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[摘 要]随着大型火电厂的投产和运行，我国对于煤炭的需求量日益增加，这不仅为采煤业带来了前所未有的挑战，同时也给自动输煤系统提出了更高的要求。同时，自动化领域也随着基础控制系统 PLC技术的开发创新在不断变革。尤其是在煤炭化工中，更是可以在多个环节实现自动化生产。本文对PLC控制系统进行了概述，详细探讨了PLC控制系统在煤炭化工自动化中的应用，旨在促进我国煤炭化工行业的健康快速发展。
[关键词]煤炭化工；自动化；PLC；应用
中图分类号：TD528 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）33-0131-01
1 PLC简介
1.1 PLC的功能和特点
PLC是可编程控制器的简称，其设计和研发是建立在先进的通讯技术和自动化控制技术的基础上的，此外PLC还实现了微处理技术与计算机技术的相结合，是一种新型的高效工业自动化控制装置。其具体的功能包括逻辑与顺序控制、数据的采集与输出、A/D和D/A的转换、模拟量的控制和调节以及通信和联网功能等，目前的PLC控制器还可以实现多台通信与连接，这样不仅为数据的交换和处理提供了方便，同时也有助于程序的转移和连续的监视诊断等。PLC设备在实际的应用中多采用严格的生产工艺和大规模的集成电路，这样不仅有效的保证了控制设备的可靠和稳定性，同时也增强了其抗干扰能力。PLC已在世界范围内发展和应用。
1.2 PLC的應用及选型
PLC的应用领域已经广泛的深入到石油、钢铁、化工以及电力、机械和交通运输等方方面面，它不仅直接关系到工业生产与发展，同时也关系到人们日常生活的文化娱乐及环保健康等。取代传统继电器电路实现开关量的逻辑控制是PLC应用最为广泛的领域，此外对于温度、压力和速度等模拟量的控制也是PLC在工业生产中应用较多的领域，实现直线或圆周运动的控制，模拟量的闭环控制以及包含函数、矩阵和逻辑等的数据处理技术也是PLC控制应用的方面。在进行PLC实际应用的选型时，首先要对系统中的控制量进行仔细的分析和统计，确保能够保障和满足系统控制要求，此外对于信号输入和输出控制点的选择也应尽量满足相关的标准和要求，最后在选择厂家时应该选择认可度和信誉较高的厂家，这样不仅能够保证处理器的质量，同时也为日后的运行维护打下良好的基础。
2 PLC与煤矿输煤设备控制系统
目前在煤矿输煤设备控制系统中，一般常用的结构方式分为2种：上位机的两级控制、PLC控制。前者是利用人机接口对输煤设备进行控制，并以直观和动态的方式显示输煤设备的运行状态信息；后者则是利用PLC对输煤设备进行数据采集与控制，其控制的方式是通过各远程I/O站实现。煤矿输煤设备控制系统主要有2种：1）输煤，该部分根据实际要求分为3种方式：手动就地、程控方式和集控方式。手动就地方式的操作主要是在MCC柜与就地控制箱中，这样控制室就无法起到对输煤设备控制的作用；程控方式的操作主要是根据工艺的需求，由工作人员利用上位机键盘从上位机显示屏中调出预选的流程菜单，直至挡板与犁煤器完全到位后发出启动信号。其中，输煤设备中输送带要依照逆煤流的方向将各台设备进行启动，在启动前警报器会发出警铃，直到输送带启动警铃才会停止。程序在停机的时候，也会依照预定的时间以顺煤流的方式延时停机。如果在运行的时候，输煤设备出现事故，例如：输送带的打滑和跑偏等。控制系统就会马上对逆煤流方向的输煤设备进行系统联跳；集控方式主要有2种：联锁和解锁手动。前者是工作人员利用PLC在上位机中实现，后者的操作虽然也在上位机中，但是它与联锁没有任何联系，无法对输煤设备进行启停操作。2）配煤，该部分的控制方式也分为3种：就地配煤、程控配煤和手动配煤。就地配煤主要是工作人员通过对犁煤器控制箱直接控制打到就地位置进行配煤，改配煤是不被上位机所控制的；程控配煤主要是通过对不同煤矿加仓的需求来进行配煤的。控制工作人员通过键盘对上位机中调出加仓的画面给定加仓指令，并按照顺序对低煤位的仓优先配煤，直到煤位与所设定的正常煤位相符后再配煤，同时还可以设置时间转向下一煤仓配煤，在配煤的时候，如果出现低煤位，那么煤仓将停止原有的顺序，在确保配煤时间的同时优先为低煤仓配煤，直到与设定的数量相符后，程序才会继续开始计时。当出现满煤位时，程序就会自动停机均匀分配余煤给各个煤仓；而手动配煤主要是通过人工手动在上位机中对任何1台输煤设备进行控制。
