PLC在焦化厂备煤及配煤自动化系统中的应用

涂宇帆

传统的备煤、配煤系统有着生产成本较高等缺点，并且严重的阻碍了焦化厂的现代化及其可持续发展。随着我国经济的不断发展，各个企业为了在市场中竞争中占据优势，只有不断地更新、升级厂内的生产设备，引进先进的自动化控制管理，提升企业的生产能力，降低生产成本，才能够真正地在激烈的市场竞争中占据优势，完成企业所制定的生产目标。而PLC自动化控制系统能够有效地为焦化厂实现备煤、配煤的自动化，在备煤、配煤环节实现自动化的同时还能保证在生产过程中所需煤的质量，降低工厂的生产成本，从而达到真正的实现备煤、配煤一体化，促进焦化厂的现代化发展。PLC在焦化厂备煤、配煤自动化系统中的应用能够解决在备煤、配煤过程中门型吊车和取料车的使用，从而节省大量的人力物力，降低生产成本。除此之外，PLC的应用还能够解决传统煤炭放置的过程中不同煤炭之间产生混乱的问题。

（一）采用露天存放煤炭的方式

在工厂进行焦化过程中需要耗费大量的煤炭，而目前为止，大部分的焦化厂都采取露天存放煤炭的方式，焦化过程中需要的大量煤炭被堆放在室外，不仅占用了大量的工厂用地，而且还对于工厂安全管理产生了一定的威胁。当一些余留的煤炭并没有得到及时处理时，大量不同质量的煤分开放置也容易出现一些不同质量的煤炭混放在一起，最终则会影响煤炭的燃烧。除此之外，由于大部分的焦化厂都采用露天存放，容易出现煤炭自燃的情况，大量的煤炭堆放，一旦有小部分煤炭出现自燃，则可能会导致工厂发生大面积火灾。因此需要大量的精力以及财力对其进行管理，并且也需要大量的吊车等设备对堆放的煤炭进行转场处理，成本较高，在一定程度上会阻碍企业的发展。

（二）没有实现备煤、配煤自动化

备煤和配煤两个环节在焦化的过程中发挥着非常重要的作用，其能够保证制焦和制气的质量。然而，目前为止，大部分焦化厂只是在配料的这一过程中采取了自动化控制，而并没有对备煤和配煤这两个过程完全地进行自动化控制，严格来说，其仅仅是形成了半自动化控制，而这类半自动化控制在焦化生产的过程中，其制焦和制气的质量得不到保证，不仅耗费大量的人力与财力，最终的质量也没有办法得到保证，而形成完全的自动化控制能够降低其生产成本，提高该企业的生产效益。

图1 备煤控制系统和筛焦控制系统网络结构图

（一）PLC

PLC作为一个数字运算操作电子系统，它是采用可编程的存储器对需要进行操作的实现数值逻辑运算和操作指令的控制，PLC具有先进性，在各个工业领域得到了广泛使用。通常情况下，PLC可编程逻辑控制器就相当于是工业控制计算机系统，并且PLC可编程逻辑控制器基本的硬件结构和普通的工业控制计算机系统的构造并无太大区别.PLC主要是通过控制信号达到正常生产的运营管理。运用PLC独自运行并不能够充分发挥其自身独特的优势，只有依托相关的一些硬件设施，才能够使其运行达到理想的效果。具体PLC控制系统运行如图2所示：

图2 PLC控制系统运行

（二）基于PLC的备煤、配煤自动化系统

PLC所在的备煤配煤自动化系统中，PLC是整个系统的基础核心，此系统主要是收集厂内煤炭的相关数据以及管理和控制整个备煤配煤工作。PLC备煤配煤自动化系统由一台PLC编程器、四台PLC控制器和两台PLC主机组成。四台PLC控制器主要是为了对通讯、基本输出和输入进行控制。PLC备煤配煤系统其结构主要是操作机、基本输入、通讯控制以及控制器四部分。基于PLC的备煤配煤自动化系统采用建立在windows2000 professional版本之上的concept編程软件包。其具有操作容易和复用性强等特点，得到广大用户的喜爱。与此同时，基于PLC的备煤配煤自动化系统能够监控多条生产线的生产过程，能够实现备煤、配煤的自动化控制功能。

