PLC在选煤厂集中控制系统的应用

张海阳

摘要：科技创新是生产效率提高的重要因素，而在自动控制领域，PLC控制系统已广泛应用于煤炭产业。本文基于PLC系统的特殊性，介绍了使用过程中PLC控制系统的功能配置、应用环节以及主要中断因素，并结合实际项目经验，指出了规避干扰的主要手段，以提高选煤厂洗选及装储运系统运行过程中控制系统的安全性和稳定性，希望为选煤工作的顺利展开提供帮助。

关键词：PLC;选煤厂;集中控制;应用

引言

洁净煤生产和较高的精煤产率是选煤厂实现盈利的根本途径，而产品的质量及商品煤产率是影响产品价格和效益的重要因素。然而，当前中小型选煤企业实际生产效率并不高，造成这种问题的主要原因是设备的集成化水平不高且生产工艺较为落后。 从行业的发展趋势来看，生产环节实现自动控制是选煤厂发展的主要方向，而PLC控制系统因其产品的特殊性，与选煤厂的发展目标相吻合，且能够实现高效的自动控制，为选煤生产效率的进一步提升做出巨大贡献。

1、选煤厂集中控制系统概述及PLC的应用优势

1.1、系统概述

大多数基于煤炭产品开发及深加工的企业，为了在一定规模实现集中控制，其生产控制系统都使用可编程逻辑控制器（PLC）作为主要控制元素。 作为系统的重要产品特性，PLC在产品控制可视化程度上有突出优势，其模拟屏幕可以实现对产品生产流程的实时监控。 使用PLC技术能够直观地体现出整个洗选工艺的实时生产状态，与传统人工看岗、跑岗巡查的方法相比，具有低成本、高集成化等明显优势。PLC系统的实际控制作用不仅体现在可以对重要的洗选设备的保护，还可以对运行状态进行集中监控，并通过程序设定实现设备的故障自动化预警、报告甚至自动处理及恢复，面临安全问题时，设备具有自动报警和紧急停车功能。 此外，可以根据实际生产运行需要动态收集、显示及存储整个系统中一些重要的过程参数。在此基础上，它通过功能强大的自动控制系统实现数据通信和响应的处理。

1.2、PLC在选煤厂集中控制系统的应用优势

1.2.1、通用性强

PLC的类型很多，它们也有多种租赁方法。 在使用过程中，只需要根据生产过程科学配置硬件即可。 在此过程中，如果现场设备和生产过程发生变化，则根据生产标准，能够通过程序适当调整主机以适应新的环境。 因此，PLC技术越来越多地用于选煤厂的集中控制及自动化系统的生产中。

1.2.2、可靠性高

PLC由于集成化程度高，在生产的不同环节能够实现针对性控制，针对选煤厂而言，其产品结构的复杂性决定了生产结构较为复杂，而PLC安装简单、功能强大，且在后期的运营维护方面具有低成本的特点。在面临严重电磁影响的环境中能够正常使用，基于这些产品特性，PLC广泛用于选煤企业生产控制系统[1]。

1.2.3、控制系统结构模块化

不同于传统生产，选煤厂的业务流程比较繁琐，涉及的工艺较多。 PLC控制系统的模块化结构恰好满足了选煤厂对不同工作流程区别控制的业务要求。 在生产过程中，PLC控制系统不仅可以满足每个特殊生产工艺系统对产品的不同控制标准，而且可以对其进行全面有效的集成处理，从而有效地提高了组织效率和生产效率。

2、PLC在选煤厂控制系统中的应用

2.1、抗电源干扰

为了减少交流电源对生产环节造成的不良影响，可以有针对性的调整PLC系统，实现生产保护。通常情况下，选择调节两层AC电源可以达到产品屏蔽保护的目的。下面对其工艺流程展开介绍：从工作原理上来讲，PLC主要通过保护高压结构，对其设置屏蔽缆线的方式达到局部的抗干扰目的。 使用性能优异的绝缘设備、电源和合理的缆线布局对屏蔽效果有很大帮助。电源的不稳定变化可能会导致电压的波形失真甚至中断，从而可能对PLC和I / O模块造成不利影响。通过隔离变压器的布置，或在电源输入端连接一系列LC滤波器，可实现系统抗干扰能力的进一步提升。 电源线应尽可能平行排列，从而使电源线向地面提供低阻抗条件，以减少电源噪声干扰。交流电源和电压不稳定的波动会对生产精度造成影响，在核心设备的内部控制元件电源采取滤波方式进行处理，必要时可采取多级滤波实现功率转换核心组件的多级过滤过程，同时运用集成的稳压器[2]。