3 工作原理
3.1 操作方式
3.1.1 自动操作方式
自动操作方式自动操作方式在 PLC 程序与组态软件下得以实现，操作员可以在工控机上启动/停止设备。当系统进入自动状态之后，在自动启动/停止带式输送机时应该严格依据顺序，并在自动实现报警和互锁功能时严格依据采集上来的信号。当设备发生事故或出现故障时，系统就会自动停止，并发出声光报警。同时将故障日志创建在组态系统中，为技术人员以后对设备的运行状况进行分析打下坚实的基础。要想立即停止所有设备，只需要按下系统上的“紧急停车”按钮。
3.1.2 手动操作方式
当设备处于手动操作方式时，操作员可以控制任何一台设备的启动/停止状态，系统可以设置每一条输送带的互锁/解锁状态。在互锁状态下，带式输送机实现启停时依据一定的顺序动作。该种情况下手动针对的对象是一条输送带系统。在解锁状态下，操作员在对设备进行启动/停止时不需要严格依据先后顺序。
3.2 变频控制
采用变频控制对输送带电机进行控制，软启动/停止电机可以通过变频器得以实现，这样就使电机启停冲击电网的力度得到有效的减少。为了使输送带的恒速转动得以切实的实现，可以通过PLC通讯与变频器，将PLC的PID功能充分利用起来。
3.3 检测保护功能
系统要能够实时监控与保护输送带与电机，只有这样才能够使系统的工作安全得到有效的保证。将跑偏开关设置在输送机的两级，每隔50m在输送带上设置1对跑偏开关。一级跑偏开关用于报警，二級跑偏开关用于故障停车。每隔50m在输送带的两侧安装拉线开关，只有这样才能在故障发生时做到紧急停车，从而使设备与人身安全得到切实的保证。PLC通过和变频器通讯实时检测电机的温度与电流。如果电机具有过大的电流或过高的温度，可以立即停车，转入故障处理程序，使电机被烧毁的概率降低到最低限度。为了保证输送带的正常运行，可以在系统上安装撕裂、烟雾等传感器。
总结
PLC控制系统对于煤炭化工企业的自动化系统具有十分重要的作用。随着改革开放的不断加深，自动化技术越来越广泛的被各行各业使用，而 PLC 控制系统可极大地提升自动化生产活动的可靠性，同时还能提升生产安全性，大大促进了企业的发展。
参考文献
[1] 王琳.PLC在煤化工输煤程控系统中的应用[J].石油化工自动化，2011，47（3）.
[2] 朱玉高.浅谈煤炭化工自动化中PLC控制系统的应用[J].山东工业技术，2015，17（14）.
[3] 李瑞斌.基于PLC的煤炭企业备煤控制系统的研究[J].煤炭技术，2012，31（6）.
[关键词]煤炭化工；自动化；PLC；应用
中图分类号：TD528 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）33-0131-01
1 PLC简介
1.1 PLC的功能和特点
PLC是可编程控制器的简称，其设计和研发是建立在先进的通讯技术和自动化控制技术的基础上的，此外PLC还实现了微处理技术与计算机技术的相结合，是一种新型的高效工业自动化控制装置。其具体的功能包括逻辑与顺序控制、数据的采集与输出、A/D和D/A的转换、模拟量的控制和调节以及通信和联网功能等，目前的PLC控制器还可以实现多台通信与连接，这样不仅为数据的交换和处理提供了方便，同时也有助于程序的转移和连续的监视诊断等。PLC设备在实际的应用中多采用严格的生产工艺和大规模的集成电路，这样不仅有效的保证了控制设备的可靠和稳定性，同时也增强了其抗干扰能力。PLC已在世界范围内发展和应用。
1.2 PLC的應用及选型
PLC的应用领域已经广泛的深入到石油、钢铁、化工以及电力、机械和交通运输等方方面面，它不仅直接关系到工业生产与发展，同时也关系到人们日常生活的文化娱乐及环保健康等。取代传统继电器电路实现开关量的逻辑控制是PLC应用最为广泛的领域，此外对于温度、压力和速度等模拟量的控制也是PLC在工业生产中应用较多的领域，实现直线或圆周运动的控制，模拟量的闭环控制以及包含函数、矩阵和逻辑等的数据处理技术也是PLC控制应用的方面。在进行PLC实际应用的选型时，首先要对系统中的控制量进行仔细的分析和统计，确保能够保障和满足系统控制要求，此外对于信号输入和输出控制点的选择也应尽量满足相关的标准和要求，最后在选择厂家时应该选择认可度和信誉较高的厂家，这样不仅能够保证处理器的质量，同时也为日后的运行维护打下良好的基础。
2 PLC与煤矿输煤设备控制系统
