PLC在選煤廠電氣自動(dòng)化系統(tǒng)中的應(yīng)用

文/王振安

選煤廠的主要工作是選擇高質(zhì)量的煤炭資源，并保障煤炭產(chǎn)量，因此，在日常的生產(chǎn)活動(dòng)中，其需要保障工藝運(yùn)行的連續(xù)性，但是隨著社會(huì)煤炭需求量的不斷提升，選煤廠的日工作量有了顯著的增長(zhǎng)，導(dǎo)致諸多設(shè)備都處于高負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)，容易因運(yùn)行異?；蚬收蠈?dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行效率受到影響；而且當(dāng)前分散式的控制并不能保障工藝控制的連續(xù)性，因此，實(shí)現(xiàn)PLC 在選煤廠電氣自動(dòng)化系統(tǒng)中的應(yīng)用可以根據(jù)選煤廠發(fā)展需要，選擇有針對(duì)性的控制方案保障生產(chǎn)活動(dòng)的穩(wěn)定性，從而實(shí)現(xiàn)提升選煤廠生產(chǎn)效率的目標(biāo)。

1 PLC控制方式分析

PLC 是一種由存儲(chǔ)器、CPU、輸入系統(tǒng)、輸出系統(tǒng)共同組成的控制系統(tǒng)，其中CPU 為核心，可以基于用戶(hù)指令自動(dòng)化執(zhí)行與操作，以便快速、準(zhǔn)確的完成控制任務(wù)，在電氣自動(dòng)化系統(tǒng)中的應(yīng)用改進(jìn)了傳統(tǒng)的邏輯式控制模式；同時(shí)，PLC 具有可編程的功能，可以直接通過(guò)控制主機(jī)程序的修改改變控制方案與策略，以便保障選煤廠生產(chǎn)全過(guò)程的有針對(duì)性控制。目前，PLC 的出現(xiàn)為選煤廠實(shí)現(xiàn)電氣一體化提供了充足的支持，可以實(shí)現(xiàn)24 小時(shí)無(wú)間斷的連續(xù)監(jiān)控與控制，提升了生產(chǎn)的穩(wěn)定與效率。從PLC 當(dāng)前的發(fā)展來(lái)看，主要有以下兩種形式：

1.1 分布控制

分布控制形式PLC的構(gòu)成部分包括主機(jī)、上位機(jī)、生產(chǎn)環(huán)節(jié)微機(jī)分站，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)生產(chǎn)系統(tǒng)的多級(jí)別分布控制，但是也需要通過(guò)CPU 保障每項(xiàng)單獨(dú)控制任務(wù)的獨(dú)立完成。PLC分布控制具有速度快、信號(hào)處理時(shí)間短等優(yōu)勢(shì)，目前多應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)中安全控制上。具體來(lái)講，PLC 控制中所有信號(hào)都采用了光電隔離，能夠識(shí)別外電路以及內(nèi)電路產(chǎn)生的電氣，并實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)隔離，而且在諸多大型控制系統(tǒng)中，通過(guò)雙處理器或三處理器構(gòu)成冗余系統(tǒng)，可以大大提升控制系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性與可靠性。

這種分布控制形式是目前選煤廠應(yīng)用的主要形式，其可以結(jié)合選煤廠的生產(chǎn)需要實(shí)現(xiàn)保障生產(chǎn)系統(tǒng)安全可靠運(yùn)行、獨(dú)立分站控制、主機(jī)與分站信息及時(shí)傳遞與反饋等功能，保障控制指令快速被執(zhí)行，但是這種控制形成在高負(fù)荷的運(yùn)行現(xiàn)狀下也體現(xiàn)出了諸多缺陷。

1.2 集中控制

PLC 集中控制適合各種生產(chǎn)環(huán)境以及控制要求中，其可以通過(guò)控制獨(dú)立顯示每個(gè)部分以及每個(gè)環(huán)節(jié)的運(yùn)行情況與故障情況，便于工作人員集中對(duì)信息進(jìn)行匯總以及情況反饋，可以從系統(tǒng)運(yùn)行的整體了解系統(tǒng)狀態(tài)，與其它控制方式相比，PLC 集中控制具有控制效率高、無(wú)觸點(diǎn)等不可比擬的優(yōu)勢(shì)。

