PLC在選煤廠中的應用

白明明

（晉煤集團長平公司長平洗煤廠，山西 晉城 048006）

PLC在選煤廠中的應用

白明明

（晉煤集團長平公司長平洗煤廠，山西 晉城 048006）

長平洗煤廠采用基于美國GE PLC 310與IFIX 6.5及其通訊網絡構成的控制系統，實現了控制室集中控制現場設備和設備自動控制管理，并完成設備逆煤流啟車、順煤流停車、保護急停的自動控制功能，該控制系統的結構簡單清晰，功能完善，實現長平洗煤廠重介選煤的自動控制。

PLC；IFIX；自動控制

煤炭洗選是將原煤用一定的方法除去其中的矸石，并把原煤區分出塊煤、中煤、末煤商品煤，滿足顧客對煤炭的質量要求。近年來，我國選煤工業迅猛發展，選煤噸位急劇增加，因此對選煤設備可靠性、自動化水平、自動控制技術等提出了更高的要求。GE PLC具有獨立的運算模塊CPU、通訊模塊ETM、數字量輸入輸出模塊、模擬量輸入輸出模塊、電源模塊及把它們整合在一起的底板，具有遠程擴展能力。同時運算功能多、運行可靠性好、人機編程界面好用、適用于工業生產環境。長平洗煤廠自建廠是就把PLC控制系統應用到煤炭洗選過程中，提高了煤炭洗選的自動化控制水平，實現了較好的經濟效益。

1 PLC在洗煤工藝中的控制方法

長平洗煤廠采用的選煤方法有淺槽重介質選煤、重介質旋流器、螺旋分選機等，設計年產量入洗原煤300萬t/a，機電設備共分為原煤系統、洗選系統、下山系統、裝車系統。為在集控室統一控制這些洗選設備，按照洗煤工藝流程來說，對洗選設備控制要求為按照流程逆煤流啟車、順煤流停車，并在每臺設備之間設置時間間隔以緩沖啟動電流及保證相關設備正常運行或具備停車條件后啟動或停止后續設備。對每臺設備必須把保護投入到PLC邏輯控制中，用于保護設備安全運行（設備保護包括電源、漏電、斷鏈、過流、跑偏、堆煤、拉繩、撕裂等），保證一旦設備運行狀態發生變化能夠及時停止設備運行，防護故障擴大，最大限度的保護設備安全。對洗選設備除做到上述要求外還要求做到，桶位、壓力、密度、氣動裝置、流量的控制，保證煤炭按照客戶要求的質量指標實現煤炭洗選。現場每臺設備都有集中、就地、旁路、聯鎖功能，并可以通過上位機操作完成功能轉換，實現設備不同情況下的使用要求。

2 PLC控制系統組成

1）硬件組成。長平洗煤廠使用的PLC為GE PLC 310。分為電源模塊、通訊模塊、CPU模塊、輸入輸出模塊、底板等。所有命令是從上位機上發送到PLC，并完成邏輯計算后實現不同的功能。

2）控制邏輯。GE PLC編程軟件具有很多版本，并且發展更新速度很快，目前經常使用的版本是6.5和7.5，高版本兼容低版本。根據洗選工藝設計要求，按照上述原則，通過編輯軟件編寫控制邏輯關系，通過以太網下載到CPU中，如果要去掉電保持控制邏輯，需在下載時勾選flash存儲器。圖1為5101皮帶控制邏輯梯形圖。通過梯形圖可以清楚的看到5101皮帶的系統急停、失速報警、電源信號、現場停車、堆煤報警、重度跑偏、現場拉繩、漏電信號、故障信號、遠程就地、聯鎖旁路等控制信號采集到PLC并編寫進入邏輯控制。通過此邏輯可以實現該設備聯鎖、旁路啟停、集中、就地啟停，并且當PLC一旦檢測到保護信號，將會控制該設備停止運行。通過此邏輯關系圖的在線功能，我們能夠及時清楚的發現設備控制方式及故障原因，有利于指導生產及故障維護。

