PLC控制系統在煤炭洗選設備中的應用

（同煤集團煤炭洗選分公司 山西 037003）

想要真正掌握PLC控制系統在煤炭洗選設備的應用方法，就需要技術人員首先了解PLC技術的相關內容以及技術特點，另外也需要了解煤炭洗選設備的工作原理以及具體需求。基于此，本文對PLC技術的基本內容進行了概述，同時也對系統的組成和生產工藝進行簡要的介紹，并明確了煤炭洗選設備系統控制的具體需求。

1.PLC技術概述

基本組件、擴展組件、特殊組件是PLC控制系統主要的三個部分。其中，基本結構分為主流配置和箱體型兩種，具體是根據可編程控制器類型的不同進行劃分的。CPU、內存、單電源、編輯器等共同組成了主流配置，其中還包括I/O模板、機架等部分。其中系統的核心為CPU在系統中影響著整體的規模以及運行速度，同時其他組件的選擇和工作也需要以CPU為主。擴展組件則是在基礎組件的基礎上，結合實際生產需求增加的部分，例如擴展機箱以及擴展機架等部分，部分系統中還會增加系統I/O的點數。相比其他組件來說，CPU、外部資源以及內存等能夠在擴展配置的配合下形成更好的連接。另外，我們可以選擇使用遠程擴展或者當地擴展，這樣則能夠更好地實現簡化系統接線的效果，為后續系統的養護和維修創造良好條件。部分生產系統中還需要PLC系統滿足一些特殊的功能，這部分組件則被稱為特殊組件。我們一般按照功能對特殊組件進行分類，常見的有高速計數器單元、模擬輸入與輸出單元、成分監測單元等等。在實際設計過程中，需要我們按照工藝的具體需求選擇適合的組件，進而保證生產功能達到實際設計需求。

2.系統組成和生產工藝

選煤生產工藝以及控制系統是傳統洗選煤設備的主要組成部分，其中煤機、帶式分級傳送機等是選煤控制系統的主要組成部分，另外還會包括給煤機、煤礦儲煤倉、煤坑等部分。這些部分所承擔的生產任務有所不同，并且互相存在相互作用的關系。例如，給煤機則負責將煤炭送入主輸送機中，該設備在工作時有煤層擋板電機以及雙系統翻車機控制的。在給煤機完成第一步工作后，主輸送機則完成煤炭進入洗選設備流程，UI后則是由帶式分級傳送機完成成品煤炭的運輸和存放工作。這樣，洗煤廠就可以完成整個煤炭洗選、配送工作，這些工作也離不開配煤總輸送機以及電振給煤機的配合。

3.系統控制要求

(1)原煤系統

在原煤系統中，包括起停控制和原煤輸煤系統。起停控制也是分為啟動和停車。一般來說，會將啟動向后推遲4到7秒鐘，避免電動機超負荷啟動或無法啟動，造成各設備之間的煤流逆方向啟動。同時為了運輸過程中出現意外情況，在主運輸帶上我們安裝了可以進行跑偏檢測的儀器，一旦出現意外情況，便會自動報警停車。在停車時，我們一定要按照一定的順序進行停車，防止輸送帶上殘留煤料，造成浪費。在原煤輸送系統中，采用的是一對一輸送，即一個轉運帶式輸送機只對應一個儲煤倉。

(2)儲煤倉的高低位控制

當儲煤倉中的儲煤量過多時，便會傳來高位信號，此時關閉出煤口，不再向此儲煤倉中輸煤，并進行重新選倉的信號，選擇一個新的儲煤倉并進行輸煤。低位信號是對PLC進行控制，經過的電振的作用將閥門關閉，儲煤倉不再向外配煤，同時選擇一個的儲煤倉進行配煤。

4.系統硬件設計

(1)PLC系統的設計

在整個系統中，我們采用的是集中控制，這樣便于管理。控制網絡結構我們則是采取主站與分站相結合的方式，首先，我們為了保證程掃描控制器能夠保持更為穩定的運行狀態，可以通過設置多個遠程分站并然后各個分站都能與主站保持連接，同時需要選用冗余能力的總線。另外，我們需要以各個分站為中心，向外進行擴展，保證能夠對整個工藝過程實現操控。一般我們會將生產過程劃分為原煤、洗選、中間儲煤場、產品分裝四個環節，同時在不同的環節設置主站，保證其能夠分別獨立工作。另外，系統中也通過設置控制、報警預警等設施讓生產過程得到進一步的保障，同時也會將控制系統分成主系統以及擴展系統，這樣能夠讓系統分別完成現場檢測工作以及主機數據通信工作的控制，從而讓控制系統能夠變得更為縝密。

