí)有煤層擋板電機(jī)以及雙系統(tǒng)翻車機(jī)控制的。在給煤機(jī)完成第一步工作后，主輸送機(jī)則完成煤炭進(jìn)入洗選設(shè)備流程，UI后則是由帶式分級傳送機(jī)完成成品煤炭的運(yùn)輸和存放工作。這樣，洗煤廠就可以完成整個(gè)煤炭洗選、配送工作，這些工作也離不開配煤總輸送機(jī)以及電振給煤機(jī)的配合。

3.系統(tǒng)控制要求

(1)原煤系統(tǒng)

在原煤系統(tǒng)中，包括起停控制和原煤輸煤系統(tǒng)。起停控制也是分為啟動(dòng)和停車。一般來說，會(huì)將啟動(dòng)向后推遲4到7秒鐘，避免電動(dòng)機(jī)超負(fù)荷啟動(dòng)或無法啟動(dòng)，造成各設(shè)備之間的煤流逆方向啟動(dòng)。同時(shí)為了運(yùn)輸過程中出現(xiàn)意外情況，在主運(yùn)輸帶上我們安裝了可以進(jìn)行跑偏檢測的儀器，一旦出現(xiàn)意外情況，便會(huì)自動(dòng)報(bào)警停車。在停車時(shí)，我們一定要按照一定的順序進(jìn)行停車，防止輸送帶上殘留煤料，造成浪費(fèi)。在原煤輸送系統(tǒng)中，采用的是一對一輸送，即一個(gè)轉(zhuǎn)運(yùn)帶式輸送機(jī)只對應(yīng)一個(gè)儲(chǔ)煤倉。

(2)儲(chǔ)煤倉的高低位控制

當(dāng)儲(chǔ)煤倉中的儲(chǔ)煤量過多時(shí)，便會(huì)傳來高位信號，此時(shí)關(guān)閉出煤口，不再向此儲(chǔ)煤倉中輸煤，并進(jìn)行重新選倉的信號，選擇一個(gè)新的儲(chǔ)煤倉并進(jìn)行輸煤。低位信號是對PLC進(jìn)行控制，經(jīng)過的電振的作用將閥門關(guān)閉，儲(chǔ)煤倉不再向外配煤，同時(shí)選擇一個(gè)的儲(chǔ)煤倉進(jìn)行配煤。

4.系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

(1)PLC系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

在整個(gè)系統(tǒng)中，我們采用的是集中控制，這樣便于管理?？刂凭W(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)我們則是采取主站與分站相結(jié)合的方式，首先，我們?yōu)榱吮ＷC程掃描控制器能夠保持更為穩(wěn)定的運(yùn)行狀態(tài)，可以通過設(shè)置多個(gè)遠(yuǎn)程分站并然后各個(gè)分站都能與主站保持連接，同時(shí)需要選用冗余能力的總線。另外，我們需要以各個(gè)分站為中心，向外進(jìn)行擴(kuò)展，保證能夠?qū)φ麄€(gè)工藝過程實(shí)現(xiàn)操控。一般我們會(huì)將生產(chǎn)過程劃分為原煤、洗選、中間儲(chǔ)煤場、產(chǎn)品分裝四個(gè)環(huán)節(jié)，同時(shí)在不同的環(huán)節(jié)設(shè)置主站，保證其能夠分別獨(dú)立工作。另外，系統(tǒng)中也通過設(shè)置控制、報(bào)警預(yù)警等設(shè)施讓生產(chǎn)過程得到進(jìn)一步的保障，同時(shí)也會(huì)將控制系統(tǒng)分成主系統(tǒng)以及擴(kuò)展系統(tǒng)，這樣能夠讓系統(tǒng)分別完成現(xiàn)場檢測工作以及主機(jī)數(shù)據(jù)通信工作的控制，從而讓控制系統(tǒng)能夠變得更為縝密。

一般來說，整個(gè)控制系統(tǒng)的核心會(huì)由多個(gè)設(shè)備組成，即多臺(tái)工控機(jī)完成相關(guān)操作。其中一臺(tái)設(shè)備則是負(fù)責(zé)全局控制的工作室站，能夠?qū)ιa(chǎn)數(shù)據(jù)的邏輯進(jìn)行編輯以及修改工作，同時(shí)也能實(shí)時(shí)監(jiān)控相關(guān)的數(shù)據(jù)，其他的分站則是具有監(jiān)控、操作、輸出數(shù)據(jù)、故障分析等功能的操作站。最后，系統(tǒng)中還需要設(shè)置一定數(shù)量的通信站，以完成數(shù)據(jù)的交換工作。一般來說，在這一系統(tǒng)中需要融入高壓綜合保護(hù)系統(tǒng)以及電纜綜合保護(hù)系統(tǒng)，為系統(tǒng)的正常運(yùn)行保駕護(hù)航。

