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[中图分类号] TD928.9;TD94
[文献标志码]A
[文章编号]2095-6487 （2021） 02-0020-02
Application Analysis of PLC Control System in Coal Washing Equipment
Wang Qing-fei
[ Abstract] At present， many coal washing units mainly adopt steam coal blending teclnology for washing work， and this technology is relativelyxvidely used. In the past， the focus of coal xvashing production equipment was to operate througha relay control system， which has many shortcomings. Asa new type of control system， PLC programmable controller uses automatic control to update the traditional electronic operarion mode，Which effectivelyimproves work efficiency. Therefore， the article will focus on analyzing the application of PLC comrol system in coal xvashing equipment
[ Keywords] coal;Washing equipment; PLC control system
PLC控制系统可以实现对煤炭洗选设备启停控制与生产过程的实时监测和记录，可以准确完成对生产过程的控制操作，同时对煤炭洗选过程当中的各种突发事件进行预警与响应，从而让煤炭洗选与运输等环节实现全自动监控与自动调节生产工艺参数，增强煤炭洗选的精度与生产效率，提高经济效益和社会效益。
PLC控制系统通过分布式集中控制方式来设计，PLC控制系统分为三层分布式架构，第一层是现场设备层，笫二层是信号与逻辑层，第三层是管理与监控层。现场设备层重点是通过电机与气动阀这类电气执行机构构成;信号与逻辑层是PLC控制系统的重点，要由一台CPU主站与九台远程I/O分站构成，系统采用控制以太网、Controlnet网，采用主站、分站组态形式。在现有煤仓配电室、分级车间配电室、主厂房配电室、浓缩车间配电室、压滤车间土机柜、装车系统配电室、筒仓配电室设分站，各站之间通过控制以太网、Controlnet网通信连接，并实时进行数据交换。信息管理与监控层是通过三台互相单独运转的工作站机构成，从而令高压后台、调度电话、视频监控及瓦斯监控这几个系统实现整合。
现场设备层重点在于把硬件安装到媒体洗选设备的监控处，实现对生产现场设备信号的采集与执行中心下达各种指示。现场各类信号是经由硬接线方式经过远程分站传输至信号与逻辑层PLC控制系统主站当中的中央处理器，中央处理器主站根据收集到的数据和信号对逻辑进行分析与计算，并把分析计算结果传送至现场设备并切实落实。在落实当中，控制中心主站的中央处理器把信息监控层上位机展现出来的设备运转现状经过太网传送至上位机。并且，上位机把各类指示经过太网传送到主站中央处理器，主站中央处理器再根据用户程序对逻辑进行分析和计算，并把计算结果上传至现场设备层切实实行，从而令生产指挥中心可以做到远程集中控制生产设备。
