PLC技術(shù)在選煤廠自動(dòng)控制系統(tǒng)的應(yīng)用探析

房憲陶　張國(guó)華

【摘? 要】社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和科技的進(jìn)步，PLC技術(shù)在各行業(yè)得到廣泛應(yīng)用。：在選煤廠實(shí)際發(fā)展的過(guò)程中，以往的技術(shù)方式已經(jīng)不能滿足當(dāng)前的時(shí)代發(fā)展需求，應(yīng)轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的工作方式，將先進(jìn)技術(shù)應(yīng)用其中，更好的探索自動(dòng)化技術(shù)方式。本文就PLC技術(shù)在選煤廠自動(dòng)控制系統(tǒng)的應(yīng)用展開探討。

【關(guān)鍵詞】PLC技術(shù);選煤廠自動(dòng)控制系統(tǒng);應(yīng)用

引言

選煤的目的是將原煤用機(jī)械方法除去其中有害物質(zhì)，得到符合質(zhì)量要求的商品煤，滿足各類工業(yè)用煤的質(zhì)量要求。近年來(lái)，我國(guó)選煤工業(yè)迅猛發(fā)展，選煤廠家數(shù)量增加，選煤技術(shù)進(jìn)一步加快;但仍存在不少問(wèn)題，尤其是選煤設(shè)備可靠性差、自動(dòng)化水平低、嚴(yán)重影響著商品煤的質(zhì)量和產(chǎn)量。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、集散控制技術(shù)、PLC等高新技術(shù)的不斷發(fā)展，為選煤過(guò)程自動(dòng)化奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

1選煤工藝以及相關(guān)的控制設(shè)備分析

對(duì)于選煤廠而言，在實(shí)際發(fā)展的過(guò)程中多采用跳汰洗煤相關(guān)的工藝技術(shù)，設(shè)計(jì)產(chǎn)量一般都是每年原煤洗脫90萬(wàn)噸左右，機(jī)械設(shè)備的應(yīng)用呈現(xiàn)多元化特點(diǎn)，其中主要包含往復(fù)類型給煤機(jī)設(shè)備、帶式的輸送機(jī)設(shè)備、跳汰設(shè)備、離心機(jī)設(shè)備、壓濾機(jī)設(shè)備以及濃縮機(jī)設(shè)備等。而在自動(dòng)化控制設(shè)備方面，主要就是順啟類型、順停類型、急停類型以及事故停車類型的功能。其中，順啟主要就是在設(shè)備運(yùn)行的過(guò)程中，按照逆向的成組特點(diǎn)亦或是逐臺(tái)依次停車的特點(diǎn)等運(yùn)行;急停主要就是設(shè)備出現(xiàn)同時(shí)停止的現(xiàn)象;事故停車就是在設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中如若出現(xiàn)了故障問(wèn)題，前面機(jī)械設(shè)備會(huì)同時(shí)的進(jìn)行停車。在每臺(tái)設(shè)備運(yùn)行的過(guò)程中，都有著獨(dú)特的控制功能，主要應(yīng)用在檢修工作中以及緊急情況中。