目前在煤矿输煤设备控制系统中，一般常用的结构方式分为2种：上位机的两级控制、PLC控制。前者是利用人机接口对输煤设备进行控制，并以直观和动态的方式显示输煤设备的运行状态信息；后者则是利用PLC对输煤设备进行数据采集与控制，其控制的方式是通过各远程I/O站实现。煤矿输煤设备控制系统主要有2种：1）输煤，该部分根据实际要求分为3种方式：手动就地、程控方式和集控方式。手动就地方式的操作主要是在MCC柜与就地控制箱中，这样控制室就无法起到对输煤设备控制的作用；程控方式的操作主要是根据工艺的需求，由工作人员利用上位机键盘从上位机显示屏中调出预选的流程菜单，直至挡板与犁煤器完全到位后发出启动信号。其中，输煤设备中输送带要依照逆煤流的方向将各台设备进行启动，在启动前警报器会发出警铃，直到输送带启动警铃才会停止。程序在停机的时候，也会依照预定的时间以顺煤流的方式延时停机。如果在运行的时候，输煤设备出现事故，例如：输送带的打滑和跑偏等。控制系统就会马上对逆煤流方向的输煤设备进行系统联跳；集控方式主要有2种：联锁和解锁手动。前者是工作人员利用PLC在上位机中实现，后者的操作虽然也在上位机中，但是它与联锁没有任何联系，无法对输煤设备进行启停操作。2）配煤，该部分的控制方式也分为3种：就地配煤、程控配煤和手动配煤。就地配煤主要是工作人员通过对犁煤器控制箱直接控制打到就地位置进行配煤，改配煤是不被上位机所控制的；程控配煤主要是通过对不同煤矿加仓的需求来进行配煤的。控制工作人员通过键盘对上位机中调出加仓的画面给定加仓指令，并按照顺序对低煤位的仓优先配煤，直到煤位与所设定的正常煤位相符后再配煤，同时还可以设置时间转向下一煤仓配煤，在配煤的时候，如果出现低煤位，那么煤仓将停止原有的顺序，在确保配煤时间的同时优先为低煤仓配煤，直到与设定的数量相符后，程序才会继续开始计时。当出现满煤位时，程序就会自动停机均匀分配余煤给各个煤仓；而手动配煤主要是通过人工手动在上位机中对任何1台输煤设备进行控制。
3 工作原理
3.1 操作方式
3.1.1 自动操作方式
自动操作方式自动操作方式在 PLC 程序与组态软件下得以实现，操作员可以在工控机上启动/停止设备。当系统进入自动状态之后，在自动启动/停止带式输送机时应该严格依据顺序，并在自动实现报警和互锁功能时严格依据采集上来的信号。当设备发生事故或出现故障时，系统就会自动停止，并发出声光报警。同时将故障日志创建在组态系统中，为技术人员以后对设备的运行状况进行分析打下坚实的基础。要想立即停止所有设备，只需要按下系统上的“紧急停车”按钮。
3.1.2 手动操作方式
当设备处于手动操作方式时，操作员可以控制任何一台设备的启动/停止状态，系统可以设置每一条输送带的互锁/解锁状态。在互锁状态下，带式输送机实现启停时依据一定的顺序动作。该种情况下手动针对的对象是一条输送带系统。在解锁状态下，操作员在对设备进行启动/停止时不需要严格依据先后顺序。
3.2 变频控制
采用变频控制对输送带电机进行控制，软启动/停止电机可以通过变频器得以实现，这样就使电机启停冲击电网的力度得到有效的减少。为了使输送带的恒速转动得以切实的实现，可以通过PLC通讯与变频器，将PLC的PID功能充分利用起来。
3.3 检测保护功能
系统要能够实时监控与保护输送带与电机，只有这样才能够使系统的工作安全得到有效的保证。将跑偏开关设置在输送机的两级，每隔50m在输送带上设置1对跑偏开关。一级跑偏开关用于报警，二級跑偏开关用于故障停车。每隔50m在输送带的两侧安装拉线开关，只有这样才能在故障发生时做到紧急停车，从而使设备与人身安全得到切实的保证。PLC通过和变频器通讯实时检测电机的温度与电流。如果电机具有过大的电流或过高的温度，可以立即停车，转入故障处理程序，使电机被烧毁的概率降低到最低限度。为了保证输送带的正常运行，可以在系统上安装撕裂、烟雾等传感器。
总结
PLC控制系统对于煤炭化工企业的自动化系统具有十分重要的作用。随着改革开放的不断加深，自动化技术越来越广泛的被各行各业使用，而 PLC 控制系统可极大地提升自动化生产活动的可靠性，同时还能提升生产安全性，大大促进了企业的发展。
参考文献
[1] 王琳.PLC在煤化工输煤程控系统中的应用[J].石油化工自动化，2011，47（3）.
[2] 朱玉高.浅谈煤炭化工自动化中PLC控制系统的应用[J].山东工业技术，2015，17（14）.
[3] 李瑞斌.基于PLC的煤炭企业备煤控制系统的研究[J].煤炭技术，2012，31（6）.