输煤控制系统研究范文

摘要：

文章介绍了大型选煤厂输煤控制系统的特点，分析了硬件组成，进行了软件设计。希望通过文章的分析，能够为相关人士提供一定的参考和借鉴。

关键词：

带式输送机；PLC；变频器；ControlLogix

1概述

原煤的采掘和运输过程中混入了很多杂质，比如底板和顶板的矸石等。随着地质条件的变化以及生产机械化程度的提高，原煤的质量正在呈现逐渐下降的趋势。洗选加工原煤是洁净煤生产技术的重要环节之一，它是利用煤和杂质（矸石）的物理、化学性质的差异，通过物理、化学或微生物分选的方法使煤和杂质有效分离，并加工成质量均匀、用途不同的煤炭产品的一种加工技术。通过选煤可以提高煤炭质量，优化产品结构，提高产品竞争能力。而带式输送机已成为完成煤炭洗选生产的重要环节，有必要对其控制系统进行研究分析。

2工艺要求

当启动带式输送机时，应按逆煤流方向启动，并根据输送带总长度和运行的速度确定延时开机时间。当停止带式输送机时，应按顺煤流方向停机，确保不会出现压带等故障。控制方式有自动控制和手动控制两种。当带式输送机被按下紧急停止按钮或发生故障时，系统应按逆煤流的时间顺序停止所有故障的设备，防止压带等事故的发生。程序需要监测皮带打滑、皮带拉绳、皮带撕裂等故障，也需要显示带式输送机的温度和速度，并根据故障程度发出响应的控制指令，在严重故障发生时，控制系统直接发出使带式输送机停机的指令。

3硬件分析

输煤控制系统硬件主要由电动机、变频器、PLC模块、皮带秤、传感器组成，电动机选用Y系列三相异步电机，变频器选用施耐德ATV71系列，PLC系统是美国罗克韦尔1756系列，皮带秤为赛摩拉姆齐公司产品，传感器为国产知名公司产品。在主控制电路中，按下启动按钮时，接通控制回路，接触器线圈吸合，接触器触点动作，主触点吸合，主电路被接通，带式输送机启动，这时接触器的常开辅助触点也吸合，接触器自锁，主电路持续接通，带式输送机继续运行。按下停止按钮时，接触器的线圈失电，接触器的主触点复位，主控制电路被断开，带式输送机得以停止，接触器的常开触点断开，解除接触器自锁。变频器进线接线端子通过电抗器和接触器连接到主回路电源，启动信号、故障信号段子连接到PLC数字量输入模块上，运行信号端子通过中间继电器连接至PLC数字量输入模块上。速度设定端子连接至PLC模拟量输入模块上。皮带秤自带传感器接入积算器主板接线端子上，当信号较弱时通过补偿点进行补偿，脉冲信号入PLC数字量输入模块上，电流板上的流量输出4-20mA信号接到PLC模拟量输入模块上。可在变频器主板上扩展安装通讯板，通信协议采用主从式。控制系统发送控制指令，显示和读写仪表过程参数，也可以直接由键盘进行远程操作。通讯板使用标准RS232和RS485方式，可根据选择的通讯方式调整通讯板上的跳线。开关量传感器为设备保护点，当任意一个传感器动作时PLC控制输出回路被断开，接触器线圈失电，电动机主电路被切断，带式输送机停止，起到保护作用。

4软件设计

软件设计主要是控制胶带输送机的运行状态，对其出现的故障进行相应常规处理或应急处理。ControlLogix系统的程序设计软件是RSLogix5000编程软件，它的应用功能非常强大，RSLogix5000不仅能够对控制器进行程序编制，还可用于监控和组态。通过编程软件的编程和组态可以实现内外部的信息交换，包括外部连接设备的通讯信息和内部I/O刷新信息。RSLogix5000编程软件应用于微软操作系统环境下，核心版本号为NT5.1如WindowsXP操作系统。基本编程操作指令集包括梯形图。内嵌有网络组态软件和通讯信息。在完成输煤控制系统的硬件网络架构并对网络通讯测试确定无通讯故障后，就可以应用RSLogix5000软件对胶带机控制系统的运行进行PLC梯形图编程。这一工作可以与完成胶带机控制系统设备I/O端口与控制器的I/O模块相应连接同时进行。如图所示为主程序段：

5结束语

选煤厂生产的特点是设备台数多且相对集中，生产连续性强。通过几年来对输煤控制系统使用情况来看，其在选煤厂节能降耗的应用效果显著。经测算，采用单机点动控制的选煤厂全部设备起车一次需要约30min，而通过集中控制方式，只需几分钟即可启动全部设备。这样不仅可提高生产系统的自动化程度，减轻工人劳动强度，还可提高设备使用效率，降低设备故障率。

参考文献：

[1]邓李.ControlLogix系统实用手册[M].北京：机械工业出版社，2010.

[2]刘富.选煤厂电气设备及自动控制[M].北京：煤炭工业出版社，2005.

[3]匡亚莉.选煤厂设计与管理[M].徐州：中国矿业大学出版社，2009.

[4]胡寿松.自动控制原理[M].北京：科学出版社，2013.

作者:韩子彬 单位:内蒙古科技大学信息工程学院 神华神东煤炭集团洗选中心