基于PLC的集中控制系統(tǒng)在選煤廠的應用

姚慧琳

華晉焦煤有限責任公司沙曲選煤廠

基于PLC的集中控制系統(tǒng)在選煤廠的應用

姚慧琳

華晉焦煤有限責任公司沙曲選煤廠

隨著經(jīng)濟社會的發(fā)展，選煤廠自動化水平也在不斷提高，可編程控制在選煤廠的廣泛應用給煤炭企業(yè)帶來了巨大效益，本文概述了沙曲選煤廠生產(chǎn)工藝過程的特點，著重介紹了基于PLC的集中控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、工作原理及主要功能，實踐表明，該系統(tǒng)的應用有效地提高了沙曲選煤廠的生產(chǎn)效率。

選煤廠；PLC；集中控制

一、概述

沙曲選煤廠采用脫泥有壓兩產(chǎn)品重介旋流器主再洗分選，煤泥浮選、浮精加壓過濾脫水、尾煤采用隔膜式壓濾機脫水聯(lián)合工藝流程，全廠生產(chǎn)控制系統(tǒng)由集控系統(tǒng)、密度控制系統(tǒng)、桶位自動控制、浮選加藥自動化系統(tǒng)、濃縮車間加藥自動化系統(tǒng)等組成，實現(xiàn)了全廠生產(chǎn)自動化管理。

二、系統(tǒng)組成

2.1 上位機部分

上位機組態(tài)軟件選用美國GE公司的IFIX 5.5組態(tài)軟件，工作于Window 7旗艦系統(tǒng)，實現(xiàn)圖形監(jiān)控、動態(tài)圖形顯示、歷史數(shù)據(jù)采集管理、狀態(tài)趨勢圖、自診斷、報警等諸多功能，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享與傳播；工控機采用研華工控機；集控室計算機設(shè)備采用30KVA-1h UPS電源供電，保證了集控室內(nèi)生產(chǎn)集控系統(tǒng)及工業(yè)電視等系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性和可靠性；上位機與下位機系統(tǒng)通過以太網(wǎng)進行通訊，提高系統(tǒng)的通訊速率及安全性，進而提高系統(tǒng)的實時性和穩(wěn)定性。

2.2 PLC部分

PLC控制設(shè)備采用AB-ControlLogix系列的PLC，采用主站分站集控控制模式，通過光纜環(huán)網(wǎng)的數(shù)據(jù)高速穩(wěn)定的實時交換，極大的提高了整個系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可操作性，整個系統(tǒng)具有極大的穩(wěn)定性和可操作性。PLC的CPU采用冗余結(jié)構(gòu)，極大限度的保證了PLC系統(tǒng)的可靠運行。PLC控制系統(tǒng)監(jiān)測監(jiān)控范圍包括生產(chǎn)集控系統(tǒng)內(nèi)的主要機電設(shè)備及現(xiàn)場的檢測計量儀器儀表。PLC控制柜內(nèi)安裝PLC控制模塊、24VDC開關(guān)電源、I/O分站模塊及隔離繼電器，柜內(nèi)空氣開關(guān)采用施耐德產(chǎn)品，保證了控制系統(tǒng)操作的穩(wěn)定性和可靠性。

2.3 現(xiàn)場控制及檢測部分

現(xiàn)場配置就地控制箱，主要作用是提供靈活的控制功能，單電機起停設(shè)備采用控制按鈕盒控制，多個電機起停的設(shè)備采用控制箱控制，有隔爆要求的采用隔爆控制按鈕盒和隔爆控制箱。

三、系統(tǒng)工作過程

3.1 系統(tǒng)控制方式

(1)集中自動控制：在該控制方式下，所有操作均可通過上位機進行操作，運行人員根據(jù)工藝要求可在顯示器上調(diào)出預選流程菜單，當程序選擇無誤且組成一條完整的流程時，顯示器上出現(xiàn)預選信號，擋板及現(xiàn)場信號全部到位后，系統(tǒng)發(fā)出允許啟動信號，所有設(shè)備按逆流方式啟動，設(shè)備啟動前要發(fā)出預警信號。

(2)集中手動控制方式：該控制方式分為連鎖手動和解鎖手動，連鎖手動是指操作人員在上位機上通過PLC完成，操作人員根據(jù)運行要求在上位機上調(diào)出相應畫面，進行對選好的流程之中的設(shè)備按連鎖方式逆煤流逐臺起車。按順煤流方向逐臺停車，解鎖手動操作，也在上位機進行操作，此時無任何連鎖關(guān)系，可啟停任何設(shè)備。

