順和選煤廠照明系統集中自動化控制的研究與應用

范強強，常永飛

(永煤集團股份有限公司 順和選煤廠，河南 永城 476600)

順和選煤廠照明系統集中自動化控制的研究與應用

范強強，常永飛

(永煤集團股份有限公司 順和選煤廠，河南 永城 476600)

照明系統是保證選煤廠正常生產必不可少的輔助系統，傳統照明系統設計一般采用現場就地控制模式，控制效率低，浪費人力資源和電力資源，且存在不安全因素。隨著計算機技術、網絡技術等的飛速發展，選煤廠照明系統設計開始向集中自動化轉變。為提高照明系統自動化控制水平，順和選煤廠在集中控制系統基礎上，組建了以PLC為控制核心的集中自動化照明控制系統。

選煤廠；照明系統；PLC；自動控制

為節省生產成本，選煤廠一般在工業用電低谷時段生產，因此夜間生產在整個生產中占有很大比重，此時照明系統成為保證正常生產必不可少的輔助系統。選煤廠傳統照明系統設計一般采用就地控制模式，需要開關某區域照明時由調度室通知就近崗位人員到現場操作，控制效率低，浪費人力資源和電力資源，且存在不安全因素[1]。

隨著選煤廠智能化、自動化、信息化技術水平的提高，以及國家對煤礦企業節能減排、環境保護的要求越來越高，采用現場就地控制的傳統照明控制模式已不能滿足現代選煤廠的生產與發展需要[2]。為解決傳統照明控制模式帶來的問題，確保生產現場照明穩定、可靠，實現節能降耗，順和選煤廠在集中控制系統的基礎上實現了照明系統的集中自動化控制[3]。

1 照明控制的發展

照明控制可分為開關控制和調光控制兩種，根據生產現場的實際需求，選煤廠一般都采用開關控制[4]。該控制方式操作簡單，經濟劃算，但是功能單一，靈活性差。近年來，隨著計算機技術、通訊技術、控制技術、信號檢測技術及微電子技術的迅速發展和相互滲透，照明控制技術有了長足進步，照明控制模式也發生了很大改變[5]。

1.1 傳統照明控制模式

選煤廠照明的目的是提高生產效率，增加安全系數[6]。傳統照明系統多以手動控制為主，采用的是就地控制模式。選煤廠通常在現場設置照明控制開關，通過簡單的照明控制回路控制照明設備。就地控制模式下的操作較為簡單，但是需要人工現場操作，而選煤廠系統設置比較復雜，崗位分散，照明區域廣，存在操作不及時的問題，因而造成電力資源浪費[7]。此外，通過人工控制照明設備開關，不但浪費人力資源，而且夜間操作存在不安全因素，給工人生命安全帶來很大威脅。

1.2 現代化照明控制模式

計算機技術和網絡技術的飛速發展，為自動化、智能化的照明控制模式的研制與應用提供了技術條件[8]。組建照明集中控制系統，并利用PLC等控制手段，控制照明配電回路中的接觸器，進而控制照明設備的開與關，從而實現照明設備的集中控制，這樣就能解決傳統模式控制分散的問題。此外，結合感光元件、調光元件、變換器等，即可在集中控制的基礎上實現照明設備的自動控制和智能控制。

2 自動化照明控制系統

現代化選煤廠一般都建設有集中控制系統，所有設備的操作和系統的控制主要在集控室內完成，但照明控制并未完全納入集中控制系統[9]。為提升選煤廠自動化控制水平，順和選煤廠在集中控制系統的基礎上組建了自動化照明控制系統。

2.1 控制原理

該選煤廠在建設照明系統過程中，打破了傳統的開關控制方式，在照明配電回路中設置接觸器，通過PLC控制接觸器的開與關，并將PLC控制系統設置成集控系統中的一個子單元，通過鼠標點擊為照明設備PLC輸入信號，從而實現照明設備的開與關。順和選煤廠自動化照明控制系統操作界面如圖1所示。

圖1 照明控制系統操作界面

當點擊操作界面相應區域時，區域顏色呈現綠色，照明開啟，而操作界面呈現紅色區域的照明處于關閉狀態。該系統操作簡單，直觀明了，可根據生產或者檢修需要靈活控制現場照明。

2.2 控制模式

系統的實施是基于PLC控制的，可分為自動控制和手動集中控制兩種模式，分別就兩種控制模式詳細分析。

(1)自動控制。自動控制需要在PLC輸入信號回路中設置光控開關和生產系統聯鎖開關，自動控制線路圖如圖2所示，圖中KMx(x=1、2、3……)表示照明控制接觸開關。

