plc在煤炭行業(yè)電氣自動(dòng)化過程中的應(yīng)用探討

1、<p>　　PLC在煤炭行業(yè)電氣自動(dòng)化過程中的應(yīng)用探討</p><p>　　[摘 要]在科技力量的帶動(dòng)下，自動(dòng)化技術(shù)深入應(yīng)用到各個(gè)生產(chǎn)領(lǐng)域中，而PLC技術(shù)因其靈活可靠性在電氣自動(dòng)化中受到廣泛應(yīng)用。本文為探討PLC在煤炭行業(yè)電氣自動(dòng)化過程中的應(yīng)用，從煤炭井下排水系統(tǒng)、洗煤重介系統(tǒng)以及膠帶機(jī)集中控制系統(tǒng)等三方面對(duì)PLC的應(yīng)用進(jìn)行了分析闡述。 </p><p>　　[關(guān)鍵詞]煤炭行業(yè)

2、PLC 自動(dòng)化技術(shù) </p><p>　　中圖分類號(hào)：F407.21 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2015）34-0159-01 </p><p>　　在當(dāng)今先進(jìn)科技力量的推動(dòng)下，煤炭行業(yè)步入了自動(dòng)化時(shí)代，在將自動(dòng)化技術(shù)融合進(jìn)煤炭生產(chǎn)工作中離不開對(duì)PLC技術(shù)的應(yīng)用，可以說PLC技術(shù)在電氣自動(dòng)化過程中發(fā)揮了至關(guān)重要的作用。本文就圍繞對(duì)PLC的應(yīng)用問題從煤炭井下排水系統(tǒng)、洗煤

3、重介系統(tǒng)以及膠帶機(jī)集中控制系統(tǒng)等三方面展開了分析與闡述。 </p><p>　　1.PLC應(yīng)用之一――煤炭井下排水系統(tǒng) </p><p>　　在煤炭生產(chǎn)過程中，井下排水設(shè)施設(shè)備的運(yùn)作密切關(guān)系著全局作業(yè)面的安全生產(chǎn)，此外這些設(shè)施在煤炭作業(yè)中也屬于能耗相對(duì)集中的模塊[1]。在未應(yīng)用PLC技術(shù)之前，排水系統(tǒng)的自動(dòng)化水平不佳，對(duì)應(yīng)急響應(yīng)模塊缺乏相應(yīng)的機(jī)制，完全不能滿足全局作業(yè)面的安全性需求。因此，

4、后續(xù)諸多研究都將PLC技術(shù)納入了考慮范圍之內(nèi)，并將之與變頻控制技術(shù)相結(jié)合，以此彌補(bǔ)傳統(tǒng)排水系統(tǒng)的不足，實(shí)現(xiàn)煤炭作業(yè)排水系統(tǒng)的自動(dòng)化。 </p><p>　　當(dāng)前煤炭生產(chǎn)作業(yè)中的井下排水系統(tǒng)多以一水平、二水平共同構(gòu)成，一般將主排水泵房安置在二水平區(qū)域較為適宜，以利于此區(qū)域的排水需要。煤炭生產(chǎn)作業(yè)面的涌水經(jīng)由皮帶、軌道與山水混合后進(jìn)入內(nèi)部水倉，利用水泵排放礦井水，一水平負(fù)責(zé)排水，然后再將水引上作業(yè)面做生活或工作循環(huán)用

5、水?；谶@個(gè)思路引入PLC技術(shù)設(shè)計(jì)排水系統(tǒng)，其中的水位監(jiān)測模塊負(fù)責(zé)監(jiān)測控制系統(tǒng)的水位參數(shù)及流量參數(shù)，且可獲知一、二水平區(qū)水泵的狀態(tài)參數(shù)，集中處理上述參數(shù)后將之輸進(jìn)PLC控制器，從而對(duì)排水系統(tǒng)進(jìn)行全局控制。再者，此系統(tǒng)中設(shè)有井上控制室PLC控制柜，可利用它與地面上位機(jī)進(jìn)行交互式通信，以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程目的。 </p><p>　　PLC排水系統(tǒng)能夠根據(jù)系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行情況選擇不同的控制模式，這大大地保障了控制的質(zhì)量?？刂颇Ｊ?/p>