2選煤自動(dòng)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

從構(gòu)成來(lái)看，以PLC為基礎(chǔ)的自動(dòng)式選煤系統(tǒng)主要可以分為計(jì)算機(jī)、傳感器、天線以及無(wú)線訊號(hào)傳輸?shù)葞状蟛糠帧Ｔ撓到y(tǒng)中上位機(jī)的型號(hào)為iFIX，而且其內(nèi)部帶有對(duì)應(yīng)的鏈接單元。（1）DCS通信。iFIX是本系統(tǒng)選用的上位組態(tài)軟件，其中間安裝有兩個(gè)交換機(jī)，而且交換機(jī)利用光纜與DCS輔網(wǎng)進(jìn)行了連接。目前主要想利用PLC設(shè)置“遠(yuǎn)端/就地”的控制方式位，其中0與1分別對(duì)應(yīng)遠(yuǎn)端與就地兩項(xiàng)控制，即DCS與iFIX兩項(xiàng)控制。按照OPCSERVER方案進(jìn)行設(shè)計(jì)，采用該設(shè)計(jì)辦法時(shí)只需將軟件OPCSERVER安裝于上位機(jī)上，同時(shí)用OPC通信模塊替代原本的PLC模塊。此外要在DCS操作站以及上位機(jī)兩設(shè)備上安裝專業(yè)的以太網(wǎng)卡。按照該方案進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)無(wú)論P(yáng)LC、DCS還是iFIX均只需與OPCSERVER進(jìn)行通信和信息交換。系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)可以將OPCSERVER與iFIX系統(tǒng)安裝在同一臺(tái)計(jì)算機(jī)上運(yùn)行，但需要注意的是該計(jì)算機(jī)必須要達(dá)到服務(wù)器級(jí)別，只有該級(jí)別的計(jì)算機(jī)才能同時(shí)支持兩個(gè)系統(tǒng)的正常運(yùn)行。（2）傳輸無(wú)線數(shù)據(jù)模塊。該系統(tǒng)中數(shù)據(jù)傳輸模塊被視為計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)拿浇楹涂梢赃M(jìn)行編程的特殊控制裝置。為確保相關(guān)模塊同計(jì)算機(jī)、PLC的正常通信要選擇相關(guān)的串口。將該模塊同PLC以及計(jì)算機(jī)進(jìn)行連接時(shí)可選擇簡(jiǎn)單的三線式連接，該連接辦法雖然相對(duì)簡(jiǎn)單但完全可以滿足系統(tǒng)的相關(guān)工作需求。

3PLC技術(shù)在選煤廠自動(dòng)控制系統(tǒng)中組成配置分析

對(duì)于自動(dòng)控制系統(tǒng)而言，其中主要是PLC設(shè)備以及控制站設(shè)備、swtch設(shè)備等組合而成。其中，有工程師站以及操作員站的設(shè)備，主要利用相關(guān)操作系統(tǒng)進(jìn)行處理，并且包括遠(yuǎn)程的I/O站組成集散控制系統(tǒng)。對(duì)于場(chǎng)區(qū)面積而言，一般情況下很小，只有兩個(gè)左右的配電室，將I/O站以及PLC主機(jī)應(yīng)用其中，有利于進(jìn)行機(jī)柜的分析以及調(diào)查，更好的進(jìn)行主廠配電室處理。一般情況下，會(huì)將遠(yuǎn)程的I/O占與機(jī)柜有機(jī)整合，設(shè)置配電室結(jié)構(gòu)，并且根據(jù)控制站的實(shí)際運(yùn)行特點(diǎn)以及需求進(jìn)行研究分析，利用工業(yè)以太網(wǎng)的形式進(jìn)行設(shè)計(jì)處理。為了完善PLC技術(shù)在選煤廠自動(dòng)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用功能，在實(shí)際工作中應(yīng)編制完善的計(jì)劃方案，對(duì)其進(jìn)行多方面的整改以及完善，確保提升選煤廠的自動(dòng)化控制系統(tǒng)運(yùn)行水平，保證符合目前的處理標(biāo)準(zhǔn)。

3.1集中控制啟車

先由控制室向現(xiàn)場(chǎng)發(fā)送啟車預(yù)警信號(hào)（現(xiàn)場(chǎng)喇叭鳴響3min），預(yù)警結(jié)束后在操作員站上點(diǎn)擊啟車命令，系統(tǒng)中的設(shè)備按逆煤流方向、閉鎖關(guān)系和一定的時(shí)間間隔依次啟動(dòng)，考慮到電網(wǎng)的承受能力，設(shè)備啟車間隔以10～20s為宜。啟車過(guò)程中，若發(fā)現(xiàn)異常時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)和控制站均能終止啟車過(guò)程。