原煤系统重点是通过对启停控制系统和原煤运输系统这两方而展开研究。首先是启停控制系统。启停控制区分为两部分：启动与停车。在煤炭洗选当中，通常把启動延迟时间设置在2～5s间（根据工艺可调整设置），主要是为了避免在洗选当中或者传送环节中，因为设备带负荷而使得电机无法启动或者超负荷启动，防止设施之间的煤流逆运行从而对设备各电机施加连锁控制方式。另外，在煤体运输设备运行当中，启停控制电可以通过设备上的跑偏检测设备来监管皮带跑偏程度。如果启停设备出现跑偏20。，启停控制将会令设备停车，并发出声光警报。安装设置在启停系统当中的声光报警设备会实时显示设备运行情况.同时记录媒体传输整个过程，一般情况下，停车控制通常要设置间接停车时间，主要是为了把顺煤流方向上的皮带或者其他传送设备上残留的煤渣，也就是确保输送设备上不会残余煤炭，需要根据工艺调整设置，通常把时间设定在5～10s停车。
原煤输送系统就是利用带式输送机控制两个目标煤仓的给煤机，同时发出有关指令同时控制设备运行。工作人员需要依照现场实际情况来设定变频给煤机频率，同时传输信号启动带式输送机。皮带输送机常规运行之后，调度系统通过有关的给煤机挡板，使煤坑中的煤下流。
高低位控制主要目的在于当煤仓储量受限时，转换煤仓同时执行下一煤仓出煤的控制单元。一旦高低位检测系统检测到了高位置煤量后，就向煤仓上部受煤机发出信号来进行翻转，实现关闭煤仓的目的，并向该煤仓发出指令让土输送机停止送煤。高位置信号会显示接通的回路，通知调度下一个煤仓启用，以此实现煤仓间的转换操作。如果高低位控制检测单元在接受到低位置信号之后，就对PLC控制系统发出信号，实现关闭电振阀的操作，而让煤仓停止向其他输送系统传送煤炭。另外，PLC系统还会把反馈信号传送到调度，调换选择向其他煤仓供煤。
在整个PLC系统当中采用集中控制系统，可以有助于管理。在选择控制主机时，选择使用具备远程拓展能力的控制器。控制网络结构则是采用主站结合分站的方式，对此，为了确保远程扫描控制器更好运行，而设置了多个远程分站。之后在每个分站和主站间都采用主线加以连接，同时使用冗余能力强的总线。并在每个分站中，以各分站作为中心向外拓展，以此对整个过程进行控制。为确保全过程中不出现意外，控制、预警及报警工作更加完善，把控制系统整体区分为主系统和扩展系统，分开进行现场检测工作和操控主机来展开数据通信工作，从而让整个控制系统取向完整与缜密。整个控制系统的重点并不是通过一台机器负责实现的，而是通过多台工控机联合操作进行的。同时将当中一台当做工程师站，主要是全局控制，对数据进行逻辑编辑、调整及实时在线控制等，其他的操作站分别负责监控、操作、故障诊断以及输出报表这些功能。此外，在当中选出一台当做通信站，负责数据交换工作，这项功能是通过电缆和高压综合保护系统实现的。如此一来，就能够确保整个控制系统更加高效、安全。
文章中提到的检测设备是一体化超声波位置传感器，此装置重点安装于储煤仓中，具有检测与报警煤仓中煤高低位的作用，同时利用2个继电器实现启停预警。另外，此传感器可以探测到约55m的位置，输出4～20 mA标准模拟信号，有着极强的实效性。本文采用的检测系统是YR系列煤矿专属皮带运输机跑偏检测装置，此跑偏检测装置作用不仅可以精准检测跑偏度，还可以在第一时间自动调整皮带。此装置的构成部分中，传感滚筒有着防水、耐磨损、较强实用性及不易污染的优势，可以很好的适应煤矿的工作场所。
PLC控制系统是由基本组件、拓展组件及特殊组件构成的。基本构件中，可编程控制器类型与其PLC系统构成有所区别，其重点包括了主流配置与箱体配置。前者由电源、机架、中央处理器、存储器、I/O模板以及编辑器等构成;拓展组件则是基于基本组件做深入加工制造从而达到实际生产当中的部分要求，比如扩展机架与机箱等，使系统I/O模板的点数增加;特殊组件也就是在控制当中，需要达到某些特殊的要求。依照不同的功能，特殊组件也区分为高速计数器单元、模拟输入和输出单元、位置控制单元以及温度检测单元等。设备运行当中，应依照工序要求合理选配，从而有效强化自动化程度。
在对媒体洗选具体流程展开分析后，在设计编程方案过程中，需要深入研究所有控制对象，按照控制系统流程与各项操作内容，针对性地进行方案设计，同时明确有效的控制方式与检测量方式。因为煤炭洗选工艺程序相对复杂，所以，依照控制功能与物理位置来对设备实现区分处理，同时配置PLC控制系统流程图，让煤仓、运输、洗选、装车过程更为明确简便。
