汪家寨洗煤廠原煤運輸系統(tǒng)控制過程自動化改造

周大嵩，陳 芳

（汪家寨洗煤廠，貴州六盤水 553009）

0 引言

汪家寨洗煤廠原煤運輸系統(tǒng)始建于1968 年，已有40 多年的歷史。其間，由于設(shè)備不斷增減、更新及系統(tǒng)改造，生產(chǎn)工藝發(fā)生了很大的變化，造成原有集中控制系統(tǒng)不能適應(yīng)生產(chǎn)需要，大、小系統(tǒng)集中控制失去閉鎖，設(shè)備起停、閉鎖關(guān)系十分混亂，不能確保兩礦原煤正常運輸，同時也為生產(chǎn)帶來了極為嚴重的安全隱患。

1 原煤運輸系統(tǒng)生產(chǎn)工藝

原煤生產(chǎn)流程如圖1所示。

2 控制系統(tǒng)構(gòu)建

2.1 控制要求

（1）大、小系統(tǒng)獨立控制，互不影響。

（2）設(shè)備滿足逆煤流起車，順煤流停車。

（3）給煤機方面：

那礦：130#給煤機進入小系統(tǒng)閉鎖，131#給煤機進入大系統(tǒng)閉鎖。

汪礦：101#給煤機與大系統(tǒng)閉鎖；102#給煤機與小系統(tǒng)閉鎖；103#給煤機能夠選擇性的分別進入大系統(tǒng)閉鎖或小系統(tǒng)閉鎖。

（4）破碎機方面：

212#為小系統(tǒng)破碎機，進入小系統(tǒng)閉鎖；

213#為大系統(tǒng)破碎機，進入大系統(tǒng)閉鎖；

211#為大、小系統(tǒng)備用破碎機，可選擇性的分別進入大、小系統(tǒng)閉鎖。

注：當(dāng)211#進入大系統(tǒng)時，213#退出大系統(tǒng)閉鎖；211#進入小系統(tǒng)時，212#退出小系統(tǒng)閉鎖；退出閉鎖的破碎機可實現(xiàn)就地開停車。

（5）現(xiàn)場再起功能：

107#、108#可現(xiàn)場起停設(shè)備，只對相應(yīng)給煤機閉鎖，不影響大、小系統(tǒng)的集中閉鎖狀態(tài)；

破碎機可現(xiàn)場起停設(shè)備，只對相應(yīng)的后級設(shè)備聯(lián)鎖起停，不影響各自系統(tǒng)的集中閉鎖狀態(tài)；

圖1 原煤生產(chǎn)流程圖

（6）預(yù)告信號：設(shè)備起動預(yù)告信號為間斷鈴聲，外加燈光閃爍，信號預(yù)告時間為30秒。

（7）集中、就地：

大、小系統(tǒng)可分別實現(xiàn)集中和就地轉(zhuǎn)換，在集中就地轉(zhuǎn)換過程中，設(shè)備不能停止運轉(zhuǎn)；

在就地狀態(tài)下，設(shè)備可以就地起、停任意一臺設(shè)備，不受前級設(shè)備閉鎖；

在集中狀態(tài)下，除有再起動功能的崗位，其余崗位只能通過停車按鈕停下本級以后的設(shè)備（含本級），不能起動任何設(shè)備。

（8）起車：正常情況為集中控制室集中起車，按動起車按鈕后系統(tǒng)進入預(yù)告狀態(tài)，發(fā)出預(yù)告信號，30秒預(yù)告信號結(jié)束后，按照逆煤流方向啟動設(shè)備；在啟動過程中可按急停按鈕終止啟動過程。

（9）停車：正常情況下，由集控室按動停車按鈕，設(shè)備按照順煤流方向?qū)⑵C上的負荷卸空后逐級停車；事故狀況可按動急停按鈕瞬間停下各自系統(tǒng)中的全部設(shè)備。

2.2 控制系統(tǒng)總體設(shè)計

由于控制過程極為復(fù)雜，采用傳統(tǒng)繼電器電路需要使用大量的中間繼電器、時間繼電器、計數(shù)器等電氣元件，大大增加改造費用。而且，改造工程量也十分巨大，施工時間很長，影響礦井生產(chǎn)，不具備操作性。要滿足原煤運輸安全性需要，又要減少改造費用及影響時間，采用PLC 可編程控制來實現(xiàn)原煤運輸系統(tǒng)升級改造是最佳選擇。

2.3 系統(tǒng)硬件構(gòu)成

圖2 控制系統(tǒng)