一般來說，整個控制系統的核心會由多個設備組成，即多臺工控機完成相關操作。其中一臺設備則是負責全局控制的工作室站，能夠對生產數據的邏輯進行編輯以及修改工作，同時也能實時監控相關的數據，其他的分站則是具有監控、操作、輸出數據、故障分析等功能的操作站。最后，系統中還需要設置一定數量的通信站，以完成數據的交換工作。一般來說，在這一系統中需要融入高壓綜合保護系統以及電纜綜合保護系統，為系統的正常運行保駕護航。

(2)檢測裝置的選擇

超聲波料位傳感器是目前系統中廣泛應用的檢測裝置，這種裝置一般采用一體化結構，同時在檢測煤炭位置等方面有著較高的準確性，部分設備的檢測能力甚至能夠達到80m料位，并能夠輸出4～20毫安的模擬信號，為后續原材料存儲以及其他物料管理提供了有利條件。同時，系統中也會融入繼電器等設備，進而實現故障報警、事故報警等功能。

(3)輸送帶跑偏檢測裝置

輸送帶跑偏是生產傳輸過程中常見的問題，在煤炭洗選工作中，輸送帶是廣泛應用的設備，因此對輸送帶的運轉狀態進行檢測有著十分重要的意義。PLC技術的應用，則能實現準確檢測輸送帶跑偏檢測功能，我們通過將QT型輸送帶跑偏檢測裝置安裝在輸送帶上，不僅能夠檢測輸送帶的運行狀態，還能及時糾正跑偏的輸送帶。在該設備中，一般會設計安裝傳感滾筒、電動機、減速裝置等原件。同時，由于洗煤的中間產品往往帶有一定的泥沙，那么也會對這種設備進行防水處理，這樣有助于提升設備的使用壽命，避免粉塵、污水損壞相關設備。

(4)輸送帶打滑裝置

輸送帶打滑具體原因有配重的重量不夠，設計的輸送帶過長或者傳送帶護理不當等等。在解決輸送帶打滑的問題上，我們選擇的是打滑速度檢測器進行控制。

5.PLC控制系統在煤炭洗選設備中的應用趨勢

隨著電子信息技術的不斷發展，PLC技術也逐漸融合計算機技術、智能化技術。因此，為了能夠讓洗煤廠能夠更好地掌握生產狀態，很多技術中配合應用了大數據搜集與存儲技術，這些技術在PLC技術的配合下，能夠獲得生產線整體的運轉數據，并且系統自帶的數據分析功能，能夠通過對比一段時間內數據的變化情況，對企業生產線運行狀態進行評估，并對有可能出現的故障進行智能修復和報警。這種功能，在很大程度上縮短了故障的分析時間，為排除故障，避免安全事故發生創造了有利條件。

由于洗煤選煤生產環境相對復雜，很多元件容易受到環境的干擾，那么在未來PLC技術的發展過程中，也將逐漸從模擬信號傳輸轉化為抗干擾能力更強的數字信號傳輸模式中，進而保證各個控制站之間都能及時獲取準確的信息。

隨著電子芯片技術的不斷發展，芯片中能夠承載的軟件也將變得更為強大，因此通過軟件對系統進行控制也將成為PLC控制系統的主要發展方向，模塊化的軟件也將讓企業能夠更為靈活地按照自己的需求對控制系統進行擴展和改造，為企業生產技術更新與升級創造良好條件。

6.總結

綜上所述，PLC控制系統在煤炭洗選設備中的應用對于我國煤炭行業發展有著重要的意義。想要真正做好相關系統的設計工作，需要技術人員能夠深入了解PLC技術以及PLC控制系統在煤炭洗選設備中的應用趨勢，同時能夠明確煤炭洗選系統的組成以及生產工藝，按照原煤系統、儲煤倉的高低位控制等系統控制要求，做好PLC系統的設計、檢測裝置的選擇、輸送帶跑偏檢測裝置、輸送帶打滑裝置等應用工作。與此同時，技術人員也需要積極學習各類生產技術以及控制技術，在實際工作中做到舉一反三，實現多技術共同配合完成生產系統控制工作，提升企業生產效率以及生產安全水平，為企業的發展奠定堅實的技術基礎，并推動行業相關技術的不斷發展。