2.2、控制网络分布

以PLC作为完整的控制中心，可以有效地实现其调节功能，将其控制作用发挥到最大。在特定的生产环节，它与现场仪器，工业和远程控制设备以及技术相结合，形成了一个监控系统。 PLC控制器一般位于生产调度指挥中心附近的集控室中，而I / O站点于配电室中。洗煤车间配电设备和产品容器的配电设备中还有I / O站点。借用PLC站点上的总线来执行与控制站和I / O口对应的监视。将有一个本地现场管理网络可以完全实现对检查系统的自动控制。触摸屏安装在生产调度指挥中心中，可以实时监控其正常工作流程。 I / O分站安装在该站的配电室，洗煤总线下方的配电室以及产品存储处的配电室中。它们通过总线连接到PLC站点，形成了闭合环网结构的产品监管流程。 PLC控件可以插入压滤机的配电设备中，并且控制柜与压滤机一一对应， PLC现场总线用于将压滤车间的控制站与控制设备的信息通讯到主站，以进行监控[3]。

从主系统的角度出发，应同步安装生产设备和控制组件，并在生产调度指挥中心中安装主机。PLC站点上的总线连接每个主站和对应的分站，以形成一个较为严密的控制链，该网络可以创建总体控制并实现局部监控。在生产调度指挥中心，该单元可以监视主系统和检查系统，并可以对整个系统进行常规监视。原煤系统、洗选系统和压滤系统可对主要设备进行集中控制。通过TCP / IP以太网和上游计算机，各个生产工艺系统中的PLC控制站都被连接起来，形成了整个设施的监视和控制系统。通过实施一系列信息管理网络，实现数据的交互。PLC系统可以将系统数据转化为完整的波形，也可以动态化显示选煤厂各个生产设备的具体工况。

2.3、操作控制

为了有效防止设备损坏的状况发生，启动设备时，必须按照生产工艺流程逆煤流起车，同时，对于一些功率较大的设备需要按照负荷计算情况适当增加延时时间，通过大功率设备的错峰起车等措施，可以有效减少对整个生产系统和上级电力网络冲击的影响。 并且，当生产结束需要停车时，操作必须按照生产工艺流程顺煤流停车。 具体的控制手段是：操作交接室的上位机，完成启停设备的工况切换。其次，本地化控制，选煤厂的本地控制操作可以对单个设备进行故障排除和检测;维护、检查与控制：当设备出现故障并需要维修时，无法使用本地或集中控制来启动设备[4]。

2.4、耦合电压的调控

2.4.1、模拟信号

信号的强度衰减主要由于模拟信号输入效果差、分布参数大等原因，同时，物理距离的延长也会导致其中干扰因素的加强。因此，出于源和接收器的原因，受保护的电线必须采取DC接地模式。交流情况下，线路之间存在电位差，并且在两点之间的屏蔽层中将生成谐波干扰流。

2.4.2、建立连接电缆

通常，选择带屏蔽层的模拟信号控制电缆，并使用全塑绝缘控制电缆实现信号的传输。多芯电缆不利于长距离应用，较长距离的通讯建议使用光缆。更换的芯线应连接到接地线以产生屏蔽效果。

结束语

PLC控制系统在洗选工艺系统中得到广泛应用后，提高了选煤设备的使用寿命，同时大幅降低了设备的运行故障率和事故率，保证了其安全性和稳定性。 因此，作为选煤设备的管理技术人员，有必要对PLC控制系统的功能、结构、硬件的配置和控制的基本原理有深刻的了解，并通过科学合理的方法降低通讯干扰，从而不断优化选煤系统工艺的控制流程，确保选煤设备运行的稳定性，提高商品煤产率并提升洁净煤质量，产生良好的经济效益。

参考文献：

[1]刘磊.PLC在选煤厂集中控制系统的应用[J].化工管理，2018（09）：61-62.

[2]谢克强.PLC在选煤厂控制系统中的应用探讨[J].内蒙古煤炭经济，2018（03）：7-8.

[3]栗占波.浅析PLC在选煤厂集中控制系统的应用[J].能源技术与管理，2017，42（04）：182-183.

[4]刘成敏.PLC技术在选煤厂生产过程自动化中的应用浅议[J].电子世界，2017（15）：135+137.

[5]李文.AB公司PLC集控系统在沙曲选煤厂的应用[J].黑龍江科技信息，2017（04）：127.