PLC在選煤廠集中控制系統的應用

張海陽

摘要：科技創新是生產效率提高的重要因素，而在自動控制領域，PLC控制系統已廣泛應用于煤炭產業。本文基于PLC系統的特殊性，介紹了使用過程中PLC控制系統的功能配置、應用環節以及主要中斷因素，并結合實際項目經驗，指出了規避干擾的主要手段，以提高選煤廠洗選及裝儲運系統運行過程中控制系統的安全性和穩定性，希望為選煤工作的順利展開提供幫助。

關鍵詞：PLC;選煤廠;集中控制;應用

引言

潔凈煤生產和較高的精煤產率是選煤廠實現盈利的根本途徑，而產品的質量及商品煤產率是影響產品價格和效益的重要因素。然而，當前中小型選煤企業實際生產效率并不高，造成這種問題的主要原因是設備的集成化水平不高且生產工藝較為落后。 從行業的發展趨勢來看，生產環節實現自動控制是選煤廠發展的主要方向，而PLC控制系統因其產品的特殊性，與選煤廠的發展目標相吻合，且能夠實現高效的自動控制，為選煤生產效率的進一步提升做出巨大貢獻。

1、選煤廠集中控制系統概述及PLC的應用優勢

1.1、系統概述

大多數基于煤炭產品開發及深加工的企業，為了在一定規模實現集中控制，其生產控制系統都使用可編程邏輯控制器（PLC）作為主要控制元素。 作為系統的重要產品特性，PLC在產品控制可視化程度上有突出優勢，其模擬屏幕可以實現對產品生產流程的實時監控。 使用PLC技術能夠直觀地體現出整個洗選工藝的實時生產狀態，與傳統人工看崗、跑崗巡查的方法相比，具有低成本、高集成化等明顯優勢。PLC系統的實際控制作用不僅體現在可以對重要的洗選設備的保護，還可以對運行狀態進行集中監控，并通過程序設定實現設備的故障自動化預警、報告甚至自動處理及恢復，面臨安全問題時，設備具有自動報警和緊急停車功能。 此外，可以根據實際生產運行需要動態收集、顯示及存儲整個系統中一些重要的過程參數。在此基礎上，它通過功能強大的自動控制系統實現數據通信和響應的處理。

1.2、PLC在選煤廠集中控制系統的應用優勢

1.2.1、通用性強

PLC的類型很多，它們也有多種租賃方法。 在使用過程中，只需要根據生產過程科學配置硬件即可。 在此過程中，如果現場設備和生產過程發生變化，則根據生產標準，能夠通過程序適當調整主機以適應新的環境。 因此，PLC技術越來越多地用于選煤廠的集中控制及自動化系統的生產中。

1.2.2、可靠性高

PLC由于集成化程度高，在生產的不同環節能夠實現針對性控制，針對選煤廠而言，其產品結構的復雜性決定了生產結構較為復雜，而PLC安裝簡單、功能強大，且在后期的運營維護方面具有低成本的特點。在面臨嚴重電磁影響的環境中能夠正常使用，基于這些產品特性，PLC廣泛用于選煤企業生產控制系統[1]。

1.2.3、控制系統結構模塊化

不同于傳統生產，選煤廠的業務流程比較繁瑣，涉及的工藝較多。 PLC控制系統的模塊化結構恰好滿足了選煤廠對不同工作流程區別控制的業務要求。 在生產過程中，PLC控制系統不僅可以滿足每個特殊生產工藝系統對產品的不同控制標準，而且可以對其進行全面有效的集成處理，從而有效地提高了組織效率和生產效率。

2、PLC在選煤廠控制系統中的應用

2.1、抗電源干擾

為了減少交流電源對生產環節造成的不良影響，可以有針對性的調整PLC系統，實現生產保護。通常情況下，選擇調節兩層AC電源可以達到產品屏蔽保護的目的。下面對其工藝流程展開介紹：從工作原理上來講，PLC主要通過保護高壓結構，對其設置屏蔽纜線的方式達到局部的抗干擾目的。 使用性能優異的絕緣設備、電源和合理的纜線布局對屏蔽效果有很大幫助。電源的不穩定變化可能會導致電壓的波形失真甚至中斷，從而可能對PLC和I / O模塊造成不利影響。通過隔離變壓器的布置，或在電源輸入端連接一系列LC濾波器，可實現系統抗干擾能力的進一步提升。 電源線應盡可能平行排列，從而使電源線向地面提供低阻抗條件，以減少電源噪聲干擾。交流電源和電壓不穩定的波動會對生產精度造成影響，在核心設備的內部控制元件電源采取濾波方式進行處理，必要時可采取多級濾波實現功率轉換核心組件的多級過濾過程，同時運用集成的穩壓器[2]。

