數(shù)字技術(shù)在煤炭工業(yè)電氣自動(dòng)化中的應(yīng)用與創(chuàng)新

付旺

【摘?要】隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，應(yīng)用于我國(guó)工業(yè)的技術(shù)也在不斷更新發(fā)展，我國(guó)工業(yè)目前正處于全面普及工業(yè)3.0、逐步發(fā)展工業(yè)4.0的發(fā)展?fàn)顟B(tài)。在煤炭行業(yè)的工業(yè)生產(chǎn)當(dāng)中，已經(jīng)逐步向工業(yè)革命3.0靠攏，較多的應(yīng)用自動(dòng)化設(shè)備，部分需要在特殊環(huán)境下生產(chǎn)的工作環(huán)節(jié)已經(jīng)逐步實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。為進(jìn)一步推進(jìn)我國(guó)工業(yè)的發(fā)展，數(shù)字技術(shù)也已經(jīng)逐步應(yīng)用中。本文研究數(shù)字技術(shù)在煤炭行業(yè)電氣自動(dòng)化的應(yīng)用及創(chuàng)新。

【關(guān)鍵詞】數(shù)字技術(shù);煤炭;工業(yè)自動(dòng)化;應(yīng)用;創(chuàng)新

一、數(shù)字技術(shù)在煤炭工業(yè)電氣自動(dòng)化中的應(yīng)用

1、PLC信號(hào)采集與編程

在復(fù)雜的工藝系統(tǒng)，為確保實(shí)現(xiàn)控制功能，PLC 可采用一運(yùn)一備的運(yùn)行方式，PLC針對(duì)每段工藝設(shè)備的生產(chǎn)側(cè)負(fù)荷側(cè)的模擬量和開(kāi)關(guān)量信號(hào)以及溫度值，液位值，流量值，壓力值，刻度值，轉(zhuǎn)速值，電流值，電壓值及各種參數(shù)和數(shù)據(jù)對(duì)設(shè)備進(jìn)行自動(dòng)跟蹤，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，實(shí)時(shí)控制。

PLC控制柜（工控柜）也是主要連接上位機(jī)（觸摸屏組態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)）和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的橋梁。通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)，以太網(wǎng)進(jìn)行控制命令和數(shù)據(jù)的傳輸。

控制柜由PLC可編程控制器，開(kāi)關(guān)電源，中繼器，斷路器，接觸器，保護(hù)繼電器，熔斷器，端子排及柜體組成，按照每條生產(chǎn)工藝進(jìn)行邏輯運(yùn)算，編程。

現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備需提供PLC 所識(shí)別的，網(wǎng)絡(luò)儀表，控制儀表，智能開(kāi)關(guān)，變送器，高低壓成套開(kāi)關(guān)設(shè)備及傳動(dòng)設(shè)備等。

2、變頻控制反饋與微調(diào)

2.1變頻控制可通過(guò)與PLC相配合。在系統(tǒng)通過(guò)閥門控制不能實(shí)現(xiàn)微調(diào)的情況下，調(diào)整電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)水泵等設(shè)備的流量、壓力、微調(diào)。并可通過(guò)工藝設(shè)備前后流量和壓力與標(biāo)準(zhǔn)值的差異，進(jìn)行開(kāi)啟保護(hù)裝置或進(jìn)行排污。

2.2在變頻器內(nèi)部功能上，由PID控制功能，反饋信號(hào)取自拖帶該系統(tǒng)的輸出端，當(dāng)輸出量偏離所要求的給定值時(shí)，反饋信號(hào)成比例變化，在輸入端，給定信號(hào)與反饋信號(hào)相比較得到偏差。在數(shù)字化系統(tǒng)中，該偏差可通過(guò)外部的閥門調(diào)節(jié)和流量調(diào)節(jié)進(jìn)行消除，一方面PLC對(duì)運(yùn)行工況進(jìn)行調(diào)整，另一方面，當(dāng)閥門調(diào)整范圍不滿足要求是，變頻進(jìn)行PID控制，從而誰(shuí)先系統(tǒng)穩(wěn)定，達(dá)到調(diào)整目的。

3、后臺(tái)系統(tǒng)的監(jiān)控與運(yùn)算

3.1后臺(tái)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)化，通過(guò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，達(dá)到無(wú)時(shí)空限制。

