PLC控制系統(tǒng)在煤炭洗選設(shè)備中的應(yīng)用

杜志蘭

（山西晉城煤業(yè)集團(tuán) 鳳凰山礦選煤廠，山西 晉城 048007）

PLC 控制系統(tǒng)可一般分為三部分，即基本組件、擴(kuò)展組件和特殊組件。

第一，基本結(jié)構(gòu)。PLC 系統(tǒng)組成根據(jù)不同的可編程控制器類型可以分為主流配置、箱體型兩種。主流配置是由CPU、電源、內(nèi)存、I/O 模板、機(jī)架、編輯器構(gòu)成。而CPU 作為整個系統(tǒng)的核心，不緊系統(tǒng)的規(guī)模、速度都取決于它，其他組件則選擇更是按照它的需要來進(jìn)行的。

第二，拓展組件。擴(kuò)展組件是為了滿足生產(chǎn)過程中的一些具體要求，由此在基本組建件的基礎(chǔ)上進(jìn)行制造的，如增加擴(kuò)展機(jī)架、擴(kuò)展機(jī)箱，增加系統(tǒng)I/O 的點(diǎn)數(shù)。由于擴(kuò)展配置使CPU、內(nèi)存、外部資源等很好的連接起來，減少了構(gòu)建PLC 系統(tǒng)費(fèi)用。并且，我們按照距離的遠(yuǎn)近，將擴(kuò)展組件分為了遠(yuǎn)程擴(kuò)展與當(dāng)?shù)財U(kuò)展，這樣通過拓展組件，在進(jìn)行遠(yuǎn)程工作時將使遠(yuǎn)程安裝簡化了接線，更加有利于養(yǎng)護(hù)和維修等。

第三，特殊組件。特殊組件的存在是為了在控制過程中滿足以特殊的要求。將特殊組件按照功能進(jìn)行分類，有高速計數(shù)器單元、位置控制單元、模擬輸入與輸出單元、溫度檢測單元、成分檢測單元等，我們根據(jù)工藝的需求將組件進(jìn)行選配，使自動化的的需求可以更好的實現(xiàn)。

1 系統(tǒng)組成和生產(chǎn)工藝

傳統(tǒng)的洗選煤設(shè)備包括洗選煤的生產(chǎn)工藝和控制系統(tǒng)兩部分，而其中洗選煤的控制系統(tǒng)則分為煤機(jī)、煤礦儲煤倉、帶式分級傳送機(jī)、主帶式輸送機(jī)、給煤機(jī)、煤坑及雙系統(tǒng)翻車機(jī)等幾部分。這幾部分不僅各有各的分工，而相互聯(lián)系相互作用，就給煤機(jī)來說，它負(fù)責(zé)將準(zhǔn)備進(jìn)行洗選的煤炭送入主輸送機(jī)，同時它又是由所煤層擋板電機(jī)和雙系統(tǒng)翻車機(jī)控制的。第一部則就由給煤機(jī)完成，下一步就是主輸送機(jī)的工作了，由它講煤炭送進(jìn)洗選設(shè)備中進(jìn)行洗選，最后一步則是由帶式分級傳送機(jī)完成的，就是將洗選好的煤炭從洗選設(shè)備中運(yùn)輸?shù)礁鱾€煤倉中存放，這樣，煤場就可以按照需求將煤炭從煤場中向外配送，當(dāng)然這一步是通過配煤總輸送機(jī)和電振給煤機(jī)合作完成的。

2 系統(tǒng)控制需求

2.1 原煤系統(tǒng)

在原煤系統(tǒng)中，我們就兩個部分來研究，一是起?？刂疲窃狠斆合到y(tǒng)。

其一，起?？刂?。起?？刂埔彩欠譃閮蓚€方面啟動和停車。一般來說，在設(shè)備開始工作時，我們都將啟動向后推遲4 到7 秒鐘，這樣做是為了防止出現(xiàn)電動機(jī)超負(fù)荷啟動或無法啟動，造成各設(shè)備之間的煤流逆方向啟動，從而對設(shè)備進(jìn)行了連鎖控制。同時為了運(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，對輸煤過程中各個設(shè)備的工作情況進(jìn)行監(jiān)控，并且一旦出現(xiàn)意外情況，便會自動報警停車。在停車時，我們一定要掌握好間隔時間，按照一定的順序進(jìn)行停車，這樣可以防止輸送帶上殘留煤料，造成浪費(fèi)。

其二，原煤輸煤系統(tǒng)。在原煤輸送系統(tǒng)中，采用的是一對一輸送，即一個轉(zhuǎn)運(yùn)帶式輸送機(jī)只對應(yīng)一個儲煤倉。