在選煤廠電氣自動(dòng)化中應(yīng)用PLC 集中控制，是指利用1 臺(tái)主機(jī)對(duì)選煤廠所有生產(chǎn)環(huán)節(jié)展開(kāi)控制，可以在控制室內(nèi)根據(jù)在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)采集的信息下達(dá)控制指令，以便保障控制的及時(shí)性，這種控制方式大大提升了電氣自動(dòng)化控制的靈活性。但是PLC 集中控制的缺陷也十分突出，其全過(guò)程中雖然可以基于1 臺(tái)主機(jī)展開(kāi)控制，提升控制效率，但是如果主機(jī)出現(xiàn)故障則導(dǎo)致控制無(wú)法順利進(jìn)行。同時(shí)，集中控制中需要復(fù)雜的元件連接、電纜連接保障信息的傳遞，這會(huì)影響后續(xù)系統(tǒng)的擴(kuò)展。此外，計(jì)算機(jī)的運(yùn)行始終受到風(fēng)險(xiǎn)因素的威脅，尤其是軟件運(yùn)行中容易受到病毒的攻擊，因此，選煤廠日常需要支付高昂的費(fèi)用進(jìn)行系統(tǒng)維護(hù)以及軟件升級(jí)，這大大增加了運(yùn)營(yíng)成本。

2 PLC在選煤廠電氣自動(dòng)化系統(tǒng)中的應(yīng)用

在PLC 應(yīng)用過(guò)程中，應(yīng)根據(jù)選煤廠的實(shí)際情況進(jìn)行控制系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)，其中必須具備兩個(gè)主站以及三個(gè)次要站點(diǎn)，主要可以為現(xiàn)場(chǎng)配電室，發(fā)揮監(jiān)控機(jī)械設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)以及控制機(jī)械設(shè)備運(yùn)行的作用，以便保障設(shè)備的安全、穩(wěn)定運(yùn)行，主站可以通過(guò)串聯(lián)參控設(shè)備的方式進(jìn)行電路設(shè)計(jì)以及就地控制箱的安裝，其可以便于另一主站通過(guò)遠(yuǎn)程控制的方式對(duì)電子自動(dòng)化進(jìn)行控制，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障、控制故障，降低故障造成的損失。選煤廠在設(shè)計(jì)PLC 自動(dòng)化控制系統(tǒng)中人機(jī)界面的設(shè)計(jì)上，應(yīng)采用組態(tài)軟件WinCC 作為監(jiān)控界面的主要軟件，并根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)布置的要求，提升人機(jī)界面設(shè)計(jì)的人性化，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)運(yùn)行的非正常狀態(tài)，以便控制人員及時(shí)傳遞控制指令。具體來(lái)講，PLC 在選煤廠電氣自動(dòng)化系統(tǒng)中的應(yīng)用可以從以下方面展開(kāi)：

2.1 抵抗電源干擾

PLC的應(yīng)用可以發(fā)揮凈化交流電的作用，消除電氣系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中工頻產(chǎn)生的干擾，并通過(guò)雙層交流凈化電源可以發(fā)揮出屏蔽保護(hù)的作用。具體來(lái)講，先通過(guò)安裝屏蔽電纜、局部屏蔽裝置、高壓泄放元件等抑制電源產(chǎn)生的干擾；同時(shí)，安裝具有良好性能的隔離裝置或電源，并配合合理的布線降低電源對(duì)線路運(yùn)行的干擾；電源產(chǎn)生的影響會(huì)導(dǎo)致電壓出現(xiàn)毛刺或畸變等情況，從而影響PLC 控制的精準(zhǔn)性，如果條件允許可以使用自身帶有屏蔽層的隔離變壓器裝置，或在LC 中輸入濾波電路，降低電源對(duì)地面間以及設(shè)備產(chǎn)生的干擾；此外，為了降低電源干擾應(yīng)保障線路之間的平行，從而降低線路的阻抗，也能發(fā)揮出抑制電源影響的作用。

