PLC控制系統在煤炭洗選設備中的應用

杜志蘭

（山西晉城煤業集團 鳳凰山礦選煤廠，山西 晉城 048007）

PLC 控制系統可一般分為三部分，即基本組件、擴展組件和特殊組件。

第一，基本結構。PLC 系統組成根據不同的可編程控制器類型可以分為主流配置、箱體型兩種。主流配置是由CPU、電源、內存、I/O 模板、機架、編輯器構成。而CPU 作為整個系統的核心，不緊系統的規模、速度都取決于它，其他組件則選擇更是按照它的需要來進行的。

第二，拓展組件。擴展組件是為了滿足生產過程中的一些具體要求，由此在基本組建件的基礎上進行制造的，如增加擴展機架、擴展機箱，增加系統I/O 的點數。由于擴展配置使CPU、內存、外部資源等很好的連接起來，減少了構建PLC 系統費用。并且，我們按照距離的遠近，將擴展組件分為了遠程擴展與當地擴展，這樣通過拓展組件，在進行遠程工作時將使遠程安裝簡化了接線，更加有利于養護和維修等。

第三，特殊組件。特殊組件的存在是為了在控制過程中滿足以特殊的要求。將特殊組件按照功能進行分類，有高速計數器單元、位置控制單元、模擬輸入與輸出單元、溫度檢測單元、成分檢測單元等，我們根據工藝的需求將組件進行選配，使自動化的的需求可以更好的實現。

1 系統組成和生產工藝

傳統的洗選煤設備包括洗選煤的生產工藝和控制系統兩部分，而其中洗選煤的控制系統則分為煤機、煤礦儲煤倉、帶式分級傳送機、主帶式輸送機、給煤機、煤坑及雙系統翻車機等幾部分。這幾部分不僅各有各的分工，而相互聯系相互作用，就給煤機來說，它負責將準備進行洗選的煤炭送入主輸送機，同時它又是由所煤層擋板電機和雙系統翻車機控制的。第一部則就由給煤機完成，下一步就是主輸送機的工作了，由它講煤炭送進洗選設備中進行洗選，最后一步則是由帶式分級傳送機完成的，就是將洗選好的煤炭從洗選設備中運輸到各個煤倉中存放，這樣，煤場就可以按照需求將煤炭從煤場中向外配送，當然這一步是通過配煤總輸送機和電振給煤機合作完成的。

2 系統控制需求

2.1 原煤系統

在原煤系統中，我們就兩個部分來研究，一是起停控制，二是原煤輸煤系統。

其一，起停控制。起停控制也是分為兩個方面啟動和停車。一般來說，在設備開始工作時，我們都將啟動向后推遲4 到7 秒鐘，這樣做是為了防止出現電動機超負荷啟動或無法啟動，造成各設備之間的煤流逆方向啟動，從而對設備進行了連鎖控制。同時為了運輸過程中出現意外情況，在主運輸帶上我們安裝了可以進行跑偏檢測的儀器，對輸煤過程中各個設備的工作情況進行監控，并且一旦出現意外情況，便會自動報警停車。在停車時，我們一定要掌握好間隔時間，按照一定的順序進行停車，這樣可以防止輸送帶上殘留煤料，造成浪費。

其二，原煤輸煤系統。在原煤輸送系統中，采用的是一對一輸送，即一個轉運帶式輸送機只對應一個儲煤倉。

2.2 儲煤倉的高低位控制

當儲煤倉中的儲煤量達到一定的數量時，便會傳來高位信號，這是時，在關閉出煤口，不再向此儲煤倉中輸煤的同時也開啟了進行重新選倉的信號，選擇一個新的儲煤倉并進行輸煤。低位信號是對PLC進行控制，經過的電振的作用將閥門關閉，儲煤倉不再向外配煤，同時選擇一個的儲煤倉進行配煤。

3 系統硬件設計

3.1 PLC 系統的設計

在整個系統中，我們采用的是集中控制，這樣便于管理。至于控制主機的選擇，我們選用的控制器是具有遠程拓展能力的。控制網絡結構我們則是采取主站與分站相結合的方式，首先，我們為了保證程掃描控制器運行更好，為其設置了多個遠程分站，其次在每個分站與主站之間都有主線進行連接，并且選用冗余能力的總線。同時在各個分站，我們以其為中心向外進行擴展，從而完成對整個過程的控制。這個過程我們分為原煤、洗選、中間儲煤場、產品分裝四部分，并且將這四個部分分別作為PLC 的控制主站，分別進行工作。為了保證整個工作過程不出意外，控制、報警預警工作更為完善，將整個控制系統分為主系統和擴展系統，分別負責現場的檢測工作和控制主機進行數據通信的工作，這樣整個控制系統更加完善和縝密。整個控制系統的核心并不是由一臺機器負責完成的，而是由多臺工控機進行操作，合作完成的。并且其中一臺作為工程師站，負責全局控制，對數據進行邏輯編輯、修改和進行實時在線監控等，剩下的則是操作站，分別就監控、操作、輸出報表、故障分析等功能一一進行分工；最后我們在其中選出一臺作為通信站，進行數據交換，這一功能則是利用電纜與高壓綜合保護系統完成的。這樣，可以保證整個控制系統的自動化更為高效安全。

3.2 檢測裝置選型

我們所采用的檢測裝置是超生波料位傳感器，它有著一體化的結構，他可以很好的檢測出煤炭在儲煤倉中的位置，最遠可以檢測到80米的料位，輸出標準的4 到20 毫安的模擬信號，非常的方便和實用，同時它還有著報警裝置，專門有兩個繼電器用來輸出報警信號。

3.3 輸送帶跑偏檢測裝置

在輸送帶上，我們安裝著QT 型輸送帶強力自動調偏裝置，當輸送帶跑偏后，這個裝置可以自動將跑偏的輸送帶帶回原先的軌道上。這個自動調偏裝置的組成部分有傳感滾筒、傳感器、控制盒、電動機、減速裝置、傳感支架、旋轉支架等。其中，傳感滾筒由于進行了全方位的密封，像水淋、粉塵這些污染都不會將其損壞。并且整個自動調偏裝置擁有很長的使用壽命和安全防護，可以使用相當長的時間，不用經常進行更換。

3.4 輸送帶打滑裝置

輸送帶打滑的是由于輥筒與輸送帶的摩擦力不夠造成的，具體原因有配重的重量不夠，設計的輸送帶過長或者傳送帶護理不當等等。在解決輸送帶打滑的問題上，我們選擇的是打滑速度檢測器YHSJ-I，進行監控和控制。

4 系統軟件設計

在整個系統中，進行的軟件設計主要采用的編程是步進梯形指令，并且運用了多個繼電器作為中間程序中，從而進行程序的記憶和轉換，與此同時還設計了延時功能，這是通過多個內部定時器來完成的。

5 結語

在PLC 控制系統，采用超聲波料位傳感器可以清楚明確的檢測到儲煤倉中的料位；采用輸送帶防跑偏裝置，可以有效的提高整個系統的安全性，從可以提高了工作效率；采用PLC 與接觸器相結合的電氣控制系統，使傳統的繼電器接觸器中存在的許多漏洞與缺陷得到了有力地解決，是整個系統的抗干擾能力得到了全方位的提升，同時減少了故障的出現率，使工作過程得到了很好的保障。從整體來說，更加安全可靠，并且經濟效益更好。

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