AB PLC在寧東洗煤廠羊場灣二分廠的應用

神華寧夏煤業集團運銷公司寧東洗煤廠羊場灣二分廠 寧夏回族自治區銀川市 750411

摘要：現代工業中可編程序控制器已經成為大家無人不知無人不曉的控制設備。為了提高洗煤廠工作效率，采用可編程序控制器構成具有一定自動化水平的工業生產線，結合洗煤廠特點，簡述了可編程序控制器系統的開發過程、注意事項及在寧東洗煤廠羊場灣二分廠中的應用實例，并對其進行了論證，以供參考。介紹了以美國羅克韋爾公司AB系列PLC logix5000和工控機構成的洗煤廠分布式集中控制系統。本系統結合DeviceNet網絡環境下使用E3過載繼電器對設備進行控制，具有控制可靠，運行良好的特點。

關鍵詞：洗煤廠；PLC；DeviceNet；E3；

1 寧東洗煤廠羊場灣二分廠概況

神華寧夏煤業集團寧東洗煤廠羊場灣二分廠設計生產能力4.00Mt/a，日處理能力12121.21t/d，小時處理能力757.58t/h，屬礦井型動力煤洗煤廠。主要生產工藝：200mm以上除雜破碎，200～25mm塊煤采用重介淺槽分選，小于25mm末煤不經洗選直接作為產品。產品結構：200-50㎜洗大塊，50-25㎜洗中塊，25-0㎜末原煤。

在寧東洗煤廠羊場灣二分廠建廠之初，由于洗煤廠工藝流程中的機電設備比較多且連續性強、位置分散，特根據設計要求對整個洗煤廠進行了PLC的整體設計。PLC通過DeviceNet控制配電柜中的E3過載繼電器來控制設備的啟停與設備狀態的采集，該系統具有硬件體積小、性能穩定、人機操作界面良好、簡單快捷、自動化程度高等特點。PLC程序設計中加入了所有設備的運行情況及狀態反饋部分，大量減少了人工操作，提高了設備運行的準確性及穩定性。

2 技術要求

全廠采用三種模式運行。

集中自動控制：集中自動方式中PLC 自動完成逆煤流的整個啟車和順煤流停車過程節省了時間從而提高了生產效率。

現場就地控制：如果整個工藝流程部分環節出現問題那么集中控制就無法進行對整個流程的控制，因此，現場就地手動操作方式是必不可少的一個控制手段，這種方式由現場操作人員就地控制設備的啟停，不受PLC 控制。

集中手動控制：集中手動方式在集控室實現單臺設備的啟、停車，并具有連鎖、解鎖功能，這種控制方便調度室對現場進行操作，并使各個環節有聯系，第一時間獲取檢修信息保證了檢修過程中的人身安全。

洗煤廠設備多，生產工藝環節多，聯絡不方便，采用崗位司機人工就地控制，停開車響應慢，造成多余材料費用及設備磨損；如生產當中某一設備突發故障，不能立即停止上游設備，必將會造成堆貨、壓設備以及設備損壞等事故，引起事故范圍擴大。綜上所述洗煤廠集中控制系統應遵循起停車順序、閉鎖關系、控制方式的轉換、工藝流程及設備的選擇、信號系統可靠等原則。

3 AB PLC在洗煤廠中的控制

3.1硬件介紹

（1）AB PLC

可編程序控制器的英文為Programmable Controller，在二十世紀七十至八十年代一直簡稱為PC。由于到90年代，個人計算機發展起來，也簡稱為PC；加之可編程序的概念所涵蓋的范圍太大，所以美國AB公司首次將可編程序控制器定名為可編程序邏輯控制器（PLC，Programmable Logic Controller），為了方便，仍簡稱PLC為可編程序控制器。有人把可編程序控制器組成的系統稱為PCS可編程序控制系統，強調可編程序控制器生產廠商向人們提供的已是完整的系統了。

寧東洗煤廠羊場灣二分廠使用的就是美國AB公司的logix5000 PLC，logix5000型PLC相比其他小型PLC的優點是可以在線修改程序，且和整個系統通訊可靠容易。PLC的基本組成如圖1所示：

圖1

（2）Devicenet現場總線

Devicenet是一種低成本的通訊總線。它將工業設備（如：限位開關，光電傳感器，閥組，馬達啟動器，過程傳感器，條形碼讀取器，變頻驅動器，面板顯示器和操作員接口）連接到網絡，從而消除了昂貴的硬接線成本。直接互連性改善了設備間的通訊，并同時提供了相當重要的設備級診斷功能，這是通過硬接線I/O接口很難實現的。

Devicenet是一種簡單的網絡解決方案，它在提供多供貨商同類部件間的可互換性的同時，減少了配線和安裝工業自動化設備的成本和時間。DeviceNet不僅僅使設備之間以一根電纜互相連接和通訊，更重要的是它給系統所帶來的設備級的診斷功能。

DeviceNet帶來的好處有以下幾點：

①提高設計的彈性；

②通過提供網絡數據流的能力來提供無限制的IO端口；

③提供互操作性和即插即用能力；

④改善的過程數據管理；

⑤提供對等（Peer-to-Peer）或主/從（Master/Slave）管理；

⑥作為一個快速響應處理元的結果，提高了吞吐量和可重復性；

⑦-包含在位置刻度和預先事件及報警通知中的隱含診斷信息；

⑧-在診斷中可延長定期檢修的間隔周期；

⑨降低安裝成本。

（3）E3固態過載繼電器

E3固態過載繼電器是一種多功能的、固態的、基于微處理器的電子式過載繼電器，用于對0.4—5000A額定工作電流的鼠籠式感應電機提供保護。E3系列過載繼電器有兩個版本可供選擇：E3和E3 Plus。E3過載繼電器出廠缺省設置為三相運行模式。用戶可以根據實際需要，通過修改第27號參數單相/三相運行模式（Single/Three Ph.），將其更改為單相運行模式。

E3固態過載繼電器脫扣保護和報警功能：

①過載；

②缺相（僅限于脫扣）；

③失速（僅限于脫扣）；

④堵轉；

⑤欠載；

⑥電流不平衡；

⑦接地故障（僅限于E3 Plus）；

⑧熱敏電阻（PTC）輸入（僅限于E3 Plus）；

⑨起動次數（僅限于報警）；

⑩運行時間（僅限于報警）。

3.2控制方式

寧東洗煤廠羊場灣二分廠的控制系統由集中控制系統、主洗車間PLC分站、塊煤裝車站PLC分站、末煤裝車PLC分站和濃縮車間PLC分站及現場所有監控設備組成。集中控制系統由工控機和集中控制PLC總站構成，集中控制界面使用FactoryTalk View SE組態軟件開發制造，使用AB公司的logix5000 PLC作為控制總站及各車間的PLC控制分站，通過集中控制工控機對現場所有設備進行監護及控制，采用Devicenet控制總線傳輸數據，PLC通過控制E3固態過載繼電器進而控制設備的啟停和保護。

4效益分析

寧東洗煤廠羊場灣二分廠自投用美國AB公司的logix5000 PLC后，系統對設備和生產過程的自動監理、自動保護和事故報警，縮短了檢修時間大大提高了工作效率。另外，該系統自動的對工藝參數進行跟蹤監測并對這些參數進行自動控制，使產品質量上了一個新的臺階。

參考文獻：

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