PLC在焦化廠備煤及配煤自動化系統中的應用

涂宇帆

傳統的備煤、配煤系統有著生產成本較高等缺點，并且嚴重的阻礙了焦化廠的現代化及其可持續發展。隨著我國經濟的不斷發展，各個企業為了在市場中競爭中占據優勢，只有不斷地更新、升級廠內的生產設備，引進先進的自動化控制管理，提升企業的生產能力，降低生產成本，才能夠真正地在激烈的市場競爭中占據優勢，完成企業所制定的生產目標。而PLC自動化控制系統能夠有效地為焦化廠實現備煤、配煤的自動化，在備煤、配煤環節實現自動化的同時還能保證在生產過程中所需煤的質量，降低工廠的生產成本，從而達到真正的實現備煤、配煤一體化，促進焦化廠的現代化發展。PLC在焦化廠備煤、配煤自動化系統中的應用能夠解決在備煤、配煤過程中門型吊車和取料車的使用，從而節省大量的人力物力，降低生產成本。除此之外，PLC的應用還能夠解決傳統煤炭放置的過程中不同煤炭之間產生混亂的問題。

（一）采用露天存放煤炭的方式

在工廠進行焦化過程中需要耗費大量的煤炭，而目前為止，大部分的焦化廠都采取露天存放煤炭的方式，焦化過程中需要的大量煤炭被堆放在室外，不僅占用了大量的工廠用地，而且還對于工廠安全管理產生了一定的威脅。當一些余留的煤炭并沒有得到及時處理時，大量不同質量的煤分開放置也容易出現一些不同質量的煤炭混放在一起，最終則會影響煤炭的燃燒。除此之外，由于大部分的焦化廠都采用露天存放，容易出現煤炭自燃的情況，大量的煤炭堆放，一旦有小部分煤炭出現自燃，則可能會導致工廠發生大面積火災。因此需要大量的精力以及財力對其進行管理，并且也需要大量的吊車等設備對堆放的煤炭進行轉場處理，成本較高，在一定程度上會阻礙企業的發展。

（二）沒有實現備煤、配煤自動化

備煤和配煤兩個環節在焦化的過程中發揮著非常重要的作用，其能夠保證制焦和制氣的質量。然而，目前為止，大部分焦化廠只是在配料的這一過程中采取了自動化控制，而并沒有對備煤和配煤這兩個過程完全地進行自動化控制，嚴格來說，其僅僅是形成了半自動化控制，而這類半自動化控制在焦化生產的過程中，其制焦和制氣的質量得不到保證，不僅耗費大量的人力與財力，最終的質量也沒有辦法得到保證，而形成完全的自動化控制能夠降低其生產成本，提高該企業的生產效益。

圖1 備煤控制系統和篩焦控制系統網絡結構圖

（一）PLC

PLC作為一個數字運算操作電子系統，它是采用可編程的存儲器對需要進行操作的實現數值邏輯運算和操作指令的控制，PLC具有先進性，在各個工業領域得到了廣泛使用。通常情況下，PLC可編程邏輯控制器就相當于是工業控制計算機系統，并且PLC可編程邏輯控制器基本的硬件結構和普通的工業控制計算機系統的構造并無太大區別.PLC主要是通過控制信號達到正常生產的運營管理。運用PLC獨自運行并不能夠充分發揮其自身獨特的優勢，只有依托相關的一些硬件設施，才能夠使其運行達到理想的效果。具體PLC控制系統運行如圖2所示：

圖2 PLC控制系統運行

（二）基于PLC的備煤、配煤自動化系統

PLC所在的備煤配煤自動化系統中，PLC是整個系統的基礎核心，此系統主要是收集廠內煤炭的相關數據以及管理和控制整個備煤配煤工作。PLC備煤配煤自動化系統由一臺PLC編程器、四臺PLC控制器和兩臺PLC主機組成。四臺PLC控制器主要是為了對通訊、基本輸出和輸入進行控制。PLC備煤配煤系統其結構主要是操作機、基本輸入、通訊控制以及控制器四部分。基于PLC的備煤配煤自動化系統采用建立在windows2000 professional版本之上的concept編程軟件包。其具有操作容易和復用性強等特點，得到廣大用戶的喜愛。與此同時，基于PLC的備煤配煤自動化系統能夠監控多條生產線的生產過程，能夠實現備煤、配煤的自動化控制功能。