（一）确定配煤参数

设计配煤参数是基于PLC的备煤和配煤自动化系统实现配煤管理的必要步骤。设计配煤参数首先需要原煤的一个基础的信息输入自动化系统所控制的电脑之中，再根据实际情况设置配比的参数，将不同的配煤方案进行计算。而后通过上位机这一个媒介将已经制定完成的配煤方案向PLC控制器传输，PLC控制器接收到了配煤方案之后，利用PLC控制器将煤炭进行运输，当煤炭被放入PLC传感器时，传感器能够自动测量出煤炭的重量，传感器将其感应的重量数据传输给称重控制器，最终称重控制器接收到了传感器传输的参数数据，利用所接受的数据确定皮带所运转的速度，实现配煤的功能。

（一）扩展系统功能

PLC所在的备煤配煤自动化系统相较于传统的备煤配煤系统而言，其能够扩展系统的功能，而所扩展的系统功能能够帮助备煤配煤系统更好地运行，其扩展功能有联锁控制、远程监控、故障诊断和权限管理等功能。联锁控制功能能够对工厂设备的运行状态进行识别并且控制;远程监控功能能够实现对工厂的各个生产过程实现远程监控，并且能够实现远程操控工厂内部各种数据的功能;故障诊断功能主要是对工厂内部机器实现自动识别设备是否能够正常运行，是否存在故障，一旦识别机器故障便会自动报警和实现自动修改设备的参数;权限管理功能主要是对PLC备煤、配煤自动化系统进行权限管理，而系统用户一般会被分成操作用户和管理用户两种进行管理，防止系统安全受到威胁，保障系统的安全管理。

（二）优化内容及效果

备煤系统主要就是卸车，将符合焦化生产要求的煤炭进行储存并且对其进行加工。备煤系统进行优化，主要是对从卸车场到煤厂再到配煤室这几条生产线进行研究。PLC可编程控制器具有体积小且功能大的特点，PLC可编程控制器虽然体积小，但是其能够完成顺序逻辑、运动控制、数字运算等复杂的运作程序，并且PLC变成控制器通过输入、输出接口把各种类型的生产机械数字量与各种类型的生产模拟结合，建立相关的联系并且最终实现备煤配煤自动化控制。在PLC备煤配煤自动化系统中，工作人员将自动化管理向中央控制室转变。而中央操作和现场控制实现了独立的运行，在一定程度上提升了自动控制系统的稳定性，使其能够在生产的过程中平稳运行。

（三）管理功能提高

基于PLC的备煤、配煤自动化系统使得一些参数能够在上位监控计算机的工艺流程参数显示。相关的工作人员只需要将煤炭的配比以及水分输入系统，系统便可能根据所输入的数据设定单种煤的流量设定参数，并且将瞬时流量与累积流量显示。将皮带转速搜集到计算机系统即可减少计算量，在此过程中，还能诊断设备运行状态，在一定程度上减少机器故障的发生。除此之外，历史趋势图能够将主要变量的一些变化趋势展现出来并且将其进行储存，能够为备煤、配煤的配比数据分析提供一个有利的条件，从而完善焦化的系统管理。

综上所述，现如今在焦化厂的备煤、配煤系统中，传统的备煤、配煤管理并不能够满足现代化焦化厂发展的需求，因此，为了焦化厂能够得到可持续发展，促进其现代化，企业管理者应该将PLC应用到焦化厂的备煤、配煤系统当中，从而促进焦化厂的生产自动化，将其工厂生产线机器设备进行优化更新，提升焦化厂企业生产效益及其市场竞争力。