基于PLC的集中控制系統在選煤廠的應用

姚慧琳

華晉焦煤有限責任公司沙曲選煤廠

基于PLC的集中控制系統在選煤廠的應用

姚慧琳

華晉焦煤有限責任公司沙曲選煤廠

隨著經濟社會的發展，選煤廠自動化水平也在不斷提高，可編程控制在選煤廠的廣泛應用給煤炭企業帶來了巨大效益，本文概述了沙曲選煤廠生產工藝過程的特點，著重介紹了基于PLC的集中控制系統的結構、工作原理及主要功能，實踐表明，該系統的應用有效地提高了沙曲選煤廠的生產效率。

選煤廠；PLC；集中控制

一、概述

沙曲選煤廠采用脫泥有壓兩產品重介旋流器主再洗分選，煤泥浮選、浮精加壓過濾脫水、尾煤采用隔膜式壓濾機脫水聯合工藝流程，全廠生產控制系統由集控系統、密度控制系統、桶位自動控制、浮選加藥自動化系統、濃縮車間加藥自動化系統等組成，實現了全廠生產自動化管理。

二、系統組成

2.1 上位機部分

上位機組態軟件選用美國GE公司的IFIX 5.5組態軟件，工作于Window 7旗艦系統，實現圖形監控、動態圖形顯示、歷史數據采集管理、狀態趨勢圖、自診斷、報警等諸多功能，實現數據的共享與傳播；工控機采用研華工控機；集控室計算機設備采用30KVA-1h UPS電源供電，保證了集控室內生產集控系統及工業電視等系統運行的穩定性和可靠性；上位機與下位機系統通過以太網進行通訊，提高系統的通訊速率及安全性，進而提高系統的實時性和穩定性。

2.2 PLC部分

PLC控制設備采用AB-ControlLogix系列的PLC，采用主站分站集控控制模式，通過光纜環網的數據高速穩定的實時交換，極大的提高了整個系統的穩定性和可操作性，整個系統具有極大的穩定性和可操作性。PLC的CPU采用冗余結構，極大限度的保證了PLC系統的可靠運行。PLC控制系統監測監控范圍包括生產集控系統內的主要機電設備及現場的檢測計量儀器儀表。PLC控制柜內安裝PLC控制模塊、24VDC開關電源、I/O分站模塊及隔離繼電器，柜內空氣開關采用施耐德產品，保證了控制系統操作的穩定性和可靠性。

2.3 現場控制及檢測部分

現場配置就地控制箱，主要作用是提供靈活的控制功能，單電機起停設備采用控制按鈕盒控制，多個電機起停的設備采用控制箱控制，有隔爆要求的采用隔爆控制按鈕盒和隔爆控制箱。

三、系統工作過程

3.1 系統控制方式

(1)集中自動控制：在該控制方式下，所有操作均可通過上位機進行操作，運行人員根據工藝要求可在顯示器上調出預選流程菜單，當程序選擇無誤且組成一條完整的流程時，顯示器上出現預選信號，擋板及現場信號全部到位后，系統發出允許啟動信號，所有設備按逆流方式啟動，設備啟動前要發出預警信號。

(2)集中手動控制方式：該控制方式分為連鎖手動和解鎖手動，連鎖手動是指操作人員在上位機上通過PLC完成，操作人員根據運行要求在上位機上調出相應畫面，進行對選好的流程之中的設備按連鎖方式逆煤流逐臺起車。按順煤流方向逐臺停車，解鎖手動操作，也在上位機進行操作，此時無任何連鎖關系，可啟停任何設備。

(3)就地操作方式：就地操作方式為解鎖手動方式，是在就地按鈕盒上進行操作。控制系統在現場設有僅供設備檢修的啟停按鈕及事故緊急停車拉線開關。對一些不能納入集中控制的設備及設施，也按就地操作設置，配有狀態指示燈等。

(4)現場急停：不論在哪種控制方式下，對正在運行的參控設備，按下其對應的就地按鈕盒上的緊急停止按鈕，該設備即停止運行。對于有拉繩閉鎖開關的帶式輸送機而言，在帶式輸送機沿線拉動拉繩開關，也可實現設備的緊急停車。此功能用于生產時確保安全。

3.2 工藝流程選擇、設置及啟、停控制功能

(1)啟車前的操作過程。集中控制下PLC執行用戶程序的全部功能，就地方式下，PLC僅執行模擬顯示功能，集中手動方式下，在集控室實現逐臺設備的啟停，并有聯鎖，解鎖功能；當任選一煤流后，PLC要檢測所有輸入狀態，判斷參與該流程控制的溜槽位置，設備工作狀態，以及保護點狀態等是否滿足起車條件。

(2)啟車過程控制：當前述指令操作完成，系統準備就緒，操作員由系統發出啟車令，所選系統將在指定的啟車狀態方式下進入控制過程。

(3)系統運行中的閉鎖及控制。在運行過程中出現故障，逆煤流閉鎖保護，報警；對各保護運行參數實時監測；系統中各調節過程中的實時控制；調度人員和崗位人員都可隨時解除某個系統和設備運行；對不需要參與順序啟車或難于進入順序啟車的設備，可在啟車前或任一時刻在控制室內控制該設備；對系統有效工作時間的各種參數自動統計顯示；系統運行過程中現場可隨時實現設備緊急停車。

(4)停車過程控制。當系統任一流程發出停車指令后，PLC將按用戶程序停車，完成閉鎖控制，確保設備停車后不出現堵料現象；在停車過程中某臺設備故障如無備用設備可轉換，受其閉鎖的設備應立即停車，不受閉鎖設備仍按程序停車；設備的停車時間設置按本臺設備的存料處理完畢最小時間設定，減少設備空載運行時間；因可能停車造成設備存料或設備急停造成跑水，跑料使現場環境惡化，除本設備立即停車外，影響其它相關設備故障閉鎖停車時，要設計這些設備按一定時間延時停車。上料設備立即停車，現場不參與集控設備要及時開車，保證影響范圍盡量減少。

(5)故障及報警處理。當發生緊急故障時，要具備緊急停車功能，停故障設備之前，工作流程中的設備要及時停車，最大限度減少損失；當現場設備發生異常時，控制系統發出事故信號，采取語言報警和燈光報警，明確指出故障設備所處的系統地點，對一般事故只做報警(如皮帶1級跑偏等類似事故)，對影響人身安全和設備安全要直接停車；系統運行過程中現場可隨時按下緊急停車按鈕，實現該設備停車；實時采集檢測生產過程的工藝參數并對異常參數實時報警；實時記錄開關量變化。

四、結束語

選煤廠基于PLC的集中控制系統的投入使用，大大提高了沙曲選煤廠的管理水平，減輕了工人的勞動強度，該系統可靠性強、故障率低，易于維護和管理，為沙曲選煤廠創造了顯著的經濟效益和社會效益。

[1]王昆；淺析選煤廠生產集控系統[J]；科技創新導報；2011年22期。

[2]崔莉莉，陳相輝，李辛；基于PLC的集中控制系統在城郊選煤廠的應用，煤炭技術，2008。