浅谈选煤厂PLC自动控制系统

摘要：本文主要从选煤厂的发展历史、系统构成和软硬件配置以及系统功能方面作出阐述，并分析了PLC在选煤厂的应用效果。

关键词：选煤厂 PLC 自动控制系统

一、发展历史

我国早期的选煤厂生产线输送工序主要是采用手工传送，后来随着科学技术的发展，人们逐渐采用机械化装箱。我国最早使用的选煤厂生产线输送机主要是从国外进口的，20 世纪70 年代中期，我国的应用一直无法得到广泛的推进，以致我国产品生产在很长的一段时间内不得不放弃选煤厂生产线输送机而采用手工操作，使生产效率极端低下。20 世纪80 年代后，相关技术水平获得了飞速发展，传送材料的质量及箱子制作工艺等方面的技术有了明显的进步，全选煤厂生产线输送机开始得到了应用与推广。也正是此时，产品选煤厂生产线输送机改变了国外产品一统天下的局面，国产产品选煤厂生产线输送机开始面市并获得了广泛的应用。20 世纪90 年代末期，一些生产量大的生产企业相继开始采用国产的全选煤厂生产线输送机来代替手工传送，同时国内一些相关的企业也在研制与生产功能更加全面的全自动产品选煤厂生产线输送机，随着PLC技术的应用，大大提升了工作效率，PLC在硬件配置、软件编程、通讯联网功能以及模拟量控制等方面优势明显，从而为选煤厂自动化控制注入了前所未有的生机和活力。

二、系统构成

系统有三个部分组成：现场控制级、PLC控制级和上位机控制级。现场控制级主要是由现场设备旁边控制箱内的控制按钮实现对各个设备的手动控制；PLC控制级主要是靠写人PLC中CPU模块的程序实现各个设备之间的连锁关系和各种保护；上位机控制级主要通过组态软件组态王来实现整个系统的监控功能。PLC控制级主要是由一个主站和多个分站组成，PLC主站设置在选煤厂调度室，有上位工控机、不间断电源、信号传输接口和集控软件等部分组成；现场根据系统规模设若干PLC集中控制分站。PLC主站与控制分站间通过以太网光钎环或通讯总线方式进行数据通信，实现整个工艺系统设备的控制功能。

整个控制系统负责与现场测量和控制部分之间的数据传输，肩负着全部生产运行工艺、流程的逻辑控制、报警、联锁等。工业PC 主机和上位机操作员站，可实现监视、操作、报表打印、事故分析等功能；工程师站可以实现逻辑控制、逻辑与参数的修改、在线监视等功能；通讯接口站,通过电缆完成与高压综合保护的数据传输。配置结构采用双以太网的形式，保证了自动化控制系统运行的连续性，提高了设备运行的可靠性，保证了安全生产。

三、硬件和软件配置

可采用ibm主机服务器【IBM System x3850 X5(7143i19),CPU型号：Xeon E7-4807 1.86GH ,标配CPU数量：2颗 ,内存容量：16GB DDR3 ,标配硬盘容量：500G内部硬盘架数：最大支持8块串行连接】，其性能稳定而且性能优良、性价比高等特点。工作站主机6至10台，可采用ibm品牌电脑，兼容性好。服务器操作系统:Windows XP Professional，客户机操作系统:Windows 7。

四、系统功能

(1)控制功能。系统设集中和就地控制两种控制方式，两种控制方式可以方便地予以转换，转换过程中不影响设备原有运行状态。集控时根据逆煤流起车，顺煤流停车的原则，实现设备的顺序控制。正常情况下，全部自动起停车，在某台设备出现故障时或者检修时，转到手动方式，脱离控制系统，进行维修或检修。在出现紧急情况时，如：某台设备出现故障时，可以使用现场急停按钮或集控室触摸屏上的急停按钮，实现急停功能，避免事故的发生。

(2)信号联络功能。在启动前，集控系统能发出预告信号，提醒现场操作人员回到自己的工作岗位，靠近设备的人员远离即将开车的设备；同样，停车前也能发出停车预告的信号。当系统中某台设备故障时，集控系统能及时检测到并发出相应的事故报警信号。

(3)动态图形显示及管理功能。全厂设备的工作情况可以在集控室的PHLIP大屏幕显示器上动态显示，操作员在集控室就可以完成全厂设备的起停操作；在上位机上做了全厂主要参数的实时显示、历史数据的存储以及全厂的生产报表，操作员可以控制程序框图进行查询、打印操作，从而极大地方便了领导对整个生产情况的了解，为更好地管理全厂提供了第一手资料。

(4)网络功能。上位监控机与末煤车间的PLC主站、块煤车间的PLC分站通过RS．48 5总线，构成了工业过程控制微机局域网，可以很方便地监控该厂的实时生产情况、查询历史数据等。

(5)报警记录。可对PLC 系统进行故障诊断显示以及监视和故障清除等,实时地发出所有发生故障的参数进行闪烁报警,提醒调度员采取相应的措施,并能为维修提供设备的故障原因,为维修人员及时处理故障提供了条件。

五、PLC在选煤厂的应用效果

1.可靠性高，抗干扰能力强。高可靠性是电气控制设备的关键性能。PLC由于采用现代大规模集成电路技术，采用严格的生产工艺制造，内部电路采取了先进的抗干扰技术，具有很高的可靠性。从PLC的机外电路来说，使用PLC构成控制系统，和同等规模的继电接触器系统相比，电气接线及开关接点已减少到数百甚至数千分之一，故障也就大大降低。此外，PLC带有硬件故障自我检测功能，出现故障时可及时发出警报信息。在应用软件中，应用者还可以编入器件的故障自诊断程序，使系统中除PLC以外的电路及设备也获得故障自诊断保护。这样，整个系统具有极高的可靠性。

2.PLC通信能力的增强及人机界面技术的发展，使PLC组成各种控制系统变得非常容易。

3.系统的设计、建造工作量小，维护方便，容易改造。PLC用存储逻辑代替接线逻辑，大大减少了控制设备外部的接线，使控制系统设计及建造的周期大为缩短，同时维护也变得容易起来。更重要的是使同一设备经过改变程序改变生产过程成为可能。

4.因溜槽翻板位置信号不稳定，常导致生产系统在集控方式下不能连续运行。由于翻板限位开关安装在电动推杆内部，在长时间经受煤流振动的情况下，触点虚接，造成信号丢失，而且微动开关损坏后更换困难。经过摸索，现采用电液推杆驱动翻板，并将限位开关固定在推杆外部，使其受振动小亦便于维护。改进后系统运行状况良好，性能稳定。

六、结语

由于采用了 PLC实现的选煤厂集控系统，该系统将计算机技术、通信技术和自动化技术融为一体，技术先进，生产可靠，经过实际运行，整个系统运行良好，可靠性高，维护成本低，不但可在集控室实现对子控制系统的监视，还可使用软件对系统进行监控、调试和编程。降低了设备维护和维修量，减轻了员工的负担。通过对选煤系统的不断改造使选煤工艺和系统控制进一步优化，可以提高了选煤质量，加强了生产安全，提高了生产效率，为工厂取得了良好的经济效益。

参考文献：

[1]白生威.张庆.《PLC在选煤厂集散控制系统中的应用》[J].电工技术.2006.

[2]莉莉.陈相辉.李辛.《基于PLC 的集中控制系统在城郊选煤厂的应用》[j].煤2008.