依照煤炭洗选设施工艺流程的具体要求，在编程当中，需要对存储单元与中间标志信号做出区分定义，并通过区分32M公共暂存区来节约更多的系统内存。因为使用的控制系统是中型PLC控制系统，所以在编译时为方便输入并分析代码，就应通过高级编程器来进行操控。PLC控制系统所使用的是梯形图语言，在程序梯形图设计完工后，先对所有梯形图设计指令代码，而后合理安排程序清单功能模块，之后在编程当中，注释所有重要程序，从而使后期的控制系统升级与维护工作将更为便利。
在程序设计整个工作过程中，PLC控制系统检测是至关重要的一部分，测试当中需要依照固定的顺序展开测试，并且为了确保程序运行的準确性，在程序开发完成之后，还需要设计相对的仪器表来对PLC控制系统运行情况进行实时检测。在对PLC控制系统进行现场测试当中，值得注意的是，必须要将隔离现场信号作为首要条件，避免使设备的正常运行受影响。
综上所述，PLC控制系统利用一体化超声波位置传感器能够准确检测到煤仓中的料位;通过输送带防跑偏装置能够有效增强系统整体的安全性，以此使工作效率提高;将PLC和接触器结合的电气控制系统，让传统继电器接触器中存在的一些不足和问题获得化解，全方位提高了PLC系统整体的抗干扰能力，并降低了故障出现概率，较好的确保工作整个过程。总的来说，更具安全性与可靠性，同时可以获得更好的经济效益和社会效益。
参考文献
[1]梁佳PLC控制系统在煤炭洗选设备中的应用[J]工程技术（引
文版），2016 （9）：28[2]董海宇，张玉煤炭洗选设备中PLC，控制系统的应用[J].中国高
新技术企业（中旬刊），2016 （7）：151-152[3]刘志鹏.基于PLC的集中控制系统在太原选煤厂的应用[J]机械
管理开发，2019，34 （2）：225-226[4]张艳峰选煤厂皮带运输机PLC控制系统设计与应用[J]内蒙古
煤炭经济，2019 （10）：91-92[5]宗志林，成凌飞基于PLC的集中控制系统在赵固二矿选煤厂的
应用[J].轻松学电脑，2019 （4）：1-3
[文献标志码]A
[文章编号]2095-6487 （2021） 02-0020-02
Application Analysis of PLC Control System in Coal Washing Equipment
Wang Qing-fei
[ Abstract] At present， many coal washing units mainly adopt steam coal blending teclnology for washing work， and this technology is relativelyxvidely used. In the past， the focus of coal xvashing production equipment was to operate througha relay control system， which has many shortcomings. Asa new type of control system， PLC programmable controller uses automatic control to update the traditional electronic operarion mode，Which effectivelyimproves work efficiency. Therefore， the article will focus on analyzing the application of PLC comrol system in coal xvashing equipment
[ Keywords] coal;Washing equipment; PLC control system
PLC控制系统可以实现对煤炭洗选设备启停控制与生产过程的实时监测和记录，可以准确完成对生产过程的控制操作，同时对煤炭洗选过程当中的各种突发事件进行预警与响应，从而让煤炭洗选与运输等环节实现全自动监控与自动调节生产工艺参数，增强煤炭洗选的精度与生产效率，提高经济效益和社会效益。
1 PLC控制系统
1.1 系统结构