3.2上位機(jī)程序編寫

從功能來(lái)看上位機(jī)主要負(fù)責(zé)檢測(cè)與控制系統(tǒng)控制區(qū)域內(nèi)的生產(chǎn)流程和相關(guān)設(shè)備，需要注意的是各個(gè)選煤系統(tǒng)均是相互獨(dú)立的，它們相互之間并不進(jìn)行信息的交換與傳輸。所以當(dāng)前系統(tǒng)的上位機(jī)主要利用主從通信的辦法進(jìn)行信息傳輸。考慮到實(shí)際情況與需求，本系統(tǒng)最終選用了MSCOMM通信控制單元，其主要特點(diǎn)為可以借助串口來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的收發(fā)，而且能夠?qū)Υ谶M(jìn)行初始化操作。對(duì)上位機(jī)的各個(gè)程序進(jìn)行編寫時(shí)其所用編程語(yǔ)言為VB，借助該語(yǔ)言來(lái)編寫和構(gòu)建所需的程序及數(shù)據(jù)庫(kù)。有一點(diǎn)需要格外注意，即要確保通信程序所發(fā)出的各項(xiàng)指令必須要在格式上與上機(jī)位的通信協(xié)議一致。運(yùn)行過(guò)程中上機(jī)位將收到由PLC分機(jī)所發(fā)送的響應(yīng)幀，此時(shí)上機(jī)位安裝的程序需要根據(jù)該響應(yīng)幀的具體格式對(duì)信息進(jìn)行識(shí)別等相關(guān)操作。只有按照上述辦法與過(guò)程才能及時(shí)對(duì)信息進(jìn)行識(shí)別與篩分，才能最終完成訊息的交換與傳輸。

3.3集中控制停車

若接到停車命令后，在操作員站上點(diǎn)擊停車命令，設(shè)備按順序流方向逐臺(tái)停車，為保證每臺(tái)設(shè)備上的煤運(yùn)送干凈，又不使停車時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，需要根據(jù)煤的流速，設(shè)置各臺(tái)設(shè)備停車的間隔時(shí)間。

3.4做好事故方面的停車管理工作

在事故停車管理方面，為了更好的采用PLC技術(shù)進(jìn)行選煤廠的自動(dòng)化控制系統(tǒng)管控協(xié)調(diào)，需要總結(jié)豐富經(jīng)驗(yàn)，將PLC技術(shù)深入的應(yīng)用在自動(dòng)化控制系統(tǒng)中，增強(qiáng)各類系統(tǒng)的運(yùn)行效果。

3.5PLC程序編寫

當(dāng)不同位置處的響應(yīng)幀自動(dòng)形成了PLC鏈接單元，此時(shí)PLC內(nèi)的各個(gè)用戶即可不必進(jìn)行通信程序的編寫。所以分析和處理模擬量數(shù)據(jù)信息是編寫PLC程序的核心目的。由于借助傳輸模塊對(duì)信息進(jìn)行輸出后，其最終的模擬量訊息同原始數(shù)據(jù)存在一定差異，因此為解決該問(wèn)題需要綜合實(shí)際情況針對(duì)傳輸?shù)男畔⒆龀鱿鄳?yīng)的分析和處理。需要進(jìn)行注意的是掉電信號(hào)與警報(bào)信號(hào)分別為數(shù)字跳變與脈沖式信號(hào)。綜上所述，當(dāng)上述問(wèn)題發(fā)生時(shí)，必須要確保報(bào)警時(shí)間足夠長(zhǎng)，只有如此才可以保證工作人員能夠在第一時(shí)間收到和發(fā)現(xiàn)該信號(hào)，從而注意到其警示的問(wèn)題。

3.6做好相關(guān)的控制子系統(tǒng)處理工作

對(duì)于控制子系統(tǒng)而言，需要重點(diǎn)關(guān)注監(jiān)控中心工作、OLC主站處理工作及從站處理工作等，保證工程師站以及相關(guān)現(xiàn)場(chǎng)終端各方面管理控制工作符合規(guī)定。在此工作中還需安排中控室進(jìn)行系統(tǒng)的監(jiān)控處理。與此同時(shí)，工程師站的相關(guān)工作中，還需進(jìn)行系統(tǒng)的查看以及修改處理，提升終端的操作站監(jiān)控工作效果。

結(jié)語(yǔ)

綜上所述，對(duì)于選煤廠的自動(dòng)化控制系統(tǒng)而言，在實(shí)際管理的過(guò)程中，應(yīng)合理使用PLC技術(shù)開展工作，編制完善的技術(shù)應(yīng)用計(jì)劃方案，通過(guò)科學(xué)化的方式充分發(fā)揮PLC技術(shù)的積極作用，提升整體自動(dòng)控制系統(tǒng)運(yùn)行水平。

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