PLC控制系统在煤炭洗选设备中的应用

（同煤集团煤炭洗选分公司 山西 037003）

想要真正掌握PLC控制系统在煤炭洗选设备的应用方法，就需要技术人员首先了解PLC技术的相关内容以及技术特点，另外也需要了解煤炭洗选设备的工作原理以及具体需求。基于此，本文对PLC技术的基本内容进行了概述，同时也对系统的组成和生产工艺进行简要的介绍，并明确了煤炭洗选设备系统控制的具体需求。

1.PLC技术概述

基本组件、扩展组件、特殊组件是PLC控制系统主要的三个部分。其中，基本结构分为主流配置和箱体型两种，具体是根据可编程控制器类型的不同进行划分的。CPU、内存、单电源、编辑器等共同组成了主流配置，其中还包括I/O模板、机架等部分。其中系统的核心为CPU在系统中影响着整体的规模以及运行速度，同时其他组件的选择和工作也需要以CPU为主。扩展组件则是在基础组件的基础上，结合实际生产需求增加的部分，例如扩展机箱以及扩展机架等部分，部分系统中还会增加系统I/O的点数。相比其他组件来说，CPU、外部资源以及内存等能够在扩展配置的配合下形成更好的连接。另外，我们可以选择使用远程扩展或者当地扩展，这样则能够更好地实现简化系统接线的效果，为后续系统的养护和维修创造良好条件。部分生产系统中还需要PLC系统满足一些特殊的功能，这部分组件则被称为特殊组件。我们一般按照功能对特殊组件进行分类，常见的有高速计数器单元、模拟输入与输出单元、成分监测单元等等。在实际设计过程中，需要我们按照工艺的具体需求选择适合的组件，进而保证生产功能达到实际设计需求。

2.系统组成和生产工艺

选煤生产工艺以及控制系统是传统洗选煤设备的主要组成部分，其中煤机、带式分级传送机等是选煤控制系统的主要组成部分，另外还会包括给煤机、煤矿储煤仓、煤坑等部分。这些部分所承担的生产任务有所不同，并且互相存在相互作用的关系。例如，给煤机则负责将煤炭送入主输送机中，该设备在工作时有煤层挡板电机以及双系统翻车机控制的。在给煤机完成第一步工作后，主输送机则完成煤炭进入洗选设备流程，UI后则是由带式分级传送机完成成品煤炭的运输和存放工作。这样，洗煤厂就可以完成整个煤炭洗选、配送工作，这些工作也离不开配煤总输送机以及电振给煤机的配合。

3.系统控制要求

(1)原煤系统

在原煤系统中，包括起停控制和原煤输煤系统。起停控制也是分为启动和停车。一般来说，会将启动向后推迟4到7秒钟，避免电动机超负荷启动或无法启动，造成各设备之间的煤流逆方向启动。同时为了运输过程中出现意外情况，在主运输带上我们安装了可以进行跑偏检测的仪器，一旦出现意外情况，便会自动报警停车。在停车时，我们一定要按照一定的顺序进行停车，防止输送带上残留煤料，造成浪费。在原煤输送系统中，采用的是一对一输送，即一个转运带式输送机只对应一个储煤仓。

(2)储煤仓的高低位控制

当储煤仓中的储煤量过多时，便会传来高位信号，此时关闭出煤口，不再向此储煤仓中输煤，并进行重新选仓的信号，选择一个新的储煤仓并进行输煤。低位信号是对PLC进行控制，经过的电振的作用将阀门关闭，储煤仓不再向外配煤，同时选择一个的储煤仓进行配煤。

4.系统硬件设计

(1)PLC系统的设计

在整个系统中，我们采用的是集中控制，这样便于管理。控制网络结构我们则是采取主站与分站相结合的方式，首先，我们为了保证程扫描控制器能够保持更为稳定的运行状态，可以通过设置多个远程分站并然后各个分站都能与主站保持连接，同时需要选用冗余能力的总线。另外，我们需要以各个分站为中心，向外进行扩展，保证能够对整个工艺过程实现操控。一般我们会将生产过程划分为原煤、洗选、中间储煤场、产品分装四个环节，同时在不同的环节设置主站，保证其能够分别独立工作。另外，系统中也通过设置控制、报警预警等设施让生产过程得到进一步的保障，同时也会将控制系统分成主系统以及扩展系统，这样能够让系统分别完成现场检测工作以及主机数据通信工作的控制，从而让控制系统能够变得更为缜密。

