PLC在煤化工輸煤程控系統(tǒng)中的應(yīng)用

【摘要】本文結(jié)合某煤化工項目中使用PLC控制系統(tǒng)的輸煤系統(tǒng)其上煤、配煤流程，對PLC控制系統(tǒng)的程序運行方式、主要功能，以及相關(guān)設(shè)備的選擇等方面進行了詳細的介紹。

【關(guān)鍵詞】PLC；程控；輸煤

傳統(tǒng)的輸煤系統(tǒng)，是以接觸器、繼電器以及人工手動方式為基礎(chǔ)的半自動的運行系統(tǒng)，輸煤系統(tǒng)現(xiàn)場的環(huán)境非常惡劣，既對操作人員的人身安全和建康造成一定的損害，又經(jīng)常出現(xiàn)傳輸皮帶撕裂、跑偏、煤堵塞等問題，導(dǎo)致相關(guān)項目的生產(chǎn)效率大大降低。本文結(jié)合某煤化工項目中輸煤系統(tǒng)的上煤、配煤流程，對PLC控制系統(tǒng)其功能和作用進行了詳細的介紹。

一、工程系統(tǒng)概述

在該煤化工項目中，燃料煤、原煤的卸煤和運輸系統(tǒng)其上煤的工藝流程，主要值得是通過多條皮帶輸送設(shè)備，將原煤從煤場向原煤倉輸送的過程。以此同時，通過其他輔助設(shè)備，比如振動給料機、除鐵器、破碎機、皮帶秤、犁式卸料器、三通換向器扥等，來實現(xiàn)對煤炭的篩分計量等工作，使煤能夠達到使用的要求。其配煤的工藝流程，工作主要是依照一定的規(guī)律和要求，將上煤系統(tǒng)運輸過來的煤順序向受煤倉中進行分配的過程。整個輸煤系統(tǒng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，是上煤的工藝流程環(huán)節(jié)。

在本煤化工項目之中，系統(tǒng)的上煤、配煤工藝都使用了PLC系統(tǒng)來進行控制。采用了兩級控制的控制模式，設(shè)置工控機作為上位機，PLC控制柜作為下位機，上位機和下位機均使用了雙機熱備形式，保證在一臺工控機或者一臺PLC主機發(fā)生故障的情況之下，運煤系統(tǒng)依然能夠正常運轉(zhuǎn)。操作臺、PIC控制柜以及尚未工控機等設(shè)備都在輸煤控制室之內(nèi)進行布置。系統(tǒng)采用了雙王冗余結(jié)構(gòu)來進行I/O通信網(wǎng)的設(shè)置，使得系統(tǒng)的可靠性大大增加。在PLC和上位工控機之間的通信方法使用了以太網(wǎng)結(jié)構(gòu)，符合TCP/IP協(xié)議，在網(wǎng)絡(luò)交換機方面使用的是某知名品牌的工業(yè)用交換機。

二、控制系統(tǒng)運行的方案

系統(tǒng)上煤工藝流程控制系統(tǒng)的主要運行方式能夠分為連鎖、解鎖手動方式、程控自動方式、就地控制方式等。在日常運行狀態(tài)中一般使用的是程控自動的方式，控制室中的操作臺僅僅保留了緊急停車按鈕。

系統(tǒng)配煤工作流程控制系統(tǒng)，其運作方式主要能夠分為自動、手動和就地配煤這三種方式。

（一）程控自動方式。就與上煤系統(tǒng)所包括的內(nèi)容主要有震動給料機、帶式輸送機、除鐵器、破碎機、皮帶秤、犁式卸料器、三通換向器等。這些設(shè)備通過不同的組合方式形成多樣化的運行流程，實現(xiàn)將煤送入不同的煤倉。當(dāng)使用程控自動方式來運行時，在上位工控機的LCD屏上對所用的輸煤流程攻擊進行顯示，通過上位工控機之上進行流程的選擇，能夠由PLC自動進行操作，完成各種工藝流程，當(dāng)PLC程序啟動之后，沿線設(shè)備按照煤輸送流程方向從末端逆向啟動，直到煤源設(shè)備。當(dāng)程序停止之后，會孔子沿線設(shè)備根據(jù)其煤輸送流程，從煤源設(shè)備開始順向逐臺停止，直到末端設(shè)備，其中帶式輸送機應(yīng)該延時2min然后再停車，保證輸送線上的煤能夠全部走完。

在自動運行的過程中，如果某設(shè)備中發(fā)生事故或者故障，比如拉繩、皮帶撕裂、堵煤、持續(xù)打滑、跑偏等，應(yīng)該立刻對皮帶輸送機進行停車，通水還應(yīng)該將設(shè)備逆流方向的設(shè)備同時連跳，然而應(yīng)該保持故障設(shè)備下游的設(shè)備維持原狀態(tài)不變。等到故障以及事故排除之后，應(yīng)該先對設(shè)備進行復(fù)位操作，然后重新進行設(shè)備預(yù)啟從故障設(shè)備開始，向上游逆流進行設(shè)備的重啟。當(dāng)故障沒有解除時，也可以執(zhí)行程序停止的操作，從故障設(shè)備開始，向下游順煤流方向逐臺停止運行，直到最末。另外，還應(yīng)該設(shè)置緊急停機的選項，當(dāng)執(zhí)行這一選項只是，應(yīng)該將全線設(shè)備立刻進行停止。

