摘 要：洗煤廠的生產(chǎn)運(yùn)營水平直接關(guān)系著煤礦產(chǎn)量，而我國很多地區(qū)的洗煤廠生產(chǎn)工藝比較落后，生產(chǎn)效率不高，并且存在著嚴(yán)重的浪費(fèi)問題，為了進(jìn)一步提高洗煤廠的自動(dòng)化程度，應(yīng)積極推動(dòng)PLC控制技術(shù)在洗煤生產(chǎn)工藝中的應(yīng)用，充分發(fā)揮PLC控制技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，加大對(duì)洗煤廠應(yīng)用PLC控制技術(shù)的分析和研究，優(yōu)化和改進(jìn)洗煤生產(chǎn)工藝，不斷提高洗煤廠的經(jīng)濟(jì)效益。文章簡(jiǎn)要介紹了PLC控制技術(shù)，分析了洗煤廠實(shí)例概況，闡述了PLC控制技術(shù)在洗煤廠中的應(yīng)用，以供參考。

關(guān)鍵詞：PLC控制技術(shù)；洗煤廠；應(yīng)用

從上世紀(jì)八十年代，中國經(jīng)濟(jì)快速崛起，煤炭作為一種重要的能源發(fā)揮了不可替代的作用，雖然我國煤炭?jī)?chǔ)量豐富，但是缺少大型的高效、優(yōu)質(zhì)洗煤廠，很多地區(qū)的中小型洗煤廠生產(chǎn)質(zhì)量低、生產(chǎn)設(shè)備不配套、選煤模式不科學(xué)，嚴(yán)重影響了我國洗煤產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。為了徹底改變這一局面，應(yīng)加大洗煤廠的技術(shù)革新和轉(zhuǎn)型升級(jí)，積極運(yùn)用PLC控制技術(shù)，提高洗煤生產(chǎn)工藝的自動(dòng)化控制水平，創(chuàng)新控制管理模式，不斷提高我國的煤炭產(chǎn)量。

1 PLC控制技術(shù)概述

PLC是一種重要的可編程存儲(chǔ)器，其內(nèi)部微處理器中存儲(chǔ)有應(yīng)用程序，可以執(zhí)行算術(shù)操作、計(jì)數(shù)、定時(shí)、順序控制、邏輯運(yùn)算等指令，并且根據(jù)模擬或者數(shù)字信號(hào)有效控制不同生產(chǎn)過程。PLC控制器主要包括擴(kuò)展接口電源、通信接口、輸出單元、輸入單元、存儲(chǔ)器、CPU中央處理器等模塊[1]，通信接口主要用于連接外部設(shè)備或者上位計(jì)算機(jī)，輸出/輸入單元是CPU和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備之間的輸入/輸出接口電路，CPU是整個(gè)PLC控制器的核心部分。

2 洗煤廠實(shí)例概況

某礦選煤廠建立于2001年，年計(jì)劃洗煤產(chǎn)量約120萬噸，受到市場(chǎng)發(fā)展的影響，投入運(yùn)營以后的初期，該洗煤廠由傳統(tǒng)的半入洗模式轉(zhuǎn)換為全入洗模式，有效地提高了煤泥產(chǎn)量。2004年，該洗煤廠增設(shè)了兩臺(tái)壓濾機(jī)，用于回收粗煤泥，經(jīng)過設(shè)計(jì)改造實(shí)現(xiàn)了洗煤生產(chǎn)的洗水閉路循環(huán)。隨著煤炭需求量的大幅度上漲和洗煤生產(chǎn)工藝的快速發(fā)展，傳統(tǒng)的洗選生產(chǎn)工藝和洗煤能力已經(jīng)無法滿足市場(chǎng)需求。2007年，該洗煤廠積極改造升級(jí)，增設(shè)了浮游選煤和重介質(zhì)選煤工藝，0～5mm進(jìn)行浮游選煤，0～13mm送入重介質(zhì)旋流器，年入洗能力提高到145萬噸[2]。該洗煤廠傳統(tǒng)的控制設(shè)計(jì)模式比較落后，在實(shí)際生產(chǎn)運(yùn)營過程中經(jīng)常發(fā)生各種故障，管理維護(hù)比較困難，生產(chǎn)工藝有很大一部分提升的空間。由于洗煤生產(chǎn)工藝中各種機(jī)電設(shè)備布置比較分散，各個(gè)運(yùn)行流程需要連續(xù)進(jìn)行，在電氣控制系統(tǒng)改造設(shè)計(jì)中應(yīng)用PLC控制技術(shù)，可以有效提高洗煤廠電氣控制的自動(dòng)化程度，并且操作控制簡(jiǎn)單快捷，具有良好的人機(jī)交互界面，編程方便快捷，性能比較穩(wěn)定。