一般来说，整个控制系统的核心会由多个设备组成，即多台工控机完成相关操作。其中一台设备则是负责全局控制的工作室站，能够对生产数据的逻辑进行编辑以及修改工作，同时也能实时监控相关的数据，其他的分站则是具有监控、操作、输出数据、故障分析等功能的操作站。最后，系统中还需要设置一定数量的通信站，以完成数据的交换工作。一般来说，在这一系统中需要融入高压综合保护系统以及电缆综合保护系统，为系统的正常运行保驾护航。

(2)检测装置的选择

超声波料位传感器是目前系统中广泛应用的检测装置，这种装置一般采用一体化结构，同时在检测煤炭位置等方面有着较高的准确性，部分设备的检测能力甚至能够达到80m料位，并能够输出4～20毫安的模拟信号，为后续原材料存储以及其他物料管理提供了有利条件。同时，系统中也会融入继电器等设备，进而实现故障报警、事故报警等功能。

(3)输送带跑偏检测装置

输送带跑偏是生产传输过程中常见的问题，在煤炭洗选工作中，输送带是广泛应用的设备，因此对输送带的运转状态进行检测有着十分重要的意义。PLC技术的应用，则能实现准确检测输送带跑偏检测功能，我们通过将QT型输送带跑偏检测装置安装在输送带上，不仅能够检测输送带的运行状态，还能及时纠正跑偏的输送带。在该设备中，一般会设计安装传感滚筒、电动机、减速装置等原件。同时，由于洗煤的中间产品往往带有一定的泥沙，那么也会对这种设备进行防水处理，这样有助于提升设备的使用寿命，避免粉尘、污水损坏相关设备。

(4)输送带打滑装置

输送带打滑具体原因有配重的重量不够，设计的输送带过长或者传送带护理不当等等。在解决输送带打滑的问题上，我们选择的是打滑速度检测器进行控制。

5.PLC控制系统在煤炭洗选设备中的应用趋势

随着电子信息技术的不断发展，PLC技术也逐渐融合计算机技术、智能化技术。因此，为了能够让洗煤厂能够更好地掌握生产状态，很多技术中配合应用了大数据搜集与存储技术，这些技术在PLC技术的配合下，能够获得生产线整体的运转数据，并且系统自带的数据分析功能，能够通过对比一段时间内数据的变化情况，对企业生产线运行状态进行评估，并对有可能出现的故障进行智能修复和报警。这种功能，在很大程度上缩短了故障的分析时间，为排除故障，避免安全事故发生创造了有利条件。

由于洗煤选煤生产环境相对复杂，很多元件容易受到环境的干扰，那么在未来PLC技术的发展过程中，也将逐渐从模拟信号传输转化为抗干扰能力更强的数字信号传输模式中，进而保证各个控制站之间都能及时获取准确的信息。

随着电子芯片技术的不断发展，芯片中能够承载的软件也将变得更为强大，因此通过软件对系统进行控制也将成为PLC控制系统的主要发展方向，模块化的软件也将让企业能够更为灵活地按照自己的需求对控制系统进行扩展和改造，为企业生产技术更新与升级创造良好条件。

6.总结

综上所述，PLC控制系统在煤炭洗选设备中的应用对于我国煤炭行业发展有着重要的意义。想要真正做好相关系统的设计工作，需要技术人员能够深入了解PLC技术以及PLC控制系统在煤炭洗选设备中的应用趋势，同时能够明确煤炭洗选系统的组成以及生产工艺，按照原煤系统、储煤仓的高低位控制等系统控制要求，做好PLC系统的设计、检测装置的选择、输送带跑偏检测装置、输送带打滑装置等应用工作。与此同时，技术人员也需要积极学习各类生产技术以及控制技术，在实际工作中做到举一反三，实现多技术共同配合完成生产系统控制工作，提升企业生产效率以及生产安全水平，为企业的发展奠定坚实的技术基础，并推动行业相关技术的不断发展。