控制系統(tǒng)由PLC 可編程控制器、中間繼電器、接觸器、破碎機轉(zhuǎn)速感應(yīng)器、連線、按鈕、選擇開關(guān)組成，PLC 可編程控制器是整個控制系統(tǒng)的核心，也是控制系統(tǒng)的信息處理中心和設(shè)備啟、停控制中心，負責(zé)接收和執(zhí)行調(diào)度控制員的指令、處理破碎機轉(zhuǎn)速信號、判斷設(shè)備的啟停狀態(tài)等。它還可根據(jù)系統(tǒng)運行控制需要，智能控制系統(tǒng)中每臺設(shè)備的啟動、停止及連鎖、閉鎖關(guān)系，全面實現(xiàn)生產(chǎn)過程自動控制的需要。

2.4 系統(tǒng)軟件設(shè)計

軟件設(shè)計采用三菱PLC 專用設(shè)計編程軟件GX Developer進行軟件編程。

程序設(shè)計：PLC 接受調(diào)度信號，判斷系統(tǒng)選擇是否在集中狀態(tài)，如果不在，所選系統(tǒng)進入現(xiàn)場控制狀態(tài)，設(shè)備無閉鎖，由現(xiàn)場控制設(shè)備的啟停。如果在集中狀態(tài)，系統(tǒng)進入預(yù)告信號階段，發(fā)出間斷性的聲光警示信號，再判斷是否有停車或急停指令，有停車或急停指令，起車過程終止返回開始狀態(tài)，無停車或急停指令，預(yù)告信經(jīng)30秒后，起動順煤流中的最末級設(shè)備，PLC 通過現(xiàn)場設(shè)備返回信號判斷設(shè)備是否正常起動，如設(shè)備未正常起動，起動過程終止返回開始狀態(tài)，如設(shè)備起動正常則系統(tǒng)進入破碎機起動環(huán)節(jié)，PLC 將首先判斷破碎機的選擇指令，決定破碎機的投切及備用狀態(tài)，在破碎機環(huán)節(jié)中PLC 將判斷設(shè)備的開、停狀態(tài)，同時還將判斷破碎機是否有堵轉(zhuǎn)信號，如果有堵轉(zhuǎn)信號或起動不正常信號，起動過程將會終止并返回本級，等待再起車信號，直到設(shè)備正常后，進入下一級起車程序，當(dāng)所有設(shè)備起動正常后，PLC 將為選定的給煤機發(fā)出可以開車的信號，由現(xiàn)場起動給煤機，起動過程結(jié)束。

圖3 程序方框圖

圖4 外部接線圖

系統(tǒng)在集中狀態(tài)時所有設(shè)備滿足閉鎖關(guān)系，當(dāng)調(diào)度發(fā)出停車指令時，PLC 將按照順煤流方向逐級停車，當(dāng)PLC 接到急停指令時，將立即停止系統(tǒng)中的全部設(shè)備，程序框圖見圖3。

2.5 PLC外部接線

PLC外部接線如圖4所示。

3 運行效果

該廠自己探索、攻堅克難，用最少的投入、最少影響時間、最少工作量、最少安裝空間，成功對原煤運輸系統(tǒng)實施自動化改造，有效解決了汪家寨洗煤廠原煤運輸系統(tǒng)中的安全隱患，完善了工藝流程和設(shè)備保護裝置，保證了原煤運輸?shù)陌踩?、可靠性，機電設(shè)備事故率大幅降低，長期以來困擾生產(chǎn)的破碎機易堵難題也得以根本解決。據(jù)統(tǒng)計，僅減少破碎機堵塞一項，每年就達300小時以上。

本次改造是該廠精心設(shè)計、大膽嘗試的一次成功范例，實現(xiàn)了科學(xué)技術(shù)向生產(chǎn)力的轉(zhuǎn)換，在減少崗位人員勞動工作量的同時，有力提升了原煤運力，為該廠原煤運輸安全生產(chǎn)做出了突出貢獻。

4 結(jié)束語

PLC可編程控制器具有結(jié)構(gòu)簡單、體積小、能耗低、可靠性高、功能強大等突出優(yōu)點。同時，它在系統(tǒng)的設(shè)計、安裝和調(diào)試工作上簡便易行，特別在針對復(fù)雜控制系統(tǒng)的運用中有得天獨厚的優(yōu)勢，是一種性價比很高的電氣控制設(shè)備。在生產(chǎn)過程中用好PLC，可為安全生產(chǎn)提供良好的條件。