PLC控制系统通过分布式集中控制方式来设计，PLC控制系统分为三层分布式架构，第一层是现场设备层，笫二层是信号与逻辑层，第三层是管理与监控层。现场设备层重点是通过电机与气动阀这类电气执行机构构成;信号与逻辑层是PLC控制系统的重点，要由一台CPU主站与九台远程I/O分站构成，系统采用控制以太网、Controlnet网，采用主站、分站组态形式。在现有煤仓配电室、分级车间配电室、主厂房配电室、浓缩车间配电室、压滤车间土机柜、装车系统配电室、筒仓配电室设分站，各站之间通过控制以太网、Controlnet网通信连接，并实时进行数据交换。信息管理与监控层是通过三台互相单独运转的工作站机构成，从而令高压后台、调度电话、视频监控及瓦斯监控这几个系统实现整合。
1.2 工作原理
现场设备层重点在于把硬件安装到媒体洗选设备的监控处，实现对生产现场设备信号的采集与执行中心下达各种指示。现场各类信号是经由硬接线方式经过远程分站传输至信号与逻辑层PLC控制系统主站当中的中央处理器，中央处理器主站根据收集到的数据和信号对逻辑进行分析与计算，并把分析计算结果传送至现场设备并切实落实。在落实当中，控制中心主站的中央处理器把信息监控层上位机展现出来的设备运转现状经过太网传送至上位机。并且，上位机把各类指示经过太网传送到主站中央处理器，主站中央处理器再根据用户程序对逻辑进行分析和计算，并把计算结果上传至现场设备层切实实行，从而令生产指挥中心可以做到远程集中控制生产设备。
2 系统控制要求
2.1 原煤系统
原煤系统重点是通过对启停控制系统和原煤运输系统这两方而展开研究。首先是启停控制系统。启停控制区分为两部分：启动与停车。在煤炭洗选当中，通常把启動延迟时间设置在2～5s间（根据工艺可调整设置），主要是为了避免在洗选当中或者传送环节中，因为设备带负荷而使得电机无法启动或者超负荷启动，防止设施之间的煤流逆运行从而对设备各电机施加连锁控制方式。另外，在煤体运输设备运行当中，启停控制电可以通过设备上的跑偏检测设备来监管皮带跑偏程度。如果启停设备出现跑偏20。，启停控制将会令设备停车，并发出声光警报。安装设置在启停系统当中的声光报警设备会实时显示设备运行情况.同时记录媒体传输整个过程，一般情况下，停车控制通常要设置间接停车时间，主要是为了把顺煤流方向上的皮带或者其他传送设备上残留的煤渣，也就是确保输送设备上不会残余煤炭，需要根据工艺调整设置，通常把时间设定在5～10s停车。
2.2 原煤输送控制
原煤输送系统就是利用带式输送机控制两个目标煤仓的给煤机，同时发出有关指令同时控制设备运行。工作人员需要依照现场实际情况来设定变频给煤机频率，同时传输信号启动带式输送机。皮带输送机常规运行之后，调度系统通过有关的给煤机挡板，使煤坑中的煤下流。
2.3 煤仓高低位控制
高低位控制主要目的在于当煤仓储量受限时，转换煤仓同时执行下一煤仓出煤的控制单元。一旦高低位检测系统检测到了高位置煤量后，就向煤仓上部受煤机发出信号来进行翻转，实现关闭煤仓的目的，并向该煤仓发出指令让土输送机停止送煤。高位置信号会显示接通的回路，通知调度下一个煤仓启用，以此实现煤仓间的转换操作。如果高低位控制检测单元在接受到低位置信号之后，就对PLC控制系统发出信号，实现关闭电振阀的操作，而让煤仓停止向其他输送系统传送煤炭。另外，PLC系统还会把反馈信号传送到调度，调换选择向其他煤仓供煤。
3 PLC系统硬件设计
3.1 PLC系统设计
在整个PLC系统当中采用集中控制系统，可以有助于管理。在选择控制主机时，选择使用具备远程拓展能力的控制器。控制网络结构则是采用主站结合分站的方式，对此，为了确保远程扫描控制器更好运行，而设置了多个远程分站。之后在每个分站和主站间都采用主线加以连接，同时使用冗余能力强的总线。并在每个分站中，以各分站作为中心向外拓展，以此对整个过程进行控制。为确保全过程中不出现意外，控制、预警及报警工作更加完善，把控制系统整体区分为主系统和扩展系统，分开进行现场检测工作和操控主机来展开数据通信工作，从而让整个控制系统取向完整与缜密。整个控制系统的重点并不是通过一台机器负责实现的，而是通过多台工控机联合操作进行的。同时将当中一台当做工程师站，主要是全局控制，对数据进行逻辑编辑、调整及实时在线控制等，其他的操作站分别负责监控、操作、故障诊断以及输出报表这些功能。此外，在当中选出一台当做通信站，负责数据交换工作，这项功能是通过电缆和高压综合保护系统实现的。如此一来，就能够确保整个控制系统更加高效、安全。
