選礦廠PLC自動化控制系統的應用研究

張立忠

（神華寧夏煤業集團選配煤中心紅柳洗煤廠，寧夏 銀川 750001）

為進一步提升選礦廠的工作效率，完善選礦廠自動化體系的建設，相關單位應注重PLC控制體系的應用模式，通過合理配置、功能設定以及抗干擾體系的建立等方式，提升技術的實際應用水平，為礦產行業自動化系統的建設與發展提供動力。

1 PLC技術的主體結構及在選礦廠的應用實例

1.1 PLC技術的主體結構

PLC技術是指利用可編程存儲器對生產工作、設備運行等環節進行控制，由于內部存儲器中搭載著相關的應用程序，可以在運行操作系統，進行定時、技術、邏輯運算以及順序控制等指令的同時，利用模擬、數字信號傳遞，對各個環節進行有效控制。該種控制器的主體結構包括電源設備、信號接收端、輸出及輸入單元、中央處理系統以及內部存儲器等。其中信號接收端也可以稱為通信接口，主要用于連接計算機或其他外接設備，輸入以及輸出單元用于連接電源以及現場設備，CPU是PLC控制系統的核心組成。

1.2 PLC控制系統在選礦廠的應用實例

近幾年受市場經濟改革的影響，選礦廠計劃引進自動化設備，由傳統的半自動化模式轉變為全自動化模式，以提升工作的實際效率。為此，在幾年前增設了壓濾機等設備，并在此基礎上，對洗水閉路系統進行優化設計、改造。當前階段，礦產作為基礎能源的實際需求量不斷上漲，選礦廠控制技術也逐步改善，傳統的模式已經無法滿足實際的需求。為此，進行進一步對設備進行改造升級。

然而，由于選礦廠的控制模式較為落后，因此其工作過程中經常由于系統控制不及時出現設備故障、損毀問題，降低了實際選礦廠控制系統的工作效率。與此同時，由于選礦廠系統中的機電設備分布較為分散，各環節需要進行連接才能保證持續性，因此在管理控制系統改造中引進了PLC控制程序，減少了設備故障的頻次，對選礦廠操作過程中的安全風險進行了合理的管控。與此同時，由于該種操作系統使用簡單，交互界面便捷，編程合理，性能較為穩定等優勢，在相關礦產領域的應用較為廣泛。

2 PLC控制體系在選礦工作中的具體應用

（1）PLC控制體系的合理配置。在進行系統的設計與配置的過程中，要結合選礦廠的實際情況與技術要求進行，主要的控制系統包括電源、控制臺、CPU、模擬屏等設備，可以另外配置彩色顯示設備，對各環節進行實時監控，完善PLC的監控系統，保證運行有良好的狀態。

（2）PLC系統不同功能的設定。為保證控制系統的運行效率，確保設備管理、控制的實效性，在進行控制系統功能設定的過程中，需要全面分析選礦廠的需求情況。通過控制功能保證運行故障時，不會發生堵塞現象；通過不同控制功能的設定，可以更加全面、動態、實時的進行系統的監督管理。此外，操作員工還可以通過控制系統向上級設備發送相應的控制指令，保證設備運行狀態良好。

（3）PLC控制程序的運行方式。通常情況下，選礦廠控制中心以及系統之間的管理采用集中調控的模式，即主要利用一臺控制設備（計算機），對整個流程進行監督、管理。操作技術人員在控制中心的平臺上，進行調控工作，通過計算機、顯示屏等對相關運行數據的顯示、分析，對各運行環節進行實時監管，在提升整體設備實際效率的基礎上，針對可能產生的故障風險進行合理管控。與此相對應的，集中模式下的PLC控制系統在應用方面也存在著一些不足：首先，通過一臺設備對整個選礦廠控制系統進行操控，不利于風險預防，一旦主設備出現使用故障，將會使整個系統出現問題，無法保證良好的運行狀態；其次，以計算機系統為核心的PLC控制體系容易受外部環境以及內在程序的影響，自身的運行過程中存在漏洞，因此，為確保系統的操作運行效率，必須定期針對各種程序分別開展檢測、維護工作，在一定程度上提升了運營成本。針對該種情況，選礦廠在采用集中控制模式的基礎上，需要對系統進行優化、改造，采用集散控制的方式，分散風險。具體來講，分散控制主要是利用系統分站、可編程控制器等設備構成局域網，對數據進行分散處理。通過PLC集中系統的上位設備，對各分散模塊的數據信息進行分析、處理，并將設備的工作狀態及時反饋到操作系統中，保證PLC系統控制的實效性。

（4）PLC系統運行過程中抗干擾功能的設置。①接地抗干擾設置。為了提高選礦廠PLC控制系統的穩定性和安全性，對PLC控制系統中的各種電氣設備進行接地設置，對于PLC主機必須單獨進行接地設置，結合生產廠家的相關說明要求，合理設置接地裝置具體參數，并且將動力系統和PLC控制系統連接起來，按照標準的規程標準，優化接地電阻設計。②通過吸收、抑制耦合電壓，進行抗干擾設置。對選礦廠PLC控制系統中繼電器輸出進行接地，浪涌吸收回路和繼電器相連接，有效降低繼電器的人為誤操作，并且由于PLC控制系統的模擬信號相對較弱，使得選礦廠的分布參數較大，需要設置較長的傳輸線路，導致選礦廠的干擾迭加信號越來越大，而有用模擬信號不斷縮減，所以對選礦廠PLC控制系統信號源浮地設置屏蔽線接收端，做好接地處理。③電源隔離抗干擾設置。結合交流電源要求，針對PLC裝置電源，消除工頻干擾，由于單層靜電屏蔽層對于工頻干擾的防護效果較差，因此應采用雙層屏蔽線路來保護交流電源設備，在條件允許的情況下，也可以對交流電源設置三層屏蔽隔離層，能夠有效抑制PLC控制系統的共模干擾信號，從而提高其穩定性和可靠性。④通過布線進行抗干擾設置。選礦廠PLC控制系統線路在敷設過程中，應結合模擬量開關量和信號線，盡量分開進行布線，結合具體情況，根據信號電流和電壓大小，適當調節PLC控制線路之間的間距，分散設置干擾抑制器。

3 結語

選礦廠自動化控制系統是復雜先進的高科技系統，其影響著礦產的質量與發展，因而，提升實際的控制系統，能有效提高選礦廠的工作效率，利用PLC控制系統強化選礦廠控制系統的自動化水平，降低人為失誤發生的可能性，為選礦廠的可持續發展夯實基礎。

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