(3)就地操作方式：就地操作方式為解鎖手動方式，是在就地按鈕盒上進行操作?？刂葡到y(tǒng)在現(xiàn)場設(shè)有僅供設(shè)備檢修的啟停按鈕及事故緊急停車拉線開關(guān)。對一些不能納入集中控制的設(shè)備及設(shè)施，也按就地操作設(shè)置，配有狀態(tài)指示燈等。

(4)現(xiàn)場急停：不論在哪種控制方式下，對正在運行的參控設(shè)備，按下其對應的就地按鈕盒上的緊急停止按鈕，該設(shè)備即停止運行。對于有拉繩閉鎖開關(guān)的帶式輸送機而言，在帶式輸送機沿線拉動拉繩開關(guān)，也可實現(xiàn)設(shè)備的緊急停車。此功能用于生產(chǎn)時確保安全。

3.2 工藝流程選擇、設(shè)置及啟、?？刂乒δ?/p>

(1)啟車前的操作過程。集中控制下PLC執(zhí)行用戶程序的全部功能，就地方式下，PLC僅執(zhí)行模擬顯示功能，集中手動方式下，在集控室實現(xiàn)逐臺設(shè)備的啟停，并有聯(lián)鎖，解鎖功能；當任選一煤流后，PLC要檢測所有輸入狀態(tài)，判斷參與該流程控制的溜槽位置，設(shè)備工作狀態(tài)，以及保護點狀態(tài)等是否滿足起車條件。

(2)啟車過程控制：當前述指令操作完成，系統(tǒng)準備就緒，操作員由系統(tǒng)發(fā)出啟車令，所選系統(tǒng)將在指定的啟車狀態(tài)方式下進入控制過程。

(3)系統(tǒng)運行中的閉鎖及控制。在運行過程中出現(xiàn)故障，逆煤流閉鎖保護，報警；對各保護運行參數(shù)實時監(jiān)測；系統(tǒng)中各調(diào)節(jié)過程中的實時控制；調(diào)度人員和崗位人員都可隨時解除某個系統(tǒng)和設(shè)備運行；對不需要參與順序啟車或難于進入順序啟車的設(shè)備，可在啟車前或任一時刻在控制室內(nèi)控制該設(shè)備；對系統(tǒng)有效工作時間的各種參數(shù)自動統(tǒng)計顯示；系統(tǒng)運行過程中現(xiàn)場可隨時實現(xiàn)設(shè)備緊急停車。

(4)停車過程控制。當系統(tǒng)任一流程發(fā)出停車指令后，PLC將按用戶程序停車，完成閉鎖控制，確保設(shè)備停車后不出現(xiàn)堵料現(xiàn)象；在停車過程中某臺設(shè)備故障如無備用設(shè)備可轉(zhuǎn)換，受其閉鎖的設(shè)備應立即停車，不受閉鎖設(shè)備仍按程序停車；設(shè)備的停車時間設(shè)置按本臺設(shè)備的存料處理完畢最小時間設(shè)定，減少設(shè)備空載運行時間；因可能停車造成設(shè)備存料或設(shè)備急停造成跑水，跑料使現(xiàn)場環(huán)境惡化，除本設(shè)備立即停車外，影響其它相關(guān)設(shè)備故障閉鎖停車時，要設(shè)計這些設(shè)備按一定時間延時停車。上料設(shè)備立即停車，現(xiàn)場不參與集控設(shè)備要及時開車，保證影響范圍盡量減少。

(5)故障及報警處理。當發(fā)生緊急故障時，要具備緊急停車功能，停故障設(shè)備之前，工作流程中的設(shè)備要及時停車，最大限度減少損失；當現(xiàn)場設(shè)備發(fā)生異常時，控制系統(tǒng)發(fā)出事故信號，采取語言報警和燈光報警，明確指出故障設(shè)備所處的系統(tǒng)地點，對一般事故只做報警(如皮帶1級跑偏等類似事故)，對影響人身安全和設(shè)備安全要直接停車；系統(tǒng)運行過程中現(xiàn)場可隨時按下緊急停車按鈕，實現(xiàn)該設(shè)備停車；實時采集檢測生產(chǎn)過程的工藝參數(shù)并對異常參數(shù)實時報警；實時記錄開關(guān)量變化。

四、結(jié)束語

選煤廠基于PLC的集中控制系統(tǒng)的投入使用，大大提高了沙曲選煤廠的管理水平，減輕了工人的勞動強度，該系統(tǒng)可靠性強、故障率低，易于維護和管理，為沙曲選煤廠創(chuàng)造了顯著的經(jīng)濟效益和社會效益。

[1]王昆；淺析選煤廠生產(chǎn)集控系統(tǒng)[J]；科技創(chuàng)新導報；2011年22期。

[2]崔莉莉，陳相輝，李辛；基于PLC的集中控制系統(tǒng)在城郊選煤廠的應用，煤炭技術(shù)，2008。