3.2智能化，通過(guò)軟件對(duì)各種信息，檢測(cè)到的數(shù)據(jù)機(jī)型智能化分類處理，可自動(dòng)調(diào)整每條分支的壓力、流量、溫度定額，并按照相關(guān)設(shè)備情況進(jìn)行自動(dòng)分配調(diào)整。

3.3強(qiáng)大管理功能，可實(shí)現(xiàn)值班人員和領(lǐng)導(dǎo)的分控管理、系統(tǒng)運(yùn)行日志、數(shù)據(jù)、網(wǎng)上分控優(yōu)先權(quán)管理，確保系統(tǒng)安全運(yùn)行。

4、數(shù)字化系統(tǒng)平臺(tái)基本配置要求：

二、數(shù)字技術(shù)在煤炭工業(yè)電氣自動(dòng)化中應(yīng)用的創(chuàng)新

（一）創(chuàng)新智能終端

目前，部分工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)初步的智能化，可以通過(guò)部分計(jì)算機(jī)軟件對(duì)現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)進(jìn)行控制管理。為進(jìn)一步對(duì)煤炭工業(yè)的生產(chǎn)現(xiàn)象進(jìn)行控制，可以安裝智能終端，實(shí)現(xiàn)對(duì)該系統(tǒng)更好的控制。通過(guò)智能終端將系統(tǒng)的各項(xiàng)功能進(jìn)行集成整合，提高工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的自動(dòng)化和智能化，并且增強(qiáng)各個(gè)部分之間的通信功能，便于生產(chǎn)管理。目前，該系統(tǒng)可以進(jìn)行良好的生產(chǎn)操作是基于擁有標(biāo)準(zhǔn)的程序接口標(biāo)準(zhǔn)的程序借口保證其按照設(shè)定執(zhí)行操作。利用數(shù)字技術(shù)可以在管理平臺(tái)和自動(dòng)化系統(tǒng)之間建立一個(gè)數(shù)據(jù)接口，讓程序接口更加標(biāo)準(zhǔn)化，促進(jìn)煤炭工業(yè)的智能化發(fā)展。

（二）虛端子的創(chuàng)新應(yīng)用

所謂虛端子是在網(wǎng)絡(luò)中傳遞的變量GOOSE、SV等輸入信號(hào)和輸出信號(hào)，虛端子可以明確表示數(shù)字化站內(nèi)設(shè)備之間的連接關(guān)系，反映系統(tǒng)SCD配置連接線的關(guān)系以及產(chǎn)生必要的GOOSE和SV的文本信息。利用數(shù)字技術(shù)可以將虛端子進(jìn)行重新利用，將GOOSE網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用在煤炭行業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)之中可以實(shí)現(xiàn)對(duì)該系統(tǒng)的線路開(kāi)關(guān)進(jìn)行控制，并且還可以實(shí)現(xiàn)跳合閘的功能，進(jìn)一步保證系統(tǒng)的安全。將GOOSE網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用在系統(tǒng)中可以替代二次回路用智能終端完成信號(hào)管理和溫度測(cè)試等工作，讓系統(tǒng)的運(yùn)行更加快捷、方便。除此之外，利用GOOSE網(wǎng)絡(luò)技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)跳閘保護(hù)和測(cè)控遙控等功能，為系統(tǒng)運(yùn)行提供數(shù)據(jù)。

結(jié)束語(yǔ)：隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，越來(lái)越多的技術(shù)被應(yīng)用于工業(yè)的施工現(xiàn)場(chǎng)當(dāng)中。在煤炭工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)中應(yīng)用數(shù)字技術(shù)可以提高煤炭行業(yè)自動(dòng)控制系統(tǒng)的運(yùn)行效率，可以大幅度提高生產(chǎn)效率。在煤炭生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)中，數(shù)字技術(shù)在軟件開(kāi)發(fā)、軟件升級(jí)和系統(tǒng)更新中都發(fā)揮巨大的作用，并且對(duì)部分設(shè)備進(jìn)行技術(shù)改造提高設(shè)備的工作效率。大力發(fā)展數(shù)字技術(shù)可以為煤炭行業(yè)向工業(yè)4.0的發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

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[2]賈洪亮.數(shù)字技術(shù)在工業(yè)電氣自動(dòng)化中的應(yīng)用及創(chuàng)新分析[J].通訊世界，2019，26（06）：278-279.

（作者單位：國(guó)家能源神華寶日希勒能源有限公司水電公司）