3.2 检测装置
文章中提到的检测设备是一体化超声波位置传感器，此装置重点安装于储煤仓中，具有检测与报警煤仓中煤高低位的作用，同时利用2个继电器实现启停预警。另外，此传感器可以探测到约55m的位置，输出4～20 mA标准模拟信号，有着极强的实效性。本文采用的检测系统是YR系列煤矿专属皮带运输机跑偏检测装置，此跑偏检测装置作用不仅可以精准检测跑偏度，还可以在第一时间自动调整皮带。此装置的构成部分中，传感滚筒有着防水、耐磨损、较强实用性及不易污染的优势，可以很好的适应煤矿的工作场所。
4 PLC控制系统的软件设计
4.1PLC控制系统的组成部分
PLC控制系统是由基本组件、拓展组件及特殊组件构成的。基本构件中，可编程控制器类型与其PLC系统构成有所区别，其重点包括了主流配置与箱体配置。前者由电源、机架、中央处理器、存储器、I/O模板以及编辑器等构成;拓展组件则是基于基本组件做深入加工制造从而达到实际生产当中的部分要求，比如扩展机架与机箱等，使系统I/O模板的点数增加;特殊组件也就是在控制当中，需要达到某些特殊的要求。依照不同的功能，特殊组件也区分为高速计数器单元、模拟输入和输出单元、位置控制单元以及温度检测单元等。设备运行当中，应依照工序要求合理选配，从而有效强化自动化程度。
4.2 具体设计方案
在对媒体洗选具体流程展开分析后，在设计编程方案过程中，需要深入研究所有控制对象，按照控制系统流程与各项操作内容，针对性地进行方案设计，同时明确有效的控制方式与检测量方式。因为煤炭洗选工艺程序相对复杂，所以，依照控制功能与物理位置来对设备实现区分处理，同时配置PLC控制系统流程图，让煤仓、运输、洗选、装车过程更为明确简便。
4.3 编程
依照煤炭洗选设施工艺流程的具体要求，在编程当中，需要对存储单元与中间标志信号做出区分定义，并通过区分32M公共暂存区来节约更多的系统内存。因为使用的控制系统是中型PLC控制系统，所以在编译时为方便输入并分析代码，就应通过高级编程器来进行操控。PLC控制系统所使用的是梯形图语言，在程序梯形图设计完工后，先对所有梯形图设计指令代码，而后合理安排程序清单功能模块，之后在编程当中，注释所有重要程序，从而使后期的控制系统升级与维护工作将更为便利。
4.4 PLC控制系统测试
在程序设计整个工作过程中，PLC控制系统检测是至关重要的一部分，测试当中需要依照固定的顺序展开测试，并且为了确保程序运行的準确性，在程序开发完成之后，还需要设计相对的仪器表来对PLC控制系统运行情况进行实时检测。在对PLC控制系统进行现场测试当中，值得注意的是，必须要将隔离现场信号作为首要条件，避免使设备的正常运行受影响。
5 结束语
综上所述，PLC控制系统利用一体化超声波位置传感器能够准确检测到煤仓中的料位;通过输送带防跑偏装置能够有效增强系统整体的安全性，以此使工作效率提高;将PLC和接触器结合的电气控制系统，让传统继电器接触器中存在的一些不足和问题获得化解，全方位提高了PLC系统整体的抗干扰能力，并降低了故障出现概率，较好的确保工作整个过程。总的来说，更具安全性与可靠性，同时可以获得更好的经济效益和社会效益。
参考文献
[1]梁佳PLC控制系统在煤炭洗选设备中的应用[J]工程技术（引
文版），2016 （9）：28[2]董海宇，张玉煤炭洗选设备中PLC，控制系统的应用[J].中国高
新技术企业（中旬刊），2016 （7）：151-152[3]刘志鹏.基于PLC的集中控制系统在太原选煤厂的应用[J]机械
管理开发，2019，34 （2）：225-226[4]张艳峰选煤厂皮带运输机PLC控制系统设计与应用[J]内蒙古
煤炭经济，2019 （10）：91-92[5]宗志林，成凌飞基于PLC的集中控制系统在赵固二矿选煤厂的
应用[J].轻松学电脑，2019 （4）：1-3