3 PLC控制技術(shù)在洗煤廠中的應(yīng)用

3.1 系統(tǒng)配置

根據(jù)洗煤生產(chǎn)工藝要求，在設(shè)計(jì)PLC控制系統(tǒng)時(shí)，主要包括電源、模擬屏、控制臺(tái)、PLC等幾部分，并且增設(shè)六臺(tái)彩色顯示器，用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)洗煤生產(chǎn)狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)工控機(jī)類型的PLC監(jiān)控系統(tǒng)，對(duì)洗煤生產(chǎn)工藝中的各種電氣設(shè)備進(jìn)行有效監(jiān)控。

3.2 功能設(shè)置

結(jié)合洗煤生產(chǎn)工藝特點(diǎn)，PLC控制系統(tǒng)需要實(shí)現(xiàn)順序控制功能如逆煤流起車、順煤流停車，機(jī)械設(shè)備發(fā)生運(yùn)行故障時(shí)不堵塞、不堆煤，洗煤生產(chǎn)過程中的設(shè)備急停、故障報(bào)警、狀態(tài)監(jiān)視等功能[3]，從而直觀、全面、實(shí)時(shí)地進(jìn)行洗煤生產(chǎn)工藝各種設(shè)備的有效監(jiān)控，工作人員向上位機(jī)發(fā)送控制指令，利用PLC控制系統(tǒng)來控制洗煤廠的各個(gè)生產(chǎn)設(shè)備。

3.3 控制方式

在洗煤生產(chǎn)工藝現(xiàn)場(chǎng)和洗煤廠控制中心之間采用集中控制方式，利用一臺(tái)主計(jì)算機(jī)全面監(jiān)控整個(gè)洗煤生產(chǎn)工藝過程，工作人員在控制中心通過計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制管理操作，上位機(jī)可以獲取洗煤生產(chǎn)工藝各個(gè)流程的相關(guān)信息，有效提高了洗煤生產(chǎn)設(shè)備的運(yùn)行效率，而且增加了靈活性。然而這種PLC集中控制模式也存在一定的缺點(diǎn)，一方面，利用一臺(tái)主計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)于整個(gè)洗煤生產(chǎn)工藝的控制操作，若該主計(jì)算機(jī)出現(xiàn)運(yùn)行故障，會(huì)直接影響整個(gè)洗煤生產(chǎn)工藝的正常運(yùn)轉(zhuǎn)；另一方面，由于計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)易受到各種因素的影響，其自身還存在一些漏洞，為了保障其安全、穩(wěn)定運(yùn)行，必須定期進(jìn)行升級(jí)維護(hù)，給洗煤廠又增加了一部分的支出費(fèi)用。因此，洗煤廠在采用PLC集中控制模式的基礎(chǔ)上，應(yīng)進(jìn)一步進(jìn)行設(shè)計(jì)改造，對(duì)洗煤生產(chǎn)工藝中的具體重介質(zhì)旋流分選工藝、粗煤泥回收工藝等采用PLC分布控制形式，利用集散型的控制方式，對(duì)于洗煤廠具體生產(chǎn)工藝進(jìn)行分散控制，由計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)分站、可編程控制器、上位機(jī)等構(gòu)成的局域網(wǎng)來控制、處理和收集洗煤生產(chǎn)工藝的分布式數(shù)據(jù)，然后利用PLC集中控制系統(tǒng)的上位機(jī)來監(jiān)控各個(gè)分散控制模塊，利用這些分散控制模塊來控制整個(gè)洗煤生產(chǎn)流程，通過PLC控制系統(tǒng)上位機(jī)進(jìn)行信息反饋，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)的監(jiān)控和調(diào)整管理。