光控開關負責采集信號，光線暗時發出照明開啟信號，而光線亮時發出照明關閉信號。系統聯鎖開關的作用是將照明與生產系統聯鎖，當與其聯鎖的系統開啟時，聯鎖開關閉合，進而通過光控開關控制照明，這樣就可以有效解決生產系統不運行而照明自動開啟的問題。系統聯鎖開關分系統設置，可分為原煤生產系統、選煤生產系統、濃縮壓濾系統、產品裝車系統等，各系統均鎖定相關區域的照明，如原煤生產系統鎖定原煤車間各層及原煤轉載棧橋等區域的照明[10]。

(2)手動集中控制。手動集中控制主要用于配合自動控制，自動控制是對照明系統的全面控制，而不是具體到單一區域的照明控制，控制范圍廣。為了實現照明系統單一區域的有效控制，確保照明控制精確到點，該選煤廠設置了手動集中控制。該控制模式主要依靠調度員操作，當需要手動控制某一區域照明時，在圖1所示的操作界面中直接用鼠標點擊相應區域名稱即可。手動集中控制線路圖如圖3所示，圖中KMx(x=1、2、3……)表示照明控制接觸開關。

圖2 照明系統自動控制線路圖

圖3 照明系統手動集中控制線路圖

自動控制和手動集中控制的結合，實現了各種不同條件的照明控制需求。但兩種控制模式都是基于PLC的控制，如果PLC出現通訊、輸入、輸出等故障時，照明系統就會陷入癱瘓狀態。為了避免這種不利于生產的情況，該選煤廠在PLC輸出回路中設置了直接供電接觸器開關KM0。在PLC控制正常時，通過PLC可使該接觸器開關處于開啟狀態；如果PLC出現故障，可通過手動操作使該接觸器閉合，進而給照明系統直接供電，從而保證其運行正常。

3 結語

順和選煤廠照明系統集中自動化控制的研究與應用，有效克服了就地控制模式存在的缺陷，進一步提高了選煤廠自動化水平，不但減少了照明控制操作人員數量，實現了崗位“少人多安”的目的，而且可根據需要靈活控制各區域照明，節省了照明費用支出。該照明系統的集中自動化控制是在選煤廠集控系統基礎上設計而成的，設計成本低，實用效果好，在選煤行業具有較好的推廣應用價值。

[1] 張啟明.基于ZigBee的智能照明系統的設計[D].武漢:武漢理工大學，2010.

[2] 孫愛俊,嚴 彬，盛 會，等.電力線載波通信在煤礦井下照明系統中的應用[J].科技視界，2015(4)：353-355.

[3] 呂湘武.淺析選煤廠設計中照明燈具的選用[J].山東煤炭科技，2012(2)：44-45.

[4] 陳 濤.照明控制與自動化系統的完美結合-智能照明控制系統的再認識[J].照明工程學報，2003,14(3)：26-31.

[5] 張東旭.基于DALI的智能照明控制系統[D].福州:福州大學，2006.

[6] 張維軍.選煤廠的照明節能[J].內蒙古煤炭經濟，2012(10)：58-61.

[7] 王華明.選煤廠工業廠房的照明設計[J].煤炭加工與綜合利用，2014(7)：69-70.

[8] 黃從利.樓宇自控系統的節能設計與實現[D].長沙:湖南大學，2005.

[9] 王永芳.PLC在選煤系統中的應用[J].技術與市場，2015(1)：25-26.

[10] 劉紹威.選煤廠廠房照明精確控制的方法[J].煤炭加工與綜合利用，2015(5)：64-70.

Research and application of centralized automatic control of lighting system in Shunhe coal preparation plant

FAN Qiang-qiang，CHANG Yong-Fei

(Shunhe Coal preparation Plant, Yongcheng Coal&Electricity(Group) Co., Ltd., Yongcheng, Henan 476600, China)

Lighting system is an essential auxiliary system to ensure normal production of coal preparation plant; however, the traditional lighting system was designed as local control, which is low efficiency, a waste of resource as well as is not safe. With the fast development of computer, network etc., centralized automatic control is becoming popular in lighting system of coal preparation plant. To improve control of lighting system in Shunhe coal preparation plant, the centralized control system with PLC as core unit is built.

coal preparation plant; lighting system; PLC; automatic control

1001-3571(2015)05-0080-03

TD948.9

A

2015-06-13

10.16447/j.cnki.cpt.2015.05.021

范強強(1990—)，男，河南省沁陽市人，助理工程師，從事選煤廠技術與煤質管理工作。

E-mail：962499463@qq.com Tel: 0370-5193409