3）上位機控制畫面

上位機控制畫面采用IFIX來實現，主要有生產流程圖畫面、控制畫面、操作窗口、實時歷史趨勢畫面、報警、系統數據、報表等功能。

3 控制功能的實現

1）集中啟車。集控人員把設備轉換到集中聯鎖狀態并點擊啟車命令，上位IFIX就會把信號發送到PLC，并通過PLC運行算向現場發送啟車預警信號，預警信號結束后系統中的設備按逆煤流方向、閉鎖關系和一定的時間間隔依次啟動設備。啟車過程中，設備保護、現場崗位司機及程控室操作人員都能停止設備，保護生產設備及人員安全，具有較高的靈活性和可靠性。

2）集中停車。集控人員把設備轉換到集中聯鎖狀態并點擊啟車命令，上位IFIX就會把信號發送到PLC，并按照PLC內部編輯的控制邏輯關系實現預定的方式停止設備運行。

3）保護停車。設備自動運行中若參加集控的某臺設備發生故障，它之前的設備必須立即停車，它之后的設備仍然正常運行。為實現此功能，必須對設備安裝保護開關，一旦設備出現故障觸碰到保護開關將直接停止設備，保證設備安全運行。

4）急停。急停是指所有設備同時停止運行，主要是現場出現重大危險事情時，需要把設備及時停止下來，防止事故的擴大。

5）桶位檢測和控制。洗選時，桶位是通過安裝在桶下的壓力傳感器來檢測桶位的高低。當桶位高的時候停止補水，并開啟水泵外排，當桶位低時，打開補水閥補水，并在上位機上動態顯示桶數值和比例。

4 PLC在使用過程中常見的問題及處理方法

使用PLC控制現場設備就是為了提高設備控制的自動化水平，降低操作人員的勞動強度，因此對PLC運行的穩定性及安全性具有較高的要求，對出現的故障就要求能夠及時解決，現根據生產使用過程中常見的問題及解決辦法介紹如下：

1）下載到CPU中的邏輯關系丟失。現象：當PLC運行過程中出現故障，需要停電復位時，一旦停電、恢復送電后發現PLC不起作用。使用編輯軟件打開PLC程序發現控制邏輯梯形圖不存在。

原因：GE PLC 310存儲器分Flash和RAM存儲器。程序主要存放在上述存儲器中。一旦把軟件下載到RAM存儲器里。系統掉電重上電RAM中的數據會丟失，因此出現了程序丟失現象。

解決辦法：對PLC安裝UPS并把軟件下載到Flash存儲位置，并注意電池電量避免程序丟失。

2）通訊故障。現象：上位機監控畫面出現紅屏現象。

原因：長平洗煤廠的通訊系統是采用光纖收發器、交換機組成的網絡系統。所有信號在主廠房進行信號集中并通過交換機，然后通過一根光纖發送到控制室，光纖收發器不能滿足如此大量的數據傳輸能力。

解決辦法：在控制室安裝交換機，敷設從主廠房到程控室的光纖，把主廠房的信號分別通過光纖發送到程控室，并通過交換機實現數據分發。

3）系統故障。

現象：PLC的主站CPU掉電后，分站NIU不能停止運行的設備。

原因：PLC的CPU停止運行后，不能發送命令停止NIU的運行，造成NIU的輸出被保持。

解決辦法：對PLC的CPU安裝UPS電源，從CPU發送脈沖信號到NIU，一旦NIU檢測不到此脈沖信號，立即停止NIU的所有輸出。

5 結束語

GE PLC采用模塊化設計，程序編輯界面簡單、清晰，功能強大，運行穩定，完全滿足長平洗煤廠使用要求。

Application of PLC in Coal Preparation Plant

BAI Mingming
(Changping Coal Preparation Plant,Jincheng Coal Group,Jincheng 048006,China)

The control system based on GE PLE 310 and IFIX 6.5(U.S.A.)and its communication network in Changping Coal Preparation Plant realizes the centralized control of field equipment and automatic management of equipment in the control room.Besides,the system also realizes the automatic control of start in inverse coal flow,stop in coal flow,and emergency stop of the equipment.The system structure is simple,clear,and complete,which could realize the automatic control in heavy-medium coal preparation in Changping Coal Preparation Plant.

PLC;IFIX;automatic control

F426.21

A

1672-5050（2015）01-0082-03

10.3969/j.cnki.issn1672-5050sxmt.2015.01.027

（編輯：劉新光）

2014-10-29

白明明（1986-），男，安徽省宿州人，大學本科，助理工程師，從事洗煤廠機電工作。