可编程序控制器在选煤厂的应用_可编程序控制器应用

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可编程序控制器在选煤厂的应用

赵立民

摘要 介绍了以可编程序控制器为核心的集控系统在选煤厂的应用，着重分析了该控制系统的硬件结构和软件设计思想，并对控制过程中出现的问题提出了改进意见。

关键词 可编程序控制器 集控系统 程序软件 引 言

黑岱沟露天矿选煤厂是年设计处理能力1200万t的大型选煤厂，主要由原煤破碎筛分、跳汰洗选和煤泥水等几个系统组成。该厂对这几个系统进行综合管理、协调生产的电气控制系统自动化程度较高，采用计算机和可编程序控制器（PLC）作为控制系统的核心，对全厂近400台设备实现了集中控制，统一管理。本文从设计角度介绍了该控制系统硬件和软件的构成特点以及实际使用情况。控制系统方案

2.1 硬件构成选煤厂的生产工艺流程为：①毛煤仓中的原煤首先经过破碎筛分，筛下物直接进入产品煤仓，筛上物则进入跳汰系统；②跳汰机分选出矸石、中煤和块精煤，分别送入矸石仓和产品仓，同时精煤筛下物排入斗子捞坑，经离心机脱水后产出末精煤，也送入产品仓；③斗子捞坑的溢流自流进入浓缩池，池中下沉的煤泥水由底流泵打入压滤机处理，上部的澄清水则由循环泵注入跳汰机循环使用，形成洗水闭路循环系统。

控制系统的结构见图1。根据上述工艺流程特点，以生产设备为控制对象，集控系统设置了3个远程分站，对各分站内的设备分别进行控制。按照集中控制方式，可编程序控制系统由调度管理中心和过程控制单元两部分组成。

图1 计算机与PLC控制系统网络 2.1.1 调度管理中心

上位机采用IBM系列微机。作为管理级计算机，该机可实现对生产过程的实时监控，调度人员根据生产需要对运行设备进行调整时，通过计算机发出各种指令来完成；上位机也可对生产过程的主要数据进行统计、分析、处理，将结果在CRT上显示或打印输出。

上位机也是PLC的编程器，对可编程序控制器进行组态配置，离线编制系统的应用程序或在线修改梯形图逻辑程序，使PLC能够准确地控制设备。

大屏幕用于全面地显示生产系统的工艺流程和设备的运行状态。2.1.2 过程控制单元

下位机采用美国莫迪康公司984—785可编程序控制器，通过处理现场的反馈信号，对生产过程进行自动控制，并生成图文资料，供调度人员指挥生产。该PLC通过S908远程处理器与I/O模块构成高速远程I/O网络，最多可建立31个远程分站，可处理开关量点数达16384点，解算1K用户逻辑仅需1.5ms，而且可在恶劣的环境中可靠地运行。

各I/O功能块均选用莫迪康800系列模块，包括开关量模块（220VAC）和模拟量模块（4～20mA）。模块面板上均设有指示灯，显示模块的实际工作状态。所有模块都符合IEEE—472电冲击保护标准。

输入模块采集现场设备的状态信息并送入可编程序控制器，按照梯形图程序，984—785内部的CPU对输入数据进行逻辑运算，处理结果经输出模块输出，直接驱动交流接触器线圈或声光设备，实现了生产的自动化。2.2 软件构成应用程序是用来完成生产工艺全部控制任务的，借助于莫迪康公司提供的强功能编程软件Modsoft和工程软件Modfix可开发出符合生产实际的自动控制程序。本系统软件设计的指导思想是：既要节省硬件投资，以软件代替硬件，又要提高软件的可靠性和运行速度。因此在编制程序时，将全厂设备按车间划分为多个子系统，便于顺序启停设备；而生产过程的监控则要面向整个选煤厂。根据这一原则，该软件包括以下三个主要部分： 2.2.1 集控启停设备程序

严格遵守逆煤流启动，顺煤流停止的闭锁关系。启动系统前，岗位人员首先在现场按钮箱上将“就地/禁止/集控”转换开关置于“集控”位，确认此台设备投入集控方式运行。在各种保护开关处于正常工作状态时，操作人员便可发出集中起车指令，于是PLC依次延时输出各台设备的启动指令，但发出的启动指令必须以上1台设备可靠启动为前提。2.2.2 生产过程监控程序

采取画面动态显示方式。在CRT上可以形象地观察到参与集控的每台设备的工作情况，主要有给料机、刮板机、皮带机的运转与否和溜槽翻板的位置，用黄色、蓝色、绿色分别表示设备处于就地、集控、运行三种状态。各储煤仓用棒形图表示，图形内部充填颜色，颜色不断变化的高度反映了仓中的实际料位。2.2.3 故障报警处理程序

每个子系统在集控启动过程中以及处于正常运行状态时，一旦有任意一台设备出现故障，该设备和上游设备必须全线停车，同时启动故障报警程序，使发生故障的设备在CRT画面上用不停闪动的红色醒目地显示，并将其设备号及故障发生时间打印输出。设备故障包括皮带跑偏、打滑、拉绳和溜槽堵塞以及岗位人员就地停止设备或重使转换开关处于非“集控”位等。应用效果

投入试生产以来，可编程序控制系统的性能日趋稳定，产品质量基本达到标准要求，但也暴露出一些实际问题：

首先，要实现计算机管理生产，软件维护人员不仅需要具备一定的计算机知识，能够修改和补充应用程序，以适应生产情况的变化，而且还应懂得继电控制理论。只有这样，才能真正发挥可编程序控制器的优势。因此，必须进一步加强高素质人员的培训。

其次，因溜槽翻板位置信号不稳定，常导致生产系统在集控方式下不能连续运行。由于翻板限位开关安装在电动推杆内部，在长时间经受煤流振动的情况下，触点虚接，造成信号丢失，而且微动开关损坏后更换困难。经过摸索，现采用电液推杆驱动翻板，并将限位开关固定在推杆外部，使其受振动小亦便于维护。改进后系统运行状况良好，性能稳定。结 语

可编程序控制器将计算机技术、通信技术和自动化技术融为一体，现已被广泛地应用于各种生产过程的自动控制中，文中介绍的集中控制系统，是一个较为成功的应用实例。

由于采用了计算机控制，不仅增加了设备的有效运转时间，提高了生产效率，而且安全性、可靠性也有了很大提高。要适应现代化选煤厂的要求，必须运用先进的科学技术，因此，发展可编程序集控系统是当今的方向。作者单位：准格尔煤炭工业公司黑岱沟露天矿选煤厂 内蒙古010300（收稿日期：1998-12-02 责任编辑：沈丽娟）