6、一為手動(dòng)或半自動(dòng)控制，即在這種控制模式下控制主體為外部電路，主要是當(dāng)井下自動(dòng)控制系統(tǒng)不能正常運(yùn)行時(shí)才使用這種模式：由操作人員打開水泵，或者也可先設(shè)定需打開的水泵臺(tái)數(shù)，然后由PLC控制水泵自動(dòng)開啟再運(yùn)行?？刂颇Ｊ蕉樽詣?dòng)控制，即由PLC采集相關(guān)水位數(shù)據(jù)，然后控制水泵進(jìn)行PID調(diào)速，對(duì)投入水泵的實(shí)際情況做出決策，以保證系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)始終處在恒水位[2]?？刂颇Ｊ饺秊檫h(yuǎn)程控制，即借助PLC獲取排水系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)，然后以遠(yuǎn)程形式對(duì)PID參數(shù)、換

7、泵進(jìn)行設(shè)置，以實(shí)現(xiàn)良好的控制效果。 </p><p>　　2. PLC應(yīng)用之二――洗煤重介系統(tǒng) </p><p>　　重介系統(tǒng)是洗煤廠至關(guān)重要的生產(chǎn)工藝。原煤會(huì)在重介車間通過三產(chǎn)品旋流器分選出矸石、中煤、精煤三產(chǎn)品，然后三產(chǎn)品再經(jīng)過脫接篩脫介、磁選機(jī)回收節(jié)制、振動(dòng)篩、離心機(jī)脫水后生成最終產(chǎn)品[3]。其中PLC為重介質(zhì)選煤自動(dòng)控制系統(tǒng)的核心，將PLC應(yīng)用于重介系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)人機(jī)交互界面、集中檢

8、測、控制等功能。系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)的功能有：（1）PLC控制系統(tǒng)在獲取三產(chǎn)品重介旋流器入口的壓力值后，會(huì)將設(shè)定值與模擬值進(jìn)行比較后再經(jīng)PID調(diào)節(jié)作用，而后將4～20mA的模擬量信號(hào)傳輸至介質(zhì)入料泵變頻器，由變頻器決定輸出頻率以調(diào)節(jié)介質(zhì)泵油機(jī)的轉(zhuǎn)速。（2）系統(tǒng)介質(zhì)桶的管路配備有壓差密度計(jì)，能夠采集介質(zhì)密度且能將之經(jīng)PLC的模擬量輸入端口傳輸至PLC中央處理器，將設(shè)定值與實(shí)際密度進(jìn)行比較來控制介質(zhì)桶加水閥門的開度，從而對(duì)密度大小進(jìn)行調(diào)節(jié)。這個(gè)調(diào)節(jié)

9、過程與旋流器入口壓力的調(diào)節(jié)過程同屬于閉環(huán)調(diào)節(jié)，能夠確保介質(zhì)密度處于穩(wěn)定狀態(tài)[4]。因?yàn)榫虏煌拿簩用旱谋戎夭幌嗤?，所以集控人員應(yīng)根據(jù)具體情況來設(shè)置介質(zhì)密度。（3）系統(tǒng)能將采集到的介質(zhì)懸浮液磁性物含量數(shù)據(jù)與設(shè)定值作比較，以此來對(duì)分流蝶閥開度進(jìn)行控制，確保煤泥含量處于穩(wěn)定，滿足客戶使用之</p><p>　　3. PLC應(yīng)用之三――煤炭膠帶機(jī)集中控制系統(tǒng) </p><p>　　在煤炭行業(yè)電氣

