基于PLC的配煤自动控制系统

基于PLC的配煤自动控制系统

发表时间：2010-01-25T17:10:14.763Z 来源：《中小企业管理与科技》2009年12月下旬刊供稿作者：司丛华[导读] 煤矿的产品是煤炭，煤矿平均每天拉出煤炭几十万吨，装车、卸车、配煤的任务十分繁重，工作量非常大司丛华 (淮南矿业集团新庄孜矿选煤厂)

摘要：实现全自动配煤作业，既可以减少浪费，又能节省开支，因此对于煤矿来说，建立一个便捷、可靠的自动配煤装车系统是十分迫切和需要的。PLC由于体积小、组合方便、可靠性高以及具有很强的柔性，仅需修改梯形图程序就可改变控制功能，同时具有计算、通信等特点，因而被广泛应用于各种工业控制领域。

关键词：PLC 配煤控制系统

0 引言

煤矿的产品是煤炭，煤矿平均每天拉出煤炭几十万吨，装车、卸车、配煤的任务十分繁重，工作量非常大。选煤厂的原煤来自多个矿井，各矿井原煤的煤质不尽相同。但是客户对煤质的要求一般不会变化，如果对各种煤质单独洗选，则需频繁改变选煤工艺参数，给选煤厂带来许多不便。因此，选煤厂往往是将2种或者3种或者4种原煤按照一定的比例配煤，得到一种较为适宜洗选的煤，然后进行洗选。过去手动操作时，由于人的主观误差而造成的煤炭浪费现象十分严重，非常迫切需要提高装车配煤的自动化程度。

1 配煤工艺

在生产过程中，皮带的上方有一个料斗，皮带运动时，由给煤圆盘旋转装置使原煤料仓中的煤落到皮带上。输送皮带由控制电机M驱动，速度传感器SF给出频率和皮带速度成正比的电信号。输送皮带的下方装有核子秤WZ，它输出与皮带上煤的重量成正比的电压信号。皮带配煤核子秤控制器接收SF的速度信号和WZ的重量信号，计算皮带上物料的瞬时流量和累计流量，并显示结果，同时与设定的流量值进行比较，通过控制器调节，输出电流控制信号，经功率放大，控制电机的转速，使配煤量稳定在设定值。各个原煤料仓中的煤按一定的比例混合后送往下一道工序，配煤结束。配煤系统工作流程如图1所示。

2 控制系统

2.1 结构框架控制系统的结构如图2所示。该系统采用三级集散控制结构，即直接控制级、过程管理级和生产管理级，分别由图2中的现场控制系统、PLC程控系统及上位机控制系统担任。其中现场控制系统主要由各主设备的动力控制柜组成，直接与各现场设备相连。另外，在现场控制系统的旁边还配有一套主要由继电器、接触器及操作按纽等构成的备用现场手工控制系统，它也可以手工控制各现场设备，以备在自动配煤控制系统失效或需检修时不会中断配煤任务，从而提高了整个系统的可靠性。该两套控制系统通过程序软开关进行切换，即在上级PLC程控系统输出的配煤胶带、电磁阀、风机等主设备控制信号之上另附加了一个程控有效信号，由它来控制系统切换继电器的动作，从而实现现场手工控制与程序控制的自动切换。由于采用了多个程控有效信号，这样使得该两套不同的系统能混合运行，以解决复杂情况下的配煤问题。

2.2 PLC程序控制设计充分利用PLC各模块的自诊断功能。根据工艺流程，在软件中插入诊断程序，实时判断传感器信号，如有异常上传报警信息。采用多种故障报警提示以及灵活的故障处理手段，确保系统的正常运行。设计方案如下：①初始化程序。初始化是主程序的部分任务，提出系统的控制变量，设定列车的车厢数目、车厢长度、牵引绞车速度初始值、装车方式设定等参数。②主程序。数据初始化及各子程序模块的调用。漏斗放料，自动装车，称重处理，故障报警等过程以子程序模块供主程序调用。PLC每隔2秒计算当前车厢的装煤量，以调节牵引绞车的速度。③集中启停程序。上下级设备之间具有闭锁功能，只有下级设备可靠启动后，PLC才发出启动上级设备的命令；如启动过程出现故障，将按闭锁关系停止设备，同时发出报警信号。④故障报警。实时采集位置传感器和接近开关的状态，防止装车皮带跑偏、打滑；显示屏给出画面，并声光报警。而且，PLC记录故障时状态，故障处理完毕，程序继续，不影响装车的煤量计算。

总的说来，在整个系统控制程序中除充分利用了PLC硬件的自诊断功能外，还使用了3种不同类型的诊断处理，一种是利用定时器或计数器来实现对传感器信号的诊断；另一种是利用对立传感器信号的相互检测来实现传感器的故障诊断；第3种是根据设备的运行状态来诊断传感器的好坏。另外，对系统运行有重要影响的传感器，我们都设计了屏蔽功能，如拉绳、煤位报警等，当某个传感器发生故障而系统又急需运行时，可以由上位机暂时屏蔽掉这个故障传感器，从而程控PLC不再考虑该传感器的信号，使系统能继续运行。对于那些由于检修等原因不能加煤的煤仓同样可以屏蔽。这样，完备的自诊断功能与强大的可屏蔽功能的结合，不仅给系统的维护、检修带来方便，也增强了系统的强壮性。

3 结束语

利用PLC技术、现场总线技术和计算机网络通讯技术等先进技术，吸收其它同类控制系统的优点，设计出具有结构开放，组态灵活，控制功能完善，操作简单规范等显著特点的配煤自动控制系统，大大提高了生产和管理的自动化水平，减少了故障的发生率，提高了劳动生产效率。并且系统软件采用模块化编程技巧，程序易编易改，系统具有自诊断功能，为维护、检修带来方便。参考文献：

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