在上位機的LCD屏幕之上，應(yīng)該能夠?qū)θ€任一設(shè)備狀態(tài)進行隨時的查詢，當(dāng)某設(shè)備并沒有處于所選的流程之內(nèi)，其部分信號并不以報警的形式出現(xiàn)。

（二）其它的工作方式。連鎖的手動方式，是在上位機之上對程控之中的所有設(shè)備一一進行對應(yīng)操作，這種方式需要通過PLC的閉鎖來實現(xiàn)。這種方式能夠用作進行設(shè)備或者系統(tǒng)的遠程調(diào)試，在使用這一方式之時，管理人員應(yīng)該注意各設(shè)備的啟動和停止應(yīng)該按照合理的順序來進行，且和自動程控方式一樣，系統(tǒng)中各個設(shè)備之間也存在著連鎖的關(guān)系。

解鎖的手動方式，指的是在通過上位機對系統(tǒng)中的所有設(shè)備進行無連鎖的操作。

就地控制的方式，指的是設(shè)備只能夠通過就地控制箱來進行操作，并且在帶式輸送機中均有著拉伸開關(guān)的配置，以作為就地的緊急停機開關(guān)。設(shè)備采用就地還是遠程控制，應(yīng)該由各設(shè)備就地控制箱上的選擇開關(guān)來進行選擇，只有當(dāng)選擇開關(guān)設(shè)置為能夠遠程控制時，才能夠由控制室進行該設(shè)備的遠程操控。

（三）信號系統(tǒng)。在系統(tǒng)信號的設(shè)置方面，應(yīng)該建立生產(chǎn)的聯(lián)系、設(shè)備運行、啟動預(yù)告、煤流、煤倉煤位、事故聲光報警等方面的信號制度。在使用集中控制的方式來進行設(shè)備的啟動時，應(yīng)該先啟動設(shè)備相關(guān)的警告信號，通設(shè)備附近人員進行通知，并且在一定的延時之后再進行設(shè)備的啟動。

（四）監(jiān)控系統(tǒng)。利用PLC系統(tǒng)以及觸摸屏，能夠構(gòu)筑人機互通的界面，方便操作人員對系統(tǒng)中各設(shè)備的運行工況進行遠程的了解監(jiān)控。另外，操作人員還能夠通過相應(yīng)的界面，對設(shè)備運行中的某些細節(jié)進行了解，比如其功率、電流、電壓等，通過對歷史數(shù)據(jù)記錄以及運行曲線的監(jiān)控，能夠及時發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)中的安全隱患，防止安全事故的發(fā)生以及擴大，使得系統(tǒng)檢修維護的時間得到有效減少。

三、設(shè)備的選擇

（一）PLC系統(tǒng)。在PLC系統(tǒng)的設(shè)置方面，使用了雙熱備冗余的配置，使用帶有雙網(wǎng)冗余配置的網(wǎng)絡(luò)，其模塊使用140系列，并且全部具備帶電插拔的功能。I/O點數(shù)在能夠滿足系統(tǒng)要求之外，還能夠剩余15%進行備用，卡槽能夠剩余20%作為備用。DI/DO模塊采用直流24V的通道模塊，AI/AO模塊使用8通道、4-20mA的模塊。

（二）控制系統(tǒng)的電源。PLC系統(tǒng)所使用的電源使用專門的電源柜進行存儲和保護。電源柜的內(nèi)部有在雙路電源之間進行切換的開關(guān)、電壓、電流表、相關(guān)的指示燈等。另外將故障信號編碼和PLC系統(tǒng)詳解，如果PLC設(shè)備發(fā)出報警信號，則表示電源發(fā)生了故障。

在電源柜之內(nèi)，應(yīng)該設(shè)置兩路交流電源進線，這樣如果某一路電源發(fā)生故障，就能夠自動切換到另外一路電源之上。另外，還應(yīng)該給控制柜以及上位工控機提供在線不間斷式的電源，保證能夠有效進行控制操作。

在每個電源柜之內(nèi)，還應(yīng)該配置交流電源的切換分路器1臺、24V直流電源2臺、直流切換分路器1臺。另外還應(yīng)該注意，各控制柜之內(nèi)所需的電源均應(yīng)該單獨配給，將交流電源進行若干回路的劃分，對每個回路進行指示燈以及自動空氣開關(guān)的設(shè)置。

結(jié)語

綜上所述，在煤化工項目的輸煤程控中使用PLC系統(tǒng)，能夠?qū)ιa(chǎn)現(xiàn)場的設(shè)備進行合理有效的操控，可以對生產(chǎn)中發(fā)生的各種突發(fā)事件、事故等作出及時的相應(yīng)，能夠?qū)γ夯ろ椖康慕?jīng)濟、安全運行起到良好的作用。在上述項目之中，PLC程控系統(tǒng)已經(jīng)有著三年多的運行時間，起到了良好的效果，受到了項目操作人員和職工的一致好評。

參考文獻

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