10、自動(dòng)化系統(tǒng)中還有一大系統(tǒng)同樣尤為關(guān)鍵，那就是井上膠帶機(jī)集中控制系統(tǒng)。井上膠帶機(jī)集中控制系統(tǒng)的運(yùn)行質(zhì)量和作業(yè)面裝卸工作的質(zhì)量之間具有直接的影響關(guān)系。一般來說，該系統(tǒng)主要由兩個(gè)子系統(tǒng)組成，即篩分車間系統(tǒng)及貯煤和轉(zhuǎn)車操作系統(tǒng)。從集中控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方面來考慮，系統(tǒng)應(yīng)能夠?qū)崿F(xiàn)就地式、集中式等控制模式的運(yùn)行?？蓮牟僮魅藛T對(duì)現(xiàn)場作業(yè)的具體需求出發(fā)，同時(shí)結(jié)合作業(yè)面的運(yùn)行情況，選擇適當(dāng)?shù)目刂颇Ｊ?，因此靈活性較大。此外，系統(tǒng)還具有一個(gè)明顯的優(yōu)勢，那就是當(dāng)集

11、中控制不能正常運(yùn)行時(shí)，本地控制系統(tǒng)能夠及時(shí)地進(jìn)行自動(dòng)切換，以維持作業(yè)面相關(guān)皮帶設(shè)施設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行，發(fā)揮出控制功能的有效作用。 </p><p>　　從這個(gè)思路出發(fā)，將PLC技術(shù)應(yīng)用到膠帶機(jī)集中控制系統(tǒng)中，可將系統(tǒng)分為兩個(gè)主要模塊，即集中控制管理層與就地控制管理層。集中控制管理層由1*交換機(jī)+2*上位機(jī)共同組成，2臺(tái)上位機(jī)互相之間具有冗余對(duì)應(yīng)的關(guān)系，能夠連接作業(yè)面的相關(guān)電氣設(shè)備，并對(duì)控制運(yùn)行效果進(jìn)行監(jiān)督，以保證其可

12、靠性。就地控制管理層由1*膠帶保護(hù)+1*交換機(jī)+1*PLC共同組成。由于在作業(yè)面正常運(yùn)行的情況下，篩分車間系統(tǒng)及貯煤和轉(zhuǎn)車操作系統(tǒng)兩者之間存在閉鎖性的關(guān)系，因此可以令篩分車間系統(tǒng)及貯煤和轉(zhuǎn)車操作系統(tǒng)共同組成一個(gè)DP形態(tài)的操作網(wǎng)絡(luò)。 </p><p>　　在操作網(wǎng)絡(luò)組成中應(yīng)用PLC技術(shù)，可設(shè)定篩分車間系統(tǒng)為主站，貯煤和轉(zhuǎn)車操作系統(tǒng)則設(shè)為備站，此外還可將以太網(wǎng)模塊添加進(jìn)PLC控制柜中，通過上位機(jī)的作用將交換機(jī)與作業(yè)面

13、相關(guān)設(shè)施設(shè)備進(jìn)行交互式連接，全面實(shí)現(xiàn)控制功能的有效性。 </p><p><b>　　4.結(jié)束語 </b></p><p>　　目前，我國電氣自動(dòng)化技術(shù)水平較之發(fā)達(dá)國家仍有一定的差距，自動(dòng)化覆蓋范圍尚未完全，因此在系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中應(yīng)以適應(yīng)性與實(shí)用性為基本原則[5]。近年來，我國煤炭生產(chǎn)量不斷取得新的突破，大中型煤炭的產(chǎn)能占到了全國總量的60%，據(jù)相關(guān)報(bào)道顯示，2009年

14、的大中型煤炭作業(yè)面單產(chǎn)為5.73萬噸/月，原煤的生產(chǎn)效率為5.43噸/工，并且其自動(dòng)化程度突破了93%[5]，取得如此矚目的成績，自動(dòng)化技術(shù)發(fā)揮了關(guān)鍵作用。隨著電氣自動(dòng)化工業(yè)的不斷發(fā)展，PLC技術(shù)已漸趨于成熟，在應(yīng)用過程中功能得到不斷地完善，并且性能也更加優(yōu)良，有效彌補(bǔ)了工業(yè)控制方面存在的不足，促進(jìn)了自動(dòng)化生產(chǎn)的不斷進(jìn)步。本文通過對(duì)PLC在煤炭自動(dòng)化過程中的應(yīng)用進(jìn)行了分析，闡明了PLC的優(yōu)勢，這也反映出PLC在煤炭行業(yè)的應(yīng)用前景十分廣闊