PLC在選煤廠電氣自動化系統中的應用

文/王振安

選煤廠的主要工作是選擇高質量的煤炭資源，并保障煤炭產量，因此，在日常的生產活動中，其需要保障工藝運行的連續性，但是隨著社會煤炭需求量的不斷提升，選煤廠的日工作量有了顯著的增長，導致諸多設備都處于高負荷運行狀態，容易因運行異常或故障導致整個系統的運行效率受到影響；而且當前分散式的控制并不能保障工藝控制的連續性，因此，實現PLC 在選煤廠電氣自動化系統中的應用可以根據選煤廠發展需要，選擇有針對性的控制方案保障生產活動的穩定性，從而實現提升選煤廠生產效率的目標。

1 PLC控制方式分析

PLC 是一種由存儲器、CPU、輸入系統、輸出系統共同組成的控制系統，其中CPU 為核心，可以基于用戶指令自動化執行與操作，以便快速、準確的完成控制任務，在電氣自動化系統中的應用改進了傳統的邏輯式控制模式；同時，PLC 具有可編程的功能，可以直接通過控制主機程序的修改改變控制方案與策略，以便保障選煤廠生產全過程的有針對性控制。目前，PLC 的出現為選煤廠實現電氣一體化提供了充足的支持，可以實現24 小時無間斷的連續監控與控制，提升了生產的穩定與效率。從PLC 當前的發展來看，主要有以下兩種形式：

1.1 分布控制

分布控制形式PLC的構成部分包括主機、上位機、生產環節微機分站，能夠實現對生產系統的多級別分布控制，但是也需要通過CPU 保障每項單獨控制任務的獨立完成。PLC分布控制具有速度快、信號處理時間短等優勢，目前多應用于工業生產中安全控制上。具體來講，PLC 控制中所有信號都采用了光電隔離，能夠識別外電路以及內電路產生的電氣，并實現精準隔離，而且在諸多大型控制系統中，通過雙處理器或三處理器構成冗余系統，可以大大提升控制系統運行的穩定性與可靠性。

這種分布控制形式是目前選煤廠應用的主要形式，其可以結合選煤廠的生產需要實現保障生產系統安全可靠運行、獨立分站控制、主機與分站信息及時傳遞與反饋等功能，保障控制指令快速被執行，但是這種控制形成在高負荷的運行現狀下也體現出了諸多缺陷。

1.2 集中控制

PLC 集中控制適合各種生產環境以及控制要求中，其可以通過控制獨立顯示每個部分以及每個環節的運行情況與故障情況，便于工作人員集中對信息進行匯總以及情況反饋，可以從系統運行的整體了解系統狀態，與其它控制方式相比，PLC 集中控制具有控制效率高、無觸點等不可比擬的優勢。

在選煤廠電氣自動化中應用PLC 集中控制，是指利用1 臺主機對選煤廠所有生產環節展開控制，可以在控制室內根據在生產現場采集的信息下達控制指令，以便保障控制的及時性，這種控制方式大大提升了電氣自動化控制的靈活性。但是PLC 集中控制的缺陷也十分突出，其全過程中雖然可以基于1 臺主機展開控制，提升控制效率，但是如果主機出現故障則導致控制無法順利進行。同時，集中控制中需要復雜的元件連接、電纜連接保障信息的傳遞，這會影響后續系統的擴展。此外，計算機的運行始終受到風險因素的威脅，尤其是軟件運行中容易受到病毒的攻擊，因此，選煤廠日常需要支付高昂的費用進行系統維護以及軟件升級，這大大增加了運營成本。