(2)檢測裝置的選擇

超聲波料位傳感器是目前系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用的檢測裝置，這種裝置一般采用一體化結(jié)構(gòu)，同時(shí)在檢測煤炭位置等方面有著較高的準(zhǔn)確性，部分設(shè)備的檢測能力甚至能夠達(dá)到80m料位，并能夠輸出4～20毫安的模擬信號，為后續(xù)原材料存儲(chǔ)以及其他物料管理提供了有利條件。同時(shí)，系統(tǒng)中也會(huì)融入繼電器等設(shè)備，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)故障報(bào)警、事故報(bào)警等功能。

(3)輸送帶跑偏檢測裝置

輸送帶跑偏是生產(chǎn)傳輸過程中常見的問題，在煤炭洗選工作中，輸送帶是廣泛應(yīng)用的設(shè)備，因此對輸送帶的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)進(jìn)行檢測有著十分重要的意義。PLC技術(shù)的應(yīng)用，則能實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確檢測輸送帶跑偏檢測功能，我們通過將QT型輸送帶跑偏檢測裝置安裝在輸送帶上，不僅能夠檢測輸送帶的運(yùn)行狀態(tài)，還能及時(shí)糾正跑偏的輸送帶。在該設(shè)備中，一般會(huì)設(shè)計(jì)安裝傳感滾筒、電動(dòng)機(jī)、減速裝置等原件。同時(shí)，由于洗煤的中間產(chǎn)品往往帶有一定的泥沙，那么也會(huì)對這種設(shè)備進(jìn)行防水處理，這樣有助于提升設(shè)備的使用壽命，避免粉塵、污水損壞相關(guān)設(shè)備。

(4)輸送帶打滑裝置

輸送帶打滑具體原因有配重的重量不夠，設(shè)計(jì)的輸送帶過長或者傳送帶護(hù)理不當(dāng)?shù)鹊?。在解決輸送帶打滑的問題上，我們選擇的是打滑速度檢測器進(jìn)行控制。

5.PLC控制系統(tǒng)在煤炭洗選設(shè)備中的應(yīng)用趨勢

隨著電子信息技術(shù)的不斷發(fā)展，PLC技術(shù)也逐漸融合計(jì)算機(jī)技術(shù)、智能化技術(shù)。因此，為了能夠讓洗煤廠能夠更好地掌握生產(chǎn)狀態(tài)，很多技術(shù)中配合應(yīng)用了大數(shù)據(jù)搜集與存儲(chǔ)技術(shù)，這些技術(shù)在PLC技術(shù)的配合下，能夠獲得生產(chǎn)線整體的運(yùn)轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)，并且系統(tǒng)自帶的數(shù)據(jù)分析功能，能夠通過對比一段時(shí)間內(nèi)數(shù)據(jù)的變化情況，對企業(yè)生產(chǎn)線運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行評估，并對有可能出現(xiàn)的故障進(jìn)行智能修復(fù)和報(bào)警。這種功能，在很大程度上縮短了故障的分析時(shí)間，為排除故障，避免安全事故發(fā)生創(chuàng)造了有利條件。

由于洗煤選煤生產(chǎn)環(huán)境相對復(fù)雜，很多元件容易受到環(huán)境的干擾，那么在未來PLC技術(shù)的發(fā)展過程中，也將逐漸從模擬信號傳輸轉(zhuǎn)化為抗干擾能力更強(qiáng)的數(shù)字信號傳輸模式中，進(jìn)而保證各個(gè)控制站之間都能及時(shí)獲取準(zhǔn)確的信息。

隨著電子芯片技術(shù)的不斷發(fā)展，芯片中能夠承載的軟件也將變得更為強(qiáng)大，因此通過軟件對系統(tǒng)進(jìn)行控制也將成為PLC控制系統(tǒng)的主要發(fā)展方向，模塊化的軟件也將讓企業(yè)能夠更為靈活地按照自己的需求對控制系統(tǒng)進(jìn)行擴(kuò)展和改造，為企業(yè)生產(chǎn)技術(shù)更新與升級創(chuàng)造良好條件。

6.總結(jié)

綜上所述，PLC控制系統(tǒng)在煤炭洗選設(shè)備中的應(yīng)用對于我國煤炭行業(yè)發(fā)展有著重要的意義。想要真正做好相關(guān)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)工作，需要技術(shù)人員能夠深入了解PLC技術(shù)以及PLC控制系統(tǒng)在煤炭洗選設(shè)備中的應(yīng)用趨勢，同時(shí)能夠明確煤炭洗選系統(tǒng)的組成以及生產(chǎn)工藝，按照原煤系統(tǒng)、儲(chǔ)煤倉的高低位控制等系統(tǒng)控制要求，做好PLC系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、檢測裝置的選擇、輸送帶跑偏檢測裝置、輸送帶打滑裝置等應(yīng)用工作。與此同時(shí)，技術(shù)人員也需要積極學(xué)習(xí)各類生產(chǎn)技術(shù)以及控制技術(shù)，在實(shí)際工作中做到舉一反三，實(shí)現(xiàn)多技術(shù)共同配合完成生產(chǎn)系統(tǒng)控制工作，提升企業(yè)生產(chǎn)效率以及生產(chǎn)安全水平，為企業(yè)的發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)，并推動(dòng)行業(yè)相關(guān)技術(shù)的不斷發(fā)展。