3.4 抗干擾設(shè)置

（1）接地設(shè)置。為了提高洗煤生產(chǎn)PLC控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性，對(duì)PLC控制系統(tǒng)中的各種電氣設(shè)備進(jìn)行接地設(shè)置，對(duì)于PLC主機(jī)必須單獨(dú)進(jìn)行接地設(shè)置，結(jié)合生產(chǎn)廠家的相關(guān)說明要求，合理設(shè)置接地裝置具體參數(shù)，并且將動(dòng)力系統(tǒng)和PLC控制系統(tǒng)連接起來，按照標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)程標(biāo)準(zhǔn)，優(yōu)化接地電阻設(shè)計(jì)，使接地系統(tǒng)和備用芯線、連接電纜外皮、PLC控制設(shè)備外殼等連接起來共同組成一個(gè)回路。

（2）耦合電壓吸收或者抑制。對(duì)洗煤廠PLC控制系統(tǒng)中繼電器輸出進(jìn)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(tǒng)的模擬信號(hào)相對(duì)較弱，使得洗煤生產(chǎn)工藝的分布參數(shù)較大，需要設(shè)置較長(zhǎng)的傳輸線路，導(dǎo)致洗煤生產(chǎn)工藝的干擾迭加信號(hào)越來越大，而有用模擬信號(hào)不斷縮減，所以對(duì)洗煤生產(chǎn)工藝PLC控制系統(tǒng)信號(hào)源浮地設(shè)置屏蔽線接收端，做好接地處理，連接直流地和屏蔽線接收端，嚴(yán)禁連接交流地[4]。對(duì)于洗煤廠生產(chǎn)工藝進(jìn)行多點(diǎn)接地，電路線路之間會(huì)有電位差，如果屏蔽層兩點(diǎn)之間有噪聲電流流過，若連接交流地，會(huì)影響干擾防護(hù)效果，因此將輸入端和交流地懸浮電壓進(jìn)行連接，最大程度地降低洗煤生產(chǎn)工藝PLC控制系統(tǒng)的干擾影響。

（3）電源隔離。結(jié)合交流電源要求，針對(duì)PLC裝置電源，消除工頻干擾，由于單層靜電屏蔽層對(duì)于工頻干擾的防護(hù)效果較差，因此應(yīng)采用雙層屏蔽線路來保護(hù)交流電源設(shè)備，在條件允許的情況下，也可以對(duì)交流電源設(shè)置三層屏蔽隔離層，能夠有效抑制PLC控制系統(tǒng)的共模干擾信號(hào)，從而提高其穩(wěn)定性和可靠性。

（4）布線抗干擾設(shè)置。洗煤廠PLC控制系統(tǒng)線路在敷設(shè)過程中，應(yīng)結(jié)合模擬量開關(guān)量和信號(hào)線，盡量分開進(jìn)行布線，結(jié)合洗煤廠的具體情況，根據(jù)信號(hào)電流和電壓大小，適當(dāng)調(diào)節(jié)PLC控制線路之間的間距，分散設(shè)置干擾抑制器，減少PLC控制系統(tǒng)各個(gè)電氣回路之間的相互干擾，保障洗煤生產(chǎn)的安全運(yùn)行。

4 結(jié)束語

煤礦行業(yè)是推動(dòng)我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的支柱產(chǎn)業(yè)，選煤是煤炭生產(chǎn)運(yùn)營的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，在節(jié)能減排的大背景下，選煤廠想要實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，必須提高洗煤生產(chǎn)工藝的自動(dòng)化，結(jié)合洗煤廠的具體情況，通過運(yùn)用PLC控制技術(shù)，優(yōu)化PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，合理設(shè)置各個(gè)環(huán)節(jié)，降低人為操作控制失誤率，節(jié)約大量煤炭能源，提高洗煤廠的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)

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[4]王峰，李占博.PLC控制系統(tǒng)在選煤廠的應(yīng)用探討[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2014，28：107.