基于PLC 控制技术的输送煤皮带自动冲刷系统研究

徐志刚， 于建章， 王 涛， 武 勇， 刘纪才

（山东能源内蒙古盛鲁电力有限公司， 山东 济南 250000）

0 引言

随着科技的不断发展和进步， 煤炭是我国主要的能源资源之一， 而煤炭中的杂质对于热值和质量有很大的影响，因此需要进行冲洗。 煤炭的冲洗过程需要对水量、水压、水温等参数进行严格的控制，以达到最佳的冲洗效果。然而，传统的人工冲洗方式存在效率低、不易控制、浪费资源等问题，不能满足现代化生产的要求。 因此，研究智能化的冲洗技术已经成为当前的研究热点。

智能冲洗技术通过PLC 控制电磁阀， 调节水量大小，实现自动化、无人化、定时定量冲洗。 同时，智能冲洗技术可以对用水量进行监测、统计，为煤炭冲洗过程带来了新的可能性，有助于提高冲洗效率，减少浪费。 大数据和云计算技术已经成为当今信息化时代的重要发展趋势。随着社会的发展和对资源的日益增长需求，智能化技术的需求也越来越强烈。其中，智能冲洗技术是一项重要的技术领域。 它能够有效地解决传统冲洗技术中存在的问题，提高工作效率和经济效益。

本论文旨在研究大数据和云计算技术在智能冲洗技术中的应用，通过探索这些新兴技术的发展，提出一种更加高效和智能的智能冲洗技术解决方案。 同时，本研究还将尝试在运煤皮带冲洗系统中应用该技术， 以验证该技术在实际工作中的效果和应用价值。

1 大数据和云计算技术的综述

1.1 大数据技术概述

随着互联网的快速发展和智能化技术的不断进步，人们已经进入了一个大数据时代。 大数据技术主要是一种数据处理和分析的新兴技术， 能够有效地帮助人们从海量数据中提取有用的信息和知识，进而支持决策和创新。其主要特点包括数据量大、多样化、高速度和高复杂度等。

大数据技术主要包括数据采集、存储、处理、分析和展示等环节。 数据采集主要是通过传感器、物联网设备等各种设备采集数据。 数据存储则是将采集到的数据存储在大数据平台中，如Hadoop 等。 数据处理和分析主要是针对存储在平台中的数据进行处理和分析， 包括数据清洗、数据挖掘、机器学习、人工智能等。 展示则是将分析的结果以图形、表格等形式进行展示，便于用户进行决策。

1.2 云计算技术概述

云计算技术是一种将计算机资源（如存储、处理、网络等）通过互联网进行共享和交付的技术。其主要特点包括可扩展性、弹性、高可用性、灵活性和低成本等。

云计算技术主要包括三种服务模式： 基础设施即服务（Infrastructure as a Service，IaaS）、平台即服务（Platform as a Service，PaaS） 和软件即服务 （Software as a Service，SaaS）。 其中，IaaS 主要是提供基础的计算机、存储和网络等基础设施；PaaS 则是提供一些开发和运行环境；SaaS则是提供一些应用程序和服务。

1.3 大数据与云计算的关系

大数据与云计算是密不可分的。 大数据需要强大的计算和存储能力来支持数据的采集、处理和分析。而云计算则提供了这些能力。同时，云计算也可以通过提供弹性计算、弹性存储等服务来支持大数据技术的发展。

另外，大数据和云计算也可以相互促进。云计算提供了基础设施和平台服务， 大数据则通过分析和挖掘数据为云计算提供了更多的应用场景和业务需求。

2 智能冲洗技术的研究和实现

2.1 智能冲洗技术的原理和流程

智能冲洗技术主要是利用先进的控制技术和传感器技术，通过对系统中的各种参数进行监测和控制，实现智能化的冲洗操作。 其主要原理是通过传感器采集皮带系统中的各种数据，如水压、流量、温度、pH 值等，对皮带进行精细控制。 具体的流程如下：

传感器采集数据：皮带运行时，传感器实时采集皮带系统中的各种数据，如水压、流量、温度、pH 值等。

数据传输：将采集到的数据传输到控制中心，进行处理和分析。

控制中心处理数据：对采集到的数据进行清洗、筛选和加工等处理，得到有效的数据。

判断控制条件： 通过判断采集到的数据和设定的控制条件，判断是否需要进行冲洗操作。

控制阀门：根据决策结果，控制电磁阀门的开关，调节水流量和水压等参数。

完成冲洗：根据设定的冲洗时间和次数，完成对皮带的冲洗。

2.2 PLC 控制技术介绍

PLC（Programmable Logic Controller）可编程逻辑控制器，是一种工业自动化控制设备。PLC 控制技术主要是通过PLC 控制器对设备的输入输出（I/O）进行控制，实现自动化控制。其主要特点是可编程、可扩展、稳定可靠和灵活性强。