2 PLC在選煤廠電氣自動化系統中的應用

在PLC 應用過程中，應根據選煤廠的實際情況進行控制系統方案設計，其中必須具備兩個主站以及三個次要站點，主要可以為現場配電室，發揮監控機械設備運行狀態以及控制機械設備運行的作用，以便保障設備的安全、穩定運行，主站可以通過串聯參控設備的方式進行電路設計以及就地控制箱的安裝，其可以便于另一主站通過遠程控制的方式對電子自動化進行控制，以便及時發現故障、控制故障，降低故障造成的損失。選煤廠在設計PLC 自動化控制系統中人機界面的設計上，應采用組態軟件WinCC 作為監控界面的主要軟件，并根據現場布置的要求，提升人機界面設計的人性化，可以及時發現系統運行的非正常狀態，以便控制人員及時傳遞控制指令。具體來講，PLC 在選煤廠電氣自動化系統中的應用可以從以下方面展開：

2.1 抵抗電源干擾

PLC的應用可以發揮凈化交流電的作用，消除電氣系統運行過程中工頻產生的干擾，并通過雙層交流凈化電源可以發揮出屏蔽保護的作用。具體來講，先通過安裝屏蔽電纜、局部屏蔽裝置、高壓泄放元件等抑制電源產生的干擾；同時，安裝具有良好性能的隔離裝置或電源，并配合合理的布線降低電源對線路運行的干擾；電源產生的影響會導致電壓出現毛刺或畸變等情況，從而影響PLC 控制的精準性，如果條件允許可以使用自身帶有屏蔽層的隔離變壓器裝置，或在LC 中輸入濾波電路，降低電源對地面間以及設備產生的干擾；此外，為了降低電源干擾應保障線路之間的平行，從而降低線路的阻抗，也能發揮出抑制電源影響的作用。

2.2 操作與控制

為了避免生產過程中出現煤炭壓死設備的情況，從控制原則上來講，應逐臺啟動逆煤流，這種方式使設備的運行出現了延遲，可以避免堆煤現象的出現，并減少設備同時啟動時產生的沖擊波。因此，可以采取集中控制或就地控制兩種方式，保障控制工作的有效性。其中集中控制主要是通過調度室中的上位機對設備的運行狀態進行操控，可以直觀的根據系統的運行情況對設備的啟動、停止進行操作。而就地控制則需要先通過單臺設備的調試，保障其滿足設備的運行需要后再展開控制。

2.3 調控耦合電壓

（1）傳統控制模式中由于模擬信號不強、參數過于分布等情況導致干擾信號的負面影響被放大，干擾模擬信號傳輸，因此，在信號傳輸與接收過程中，應通過自動化控制及時啟動相應的屏蔽裝置，并作好接地處理，使直流能夠直接接地；但是應做好區分，如果交流接地則會導致電位差的出現，致使屏蔽層出現噪聲，無法起到防止電源干擾的作用。

（2）開關信號的調控上，可以選擇具有高導通以及關斷闞值功能的關電隔離器抑制輸入信號的干擾，否則如果輸入信號對繼電器選擇接點造成了影響，將會導致線圈被吸收回路接入，無法實現克服繼電器誤動作的作用。

（3）通過連接電纜的方式對耦合電壓進行調控，控制系統中模擬信號傳輸的電纜大部分都具有屏蔽層，可以通過全塑控制對開關信號的干擾進行抑制，并實現信號的順利傳輸，但是應盡量縮短電纜之間的距離，以便充分發揮出屏蔽的作用。

2.4 顯示動態圖形

PLC 在電氣自動化系統中的應用可以將設備開關狀態、倉位計數值、預警信號、液位計數等動態畫面呈現在計算機顯示畫面上，控制人員可以直接在控制室內對生產設備的運行狀態進行了解與調節，以便展開準確、時效性的控制，提升復雜邏輯控制的處理效果。

3 結束語

綜上所述，文章對PLC 在選煤廠電氣自動化中的應用進行了具體的論述，分析了PLC控制的功能與作用，希望可以為選煤廠合理設計PLC 控制系統提供參考，以便充分發揮PLC 的作用與價值，提升選煤廠的生產效率，減少因設備故障以及控制工作不到位造成的損失。