2.2 操作與控制

為了避免生產(chǎn)過(guò)程中出現(xiàn)煤炭壓死設(shè)備的情況，從控制原則上來(lái)講，應(yīng)逐臺(tái)啟動(dòng)逆煤流，這種方式使設(shè)備的運(yùn)行出現(xiàn)了延遲，可以避免堆煤現(xiàn)象的出現(xiàn)，并減少設(shè)備同時(shí)啟動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的沖擊波。因此，可以采取集中控制或就地控制兩種方式，保障控制工作的有效性。其中集中控制主要是通過(guò)調(diào)度室中的上位機(jī)對(duì)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行操控，可以直觀的根據(jù)系統(tǒng)的運(yùn)行情況對(duì)設(shè)備的啟動(dòng)、停止進(jìn)行操作。而就地控制則需要先通過(guò)單臺(tái)設(shè)備的調(diào)試，保障其滿足設(shè)備的運(yùn)行需要后再展開(kāi)控制。

2.3 調(diào)控耦合電壓

（1）傳統(tǒng)控制模式中由于模擬信號(hào)不強(qiáng)、參數(shù)過(guò)于分布等情況導(dǎo)致干擾信號(hào)的負(fù)面影響被放大，干擾模擬信號(hào)傳輸，因此，在信號(hào)傳輸與接收過(guò)程中，應(yīng)通過(guò)自動(dòng)化控制及時(shí)啟動(dòng)相應(yīng)的屏蔽裝置，并作好接地處理，使直流能夠直接接地；但是應(yīng)做好區(qū)分，如果交流接地則會(huì)導(dǎo)致電位差的出現(xiàn)，致使屏蔽層出現(xiàn)噪聲，無(wú)法起到防止電源干擾的作用。

（2）開(kāi)關(guān)信號(hào)的調(diào)控上，可以選擇具有高導(dǎo)通以及關(guān)斷闞值功能的關(guān)電隔離器抑制輸入信號(hào)的干擾，否則如果輸入信號(hào)對(duì)繼電器選擇接點(diǎn)造成了影響，將會(huì)導(dǎo)致線圈被吸收回路接入，無(wú)法實(shí)現(xiàn)克服繼電器誤動(dòng)作的作用。

（3）通過(guò)連接電纜的方式對(duì)耦合電壓進(jìn)行調(diào)控，控制系統(tǒng)中模擬信號(hào)傳輸?shù)碾娎|大部分都具有屏蔽層，可以通過(guò)全塑控制對(duì)開(kāi)關(guān)信號(hào)的干擾進(jìn)行抑制，并實(shí)現(xiàn)信號(hào)的順利傳輸，但是應(yīng)盡量縮短電纜之間的距離，以便充分發(fā)揮出屏蔽的作用。

2.4 顯示動(dòng)態(tài)圖形

PLC 在電氣自動(dòng)化系統(tǒng)中的應(yīng)用可以將設(shè)備開(kāi)關(guān)狀態(tài)、倉(cāng)位計(jì)數(shù)值、預(yù)警信號(hào)、液位計(jì)數(shù)等動(dòng)態(tài)畫(huà)面呈現(xiàn)在計(jì)算機(jī)顯示畫(huà)面上，控制人員可以直接在控制室內(nèi)對(duì)生產(chǎn)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行了解與調(diào)節(jié)，以便展開(kāi)準(zhǔn)確、時(shí)效性的控制，提升復(fù)雜邏輯控制的處理效果。

3 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，文章對(duì)PLC 在選煤廠電氣自動(dòng)化中的應(yīng)用進(jìn)行了具體的論述，分析了PLC控制的功能與作用，希望可以為選煤廠合理設(shè)計(jì)PLC 控制系統(tǒng)提供參考，以便充分發(fā)揮PLC 的作用與價(jià)值，提升選煤廠的生產(chǎn)效率，減少因設(shè)備故障以及控制工作不到位造成的損失。