2.2、控制網絡分布

以PLC作為完整的控制中心，可以有效地實現其調節功能，將其控制作用發揮到最大。在特定的生產環節，它與現場儀器，工業和遠程控制設備以及技術相結合，形成了一個監控系統。 PLC控制器一般位于生產調度指揮中心附近的集控室中，而I / O站點于配電室中。洗煤車間配電設備和產品容器的配電設備中還有I / O站點。借用PLC站點上的總線來執行與控制站和I / O口對應的監視。將有一個本地現場管理網絡可以完全實現對檢查系統的自動控制。觸摸屏安裝在生產調度指揮中心中，可以實時監控其正常工作流程。 I / O分站安裝在該站的配電室，洗煤總線下方的配電室以及產品存儲處的配電室中。它們通過總線連接到PLC站點，形成了閉合環網結構的產品監管流程。 PLC控件可以插入壓濾機的配電設備中，并且控制柜與壓濾機一一對應， PLC現場總線用于將壓濾車間的控制站與控制設備的信息通訊到主站，以進行監控[3]。

從主系統的角度出發，應同步安裝生產設備和控制組件，并在生產調度指揮中心中安裝主機。PLC站點上的總線連接每個主站和對應的分站，以形成一個較為嚴密的控制鏈，該網絡可以創建總體控制并實現局部監控。在生產調度指揮中心，該單元可以監視主系統和檢查系統，并可以對整個系統進行常規監視。原煤系統、洗選系統和壓濾系統可對主要設備進行集中控制。通過TCP / IP以太網和上游計算機，各個生產工藝系統中的PLC控制站都被連接起來，形成了整個設施的監視和控制系統。通過實施一系列信息管理網絡，實現數據的交互。PLC系統可以將系統數據轉化為完整的波形，也可以動態化顯示選煤廠各個生產設備的具體工況。

2.3、操作控制

為了有效防止設備損壞的狀況發生，啟動設備時，必須按照生產工藝流程逆煤流起車，同時，對于一些功率較大的設備需要按照負荷計算情況適當增加延時時間，通過大功率設備的錯峰起車等措施，可以有效減少對整個生產系統和上級電力網絡沖擊的影響。 并且，當生產結束需要停車時，操作必須按照生產工藝流程順煤流停車。 具體的控制手段是：操作交接室的上位機，完成啟停設備的工況切換。其次，本地化控制，選煤廠的本地控制操作可以對單個設備進行故障排除和檢測;維護、檢查與控制：當設備出現故障并需要維修時，無法使用本地或集中控制來啟動設備[4]。

2.4、耦合電壓的調控

2.4.1、模擬信號

信號的強度衰減主要由于模擬信號輸入效果差、分布參數大等原因，同時，物理距離的延長也會導致其中干擾因素的加強。因此，出于源和接收器的原因，受保護的電線必須采取DC接地模式。交流情況下，線路之間存在電位差，并且在兩點之間的屏蔽層中將生成諧波干擾流。

2.4.2、建立連接電纜

通常，選擇帶屏蔽層的模擬信號控制電纜，并使用全塑絕緣控制電纜實現信號的傳輸。多芯電纜不利于長距離應用，較長距離的通訊建議使用光纜。更換的芯線應連接到接地線以產生屏蔽效果。

結束語

PLC控制系統在洗選工藝系統中得到廣泛應用后，提高了選煤設備的使用壽命，同時大幅降低了設備的運行故障率和事故率，保證了其安全性和穩定性。 因此，作為選煤設備的管理技術人員，有必要對PLC控制系統的功能、結構、硬件的配置和控制的基本原理有深刻的了解，并通過科學合理的方法降低通訊干擾，從而不斷優化選煤系統工藝的控制流程，確保選煤設備運行的穩定性，提高商品煤產率并提升潔凈煤質量，產生良好的經濟效益。

參考文獻：

[1]劉磊.PLC在選煤廠集中控制系統的應用[J].化工管理，2018（09）：61-62.

[2]謝克強.PLC在選煤廠控制系統中的應用探討[J].內蒙古煤炭經濟，2018（03）：7-8.

[3]栗占波.淺析PLC在選煤廠集中控制系統的應用[J].能源技術與管理，2017，42（04）：182-183.

[4]劉成敏.PLC技術在選煤廠生產過程自動化中的應用淺議[J].電子世界，2017（15）：135+137.

[5]李文.AB公司PLC集控系統在沙曲選煤廠的應用[J].黑龍江科技信息，2017（04）：127.