選煤廠集中控制系統的研究與設計

李 惠(霍州煤電集團呂臨能化公司選煤廠， 山西 呂梁 033200)

1 前言

選煤是煤炭生產和加工過程中的重要環(huán)節(jié)，其不僅決定了煤炭企業(yè)的生產效益，也直接決定了煤炭產品的輸出質量。而煤炭企業(yè)的選煤作業(yè)一直以來難以走出高投入、低產出的困局，集中度不高、自動化程度低已成為其高速發(fā)展的掣肘，嚴重制約了煤炭企業(yè)的現代化發(fā)展歷程。集中控制系統作為一種新型的自動化控制技術，打破了傳統分散控制的諸多弊端，為煤炭資源的高效利用提供了新的出路[1]。山西某選煤廠在對選煤工藝的管理進程中，以集中控制系統的研發(fā)和控制為導向，進行了初步的探索，獲得了較好的成效。

2 集中控制系統需要實現的功能

目前，多數選煤企業(yè)的自由控制系統仍是獨立的控制系統，與上層的通訊斷路，導致上層無法實施監(jiān)管，從而導致細節(jié)控制精度上的缺乏。信息技術的發(fā)展為選煤企業(yè)的自動化改造提供了支點。當前基于PLC控制方式的系統主要有分布控制和集中控制兩種模式。集中控制相對于分布式控制，能夠滿足各種生產環(huán)境和控制要求，可對選煤整體工藝的各個環(huán)節(jié)實現進一步的優(yōu)化設計，并通過對系統獨立顯示單元的控制，實現對選煤廠整個生產流程的運行情況控制和故障情況分析，從而便于工作人員能夠對生產中的情況進行調配和處置，具有控制效率高、無觸點等方面的優(yōu)勢。同時這一系統的搭建，也使得與上層控制的通訊系統得以貫通，進而保障了選煤企業(yè)生產控制中的集中性和系統性[2]。

3 集中控制系統的組成

3.1 PLC的基礎構架設計

PLC即可編輯控制器系統，是由存儲器、CPU、輸入系統及輸出系統共同構成的自動化控制系統。這一系統可根據選煤廠的生產控制要求，實現24h的無間斷連續(xù)監(jiān)控與控制。當前在選煤企業(yè)當中應用的主要有整體式和模塊式兩種類型。不論是整體式的可編輯控制器還是模塊式的可編輯控制器類型，都需由強大的CPU作為中央處理器，通過外頻和內頻處理計算機內的單元，從而達到實時傳遞信息的效果。同時，PLC還具有著較高的可編程能力，能夠通過對控制主機的修改來實現對生產流量的控制，實現生產的穩(wěn)定和效率的提升[3]。該選煤廠的PLC構架設計：①CPU；②儲存器；③通用背板；④開關量輸入模塊?？刂葡到y的傳輸信號全部實現光電隔離，并通過雙處理器或三處理器構成冗余系統，來提升整個系統的可靠性、穩(wěn)定性。

3.2 PLC的控制系統組成

集中控制系統由2個PLC主站，4個PLC分站共同組成，這兩個PLC主站分別為動篩車間PLC控制主站和裝車站PLC控制主站。選煤廠的生產線路：動篩車間下具有一條分線，這條分線實現著整個生產的過程，包括原煤到洗煤的整個工作過程，通過集中控制系統的超強信息傳遞速度，所有車間都具有緊密的聯系。從原煤到洗煤，這條生產線簡單明了，不同車間的工作者各司其職又搭配得當，工作效率因為控制系統的發(fā)達而大大提高。裝車站的PLC控制主站下緊密連接著產品倉，動篩車間下的洗煤成品，可以作為產品通過裝車站實現快速輸出的效果，能夠把產品運輸到各地。這兩個主站的作用相輔相成，旗下分站起到了生產到運輸的整個工作體系，從原煤的準備，到洗煤、選煤的生產過程，最后達到產品的快速運輸，實現了自動化管理的選煤廠體現了集中控制系統下的緊密型與提高企業(yè)工作效率的作用。圖1所示為某選煤廠集中控制系統結構組成。

圖1 選煤廠集中控制系統結構組成

3.3 PLC的工作模式設計

PLC的工作模式：通過在生產線上大面積設置控制站點，控制主臺鏈接各個主站，又通過主站鏈接各個分站控制主臺鏈接生產線下的每一個車間。集中控制系統的設計是集權式的工作管理，主要起到了全方面監(jiān)視，包括生產、安全等方面。集中控制系統通過在各個車間大面積地設置監(jiān)管、監(jiān)視系統，每一個車間都分布著實時的監(jiān)視系統，此項設置完成了一道生產監(jiān)控系統的體系鏈。在實際的生產過程中，工作人員可以通過集中控制系統顯示部分來實現對工況情況的掌握，有效地提高了工作人員信息匯總和處理的能力，選煤系統的整體控制效率得以顯著提升[4]。

3.4 PLC的網絡通訊優(yōu)化

為有效地提升PLC的網絡的傳輸能力，選煤廠PLC在系統搭建后對網絡通訊優(yōu)化進行了優(yōu)化，使用工業(yè)以太網替代了傳統PLC設計中所采用的dp總線中的中繼器，這一設及方式使得操作更為便捷，同時，傳輸的數據量級也得以提高。工業(yè)以太網件獨有的網絡發(fā)布功能，通過TCP/IP協議可以將整體的操作過程及數據界面發(fā)布到選煤廠內部局域網或廣域的Internet網絡中通過授權管理為上層管理部門的實時監(jiān)測提供了支點。

4 PLC未來的發(fā)展研究

PLC通過集權式的管理為基礎，作為集中控制系統，起到了生產監(jiān)視、安全監(jiān)督等作用。所以在未來的發(fā)展中，PLC勢必會在這兩個方面起到更大的作用。360°無死角的全天性生產控制，更加高頻的及時傳遞實時畫面，精確捕捉異常狀態(tài)準確無誤的發(fā)生安全警告，PLC在發(fā)展的過程中，會具有實用性。想要發(fā)展PLC系統，要不斷地升級集中控制系統，在合理范圍內使用最高效的可編輯控制器；創(chuàng)造簡單、明確的生產線，從而令管理更具有針對性和高效性；增加工人的工作可視性，透明化生產線上的所有的流程。未來的集中控制系統可能會更具有分散式管理的特征，在保證集中控制的基礎上，把權力分散給各個車間，各個車間都具有等同的監(jiān)視、監(jiān)督權利，可以起到互相監(jiān)督、互相促進、互相鼓勵的作用，不僅可以大大提高生產轉化率，還可以有效地增強一定的安全保障，達到了透明化生產線的作用。同時，隨著移動終端技術的不斷發(fā)展，集中控制視同的APP嵌入也將成為一個重要的方向，將為管理人員的遠程實時監(jiān)測和生產管理提供新的平臺和支點。

5 結論

信息技術的飛速發(fā)展成為推動產業(yè)發(fā)展變革的原動力。PLC集中控制選煤技術的出現，為煤炭資源的高效利用提供了新的出路。在對選煤工藝的管理進程中，應充分地認識到選煤廠集中控制系統建設的重要性，并在這一進程中通過對設備、技術及人才的對位建設，推動這一進程的多元發(fā)展，這將對優(yōu)化煤炭企業(yè)生產模式、緩解國家能源供應緊張局面具有多重效應，也將為我國煤炭企業(yè)生產能力和管理能力的再造提供新的支點。