（一）確定配煤參數

設計配煤參數是基于PLC的備煤和配煤自動化系統實現配煤管理的必要步驟。設計配煤參數首先需要原煤的一個基礎的信息輸入自動化系統所控制的電腦之中，再根據實際情況設置配比的參數，將不同的配煤方案進行計算。而后通過上位機這一個媒介將已經制定完成的配煤方案向PLC控制器傳輸，PLC控制器接收到了配煤方案之后，利用PLC控制器將煤炭進行運輸，當煤炭被放入PLC傳感器時，傳感器能夠自動測量出煤炭的重量，傳感器將其感應的重量數據傳輸給稱重控制器，最終稱重控制器接收到了傳感器傳輸的參數數據，利用所接受的數據確定皮帶所運轉的速度，實現配煤的功能。

（一）擴展系統功能

PLC所在的備煤配煤自動化系統相較于傳統的備煤配煤系統而言，其能夠擴展系統的功能，而所擴展的系統功能能夠幫助備煤配煤系統更好地運行，其擴展功能有聯鎖控制、遠程監控、故障診斷和權限管理等功能。聯鎖控制功能能夠對工廠設備的運行狀態進行識別并且控制;遠程監控功能能夠實現對工廠的各個生產過程實現遠程監控，并且能夠實現遠程操控工廠內部各種數據的功能;故障診斷功能主要是對工廠內部機器實現自動識別設備是否能夠正常運行，是否存在故障，一旦識別機器故障便會自動報警和實現自動修改設備的參數;權限管理功能主要是對PLC備煤、配煤自動化系統進行權限管理，而系統用戶一般會被分成操作用戶和管理用戶兩種進行管理，防止系統安全受到威脅，保障系統的安全管理。

（二）優化內容及效果

備煤系統主要就是卸車，將符合焦化生產要求的煤炭進行儲存并且對其進行加工。備煤系統進行優化，主要是對從卸車場到煤廠再到配煤室這幾條生產線進行研究。PLC可編程控制器具有體積小且功能大的特點，PLC可編程控制器雖然體積小，但是其能夠完成順序邏輯、運動控制、數字運算等復雜的運作程序，并且PLC變成控制器通過輸入、輸出接口把各種類型的生產機械數字量與各種類型的生產模擬結合，建立相關的聯系并且最終實現備煤配煤自動化控制。在PLC備煤配煤自動化系統中，工作人員將自動化管理向中央控制室轉變。而中央操作和現場控制實現了獨立的運行，在一定程度上提升了自動控制系統的穩定性，使其能夠在生產的過程中平穩運行。

（三）管理功能提高

基于PLC的備煤、配煤自動化系統使得一些參數能夠在上位監控計算機的工藝流程參數顯示。相關的工作人員只需要將煤炭的配比以及水分輸入系統，系統便可能根據所輸入的數據設定單種煤的流量設定參數，并且將瞬時流量與累積流量顯示。將皮帶轉速搜集到計算機系統即可減少計算量，在此過程中，還能診斷設備運行狀態，在一定程度上減少機器故障的發生。除此之外，歷史趨勢圖能夠將主要變量的一些變化趨勢展現出來并且將其進行儲存，能夠為備煤、配煤的配比數據分析提供一個有利的條件，從而完善焦化的系統管理。

綜上所述，現如今在焦化廠的備煤、配煤系統中，傳統的備煤、配煤管理并不能夠滿足現代化焦化廠發展的需求，因此，為了焦化廠能夠得到可持續發展，促進其現代化，企業管理者應該將PLC應用到焦化廠的備煤、配煤系統當中，從而促進焦化廠的生產自動化，將其工廠生產線機器設備進行優化更新，提升焦化廠企業生產效益及其市場競爭力。