在智能冲洗技术中，PLC 控制器主要负责控制阀门的开关和水流量等参数的调节。通过编写控制程序，对采集到的数据进行分析和决策，实现对皮带的精细控制。

2.3 电磁阀控制技术介绍

电磁阀是一种常用的控制元件，主要用于控制液压、气动等工业设备的开关。在智能冲洗技术中，电磁阀主要用于控制水流量和水压等参数。 其主要特点是响应速度快、控制精度高、可靠性好等。

2.4 运煤皮带冲洗系统实现

智能冲洗技术在运煤皮带冲洗系统中的应用，需要对现有的系统进行改造和升级。主要包括：①数据采集系统：安装传感器和数据采集装置，对皮带系统中的各种参数进行实时采集；②控制系统：设计和编写PLC 控制程序，控制阀门的开关和水流量等参数的调节； ③电磁阀控制系统：安装电磁阀和水管等设备， 控制水流量和水压等参数；④冲洗系统：安装喷头和冲洗装置，完成对皮带的冲洗操作；⑤数据处理和分析系统： 将采集到的数据传输到控制中心，进行数据处理和分析，得到有效的决策结果。

通过对运煤皮带冲洗系统的改造和升级， 可以实现对皮带的精细控制，提高冲洗的效率和效果。

3 大数据在智能冲洗技术中的应用

3.1 大数据技术在智能冲洗技术中的作用

大数据技术在智能冲洗技术中有着重要的作用。 通过对采集到的数据进行处理和分析， 可以得到皮带系统中各种参数的变化趋势和规律，进而进行决策和优化。主要包括以下方面：

（1）用水量监测与统计：通过对采集到的数据进行分析， 可以实现对皮带冲洗过程中的水流量进行监测和统计，帮助企业掌握用水情况，减少浪费，提高水资源利用率。

（2）数据分析与决策支持：通过对采集到的数据进行分析， 可以得到皮带系统中各种参数的变化趋势和规律，从而进行决策和优化。例如，根据皮带系统中的PH 值和温度等参数，可以调整水流量和水压等参数，提高冲洗效果。

3.2 数据分析与决策支持

数据分析与决策支持是大数据技术在智能冲洗技术中的重要应用之一。通过对采集到的数据进行分析，可以得到皮带系统中各种参数的变化趋势和规律， 进而进行决策和优化。 例如，根据皮带系统中的PH 值和温度等参数，可以调整水流量和水压等参数，提高冲洗效果。

另外， 大数据技术还可以帮助企业进行风险评估和预警，及时发现并解决潜在的问题，减少损失和风险。

4 智能冲洗技术的实验和测试

为了验证智能冲洗技术在运煤皮带冲洗系统中的效果和优势，需要进行实验和测试。主要包括：①实验设计：设计合理的实验方案和流程， 包括数据采集、 数据处理和分析、冲洗操作等；②测试样本选取：选择合适的测试样本，进行实验和测试；③数据采集和处理：通过传感器和数据采集装置， 实时采集数据，并进行处理和分析；④冲洗操作：根据实验方案和流程，进行冲洗操作；⑤测试结果分析：根据采集到的数据和实验结果，分析智能冲洗技术的效果和优势。

5 结论

通过对运煤皮带冲洗系统的改造和升级， 应用智能冲洗技术，可以实现对皮带的精细控制，提高冲洗的效率和效果。大数据技术和云计算技术的应用，进一步提高了智能冲洗技术的精准性和效率， 为企业节约了大量的成本和资源。因此，智能冲洗技术在现代工业生产中具有广泛的应用前景。

目前，智能冲洗技术在工业生产中的应用还有很大的发展空间。 未来，可以从以下几个方面进行研究和探索：

（1）智能化升级：通过引入人工智能、物联网等新技术，进一步提高智能冲洗技术的智能化程度，实现更加精细和自动化的控制。

（2）多场景应用：智能冲洗技术不仅可以应用于运煤皮带冲洗系统，还可以应用于其他领域，如工业水处理、环境治理等，具有广泛的应用前景。

（3）安全性和可靠性：在智能冲洗技术的应用中，需要重视安全性和可靠性的问题， 加强数据安全和隐私保护，保证设备的稳定运行和数据的安全性。

（4）节能减排：智能冲洗技术的应用可以帮助企业减少用水量、降低污染排放，实现节能减排，为可持续发展做出贡献。

综上所述，智能冲洗技术是一项非常有前景的技术，在现代工业生产中具有广泛的应用前景。 随着科技的不断发展，智能冲洗技术还将得到进一步的提升和发展。