2.2 儲煤倉的高低位控制

當(dāng)儲煤倉中的儲煤量達(dá)到一定的數(shù)量時，便會傳來高位信號，這是時，在關(guān)閉出煤口，不再向此儲煤倉中輸煤的同時也開啟了進(jìn)行重新選倉的信號，選擇一個新的儲煤倉并進(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，儲煤倉不再向外配煤，同時選擇一個的儲煤倉進(jìn)行配煤。

3 系統(tǒng)硬件設(shè)計

3.1 PLC 系統(tǒng)的設(shè)計

在整個系統(tǒng)中，我們采用的是集中控制，這樣便于管理。至于控制主機(jī)的選擇，我們選用的控制器是具有遠(yuǎn)程拓展能力的?？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程掃描控制器運(yùn)行更好，為其設(shè)置了多個遠(yuǎn)程分站，其次在每個分站與主站之間都有主線進(jìn)行連接，并且選用冗余能力的總線。同時在各個分站，我們以其為中心向外進(jìn)行擴(kuò)展，從而完成對整個過程的控制。這個過程我們分為原煤、洗選、中間儲煤場、產(chǎn)品分裝四部分，并且將這四個部分分別作為PLC 的控制主站，分別進(jìn)行工作。為了保證整個工作過程不出意外，控制、報警預(yù)警工作更為完善，將整個控制系統(tǒng)分為主系統(tǒng)和擴(kuò)展系統(tǒng)，分別負(fù)責(zé)現(xiàn)場的檢測工作和控制主機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信的工作，這樣整個控制系統(tǒng)更加完善和縝密。整個控制系統(tǒng)的核心并不是由一臺機(jī)器負(fù)責(zé)完成的，而是由多臺工控機(jī)進(jìn)行操作，合作完成的。并且其中一臺作為工程師站，負(fù)責(zé)全局控制，對數(shù)據(jù)進(jìn)行邏輯編輯、修改和進(jìn)行實時在線監(jiān)控等，剩下的則是操作站，分別就監(jiān)控、操作、輸出報表、故障分析等功能一一進(jìn)行分工；最后我們在其中選出一臺作為通信站，進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，這一功能則是利用電纜與高壓綜合保護(hù)系統(tǒng)完成的。這樣，可以保證整個控制系統(tǒng)的自動化更為高效安全。

3.2 檢測裝置選型

我們所采用的檢測裝置是超生波料位傳感器，它有著一體化的結(jié)構(gòu)，他可以很好的檢測出煤炭在儲煤倉中的位置，最遠(yuǎn)可以檢測到80米的料位，輸出標(biāo)準(zhǔn)的4 到20 毫安的模擬信號，非常的方便和實用，同時它還有著報警裝置，專門有兩個繼電器用來輸出報警信號。

3.3 輸送帶跑偏檢測裝置

在輸送帶上，我們安裝著QT 型輸送帶強(qiáng)力自動調(diào)偏裝置，當(dāng)輸送帶跑偏后，這個裝置可以自動將跑偏的輸送帶帶回原先的軌道上。這個自動調(diào)偏裝置的組成部分有傳感滾筒、傳感器、控制盒、電動機(jī)、減速裝置、傳感支架、旋轉(zhuǎn)支架等。其中，傳感滾筒由于進(jìn)行了全方位的密封，像水淋、粉塵這些污染都不會將其損壞。并且整個自動調(diào)偏裝置擁有很長的使用壽命和安全防護(hù)，可以使用相當(dāng)長的時間，不用經(jīng)常進(jìn)行更換。

3.4 輸送帶打滑裝置

輸送帶打滑的是由于輥筒與輸送帶的摩擦力不夠造成的，具體原因有配重的重量不夠，設(shè)計的輸送帶過長或者傳送帶護(hù)理不當(dāng)?shù)鹊取Ｔ诮鉀Q輸送帶打滑的問題上，我們選擇的是打滑速度檢測器YHSJ-I，進(jìn)行監(jiān)控和控制。

4 系統(tǒng)軟件設(shè)計

在整個系統(tǒng)中，進(jìn)行的軟件設(shè)計主要采用的編程是步進(jìn)梯形指令，并且運(yùn)用了多個繼電器作為中間程序中，從而進(jìn)行程序的記憶和轉(zhuǎn)換，與此同時還設(shè)計了延時功能，這是通過多個內(nèi)部定時器來完成的。

5 結(jié)語

在PLC 控制系統(tǒng)，采用超聲波料位傳感器可以清楚明確的檢測到儲煤倉中的料位；采用輸送帶防跑偏裝置，可以有效的提高整個系統(tǒng)的安全性，從可以提高了工作效率；采用PLC 與接觸器相結(jié)合的電氣控制系統(tǒng)，使傳統(tǒng)的繼電器接觸器中存在的許多漏洞與缺陷得到了有力地解決，是整個系統(tǒng)的抗干擾能力得到了全方位的提升，同時減少了故障的出現(xiàn)率，使工作過程得到了很好的保障。從整體來說，更加安全可靠，并且經(jīng)濟(jì)效益更好。

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