ABPLC在宁东洗煤厂羊场湾二分厂的应用

ABPLC在宁东洗煤厂羊场湾二分厂的应用

马鹏飞1樊勇2

神华宁夏煤业集团运销公司宁东洗煤厂羊场湾二分厂宁夏回族自治区银川市750411

摘要：现代工业中可编程序控制器已经成为大家无人不知无人不晓的控制设备。为了提高洗煤厂工作效率，采用可编程序控制器构成具有一定自动化水平的工业生产线，结合洗煤厂特点，简述了可编程序控制器系统的开发过程、注意事项及在宁东洗煤厂羊场湾二分厂中的应用实例，并对其进行了论证，以供参考。介绍了以美国罗克韦尔公司AB系列PLClogix5000和工控机构成的洗煤厂分布式集中控制系统。本系统结合DeviceNet网络环境下使用E3过载继电器对设备进行控制，具有控制可靠，运行良好的特点。

关键词：洗煤厂；PLC；DeviceNet；E3；

1宁东洗煤厂羊场湾二分厂概况

神华宁夏煤业集团宁东洗煤厂羊场湾二分厂设计生产能力4.00Mt/a，日处理能力12121.21t/d，小时处理能力757.58t/h，属矿井型动力煤洗煤厂。主要生产工艺：200mm以上除杂破碎，200～25mm块煤采用重介浅槽分选，小于25mm末煤不经洗选直接作为产品。产品结构：200-50㎜洗大块，50-25㎜洗中块，25-0㎜末原煤。

在宁东洗煤厂羊场湾二分厂建厂之初，由于洗煤厂工艺流程中的机电设备比较多且连续性强、位置分散，特根据设计要求对整个洗煤厂进行了PLC的整体设计。PLC通过DeviceNet控制配电柜中的E3过载继电器来控制设备的启停与设备状态的采集，该系统具有硬件体积小、性能稳定、人机操作界面良好、简单快捷、自动化程度高等特点。PLC程序设计中加入了所有设备的运行情况及状态反馈部分，大量减少了人工操作，提高了设备运行的准确性及稳定性。

2技术要求

全厂采用三种模式运行。

集中自动控制：集中自动方式中PLC自动完成逆煤流的整个启车和顺煤流停车过程节省了时间从而提高了生产效率。

现场就地控制：如果整个工艺流程部分环节出现问题那么集中控制就无法进行对整个流程的控制，因此，现场就地手动操作方式是必不可少的一个控制手段，这种方式由现场操作人员就地控制设备的启停，不受PLC控制。

集中手动控制：集中手动方式在集控室实现单台设备的启、停车，并具有连锁、解锁功能，这种控制方便调度室对现场进行操作，并使各个环节有联系，第一时间获取检修信息保证了检修过程中的人身安全。

洗煤厂设备多，生产工艺环节多，联络不方便，采用岗位司机人工就地控制，停开车响应慢，造成多余材料费用及设备磨损；如生产当中某一设备突发故障，不能立即停止上游设备，必将会造成堆货、压设备以及设备损坏等事故，引起事故范围扩大。综上所述洗煤厂集中控制系统应遵循起停车顺序、闭锁关系、控制方式的转换、工艺流程及设备的选择、信号系统可靠等原则。

3ABPLC在洗煤厂中的控制

3.1硬件介绍

（1）ABPLC

可编程序控制器的英文为ProgrammableController，在二十世纪七十至八十年代一直简称为PC。由于到90年代，个人计算机发展起来，也简称为PC；加之可编程序的概念所涵盖的范围太大，所以美国AB公司首次将可编程序控制器定名为可编程序逻辑控制器（PLC，ProgrammableLogicController），为了方便，仍简称PLC为可编程序控制器。有人把可编程序控制器组成的系统称为PCS可编程序控制系统，强调可编程序控制器生产厂商向人们提供的已是完整的系统了。

宁东洗煤厂羊场湾二分厂使用的就是美国AB公司的logix5000PLC，logix5000型PLC相比其他小型PLC的优点是可以在线修改程序，且和整个系统通讯可靠容易。PLC的基本组成如图1所示：

图1

（2）Devicenet现场总线

Devicenet是一种低成本的通讯总线。它将工业设备（如：限位开关，光电传感器，阀组，马达启动器，过程传感器，条形码读取器，变频驱动器，面板显示器和操作员接口）连接到网络，从而消除了昂贵的硬接线成本。直接互连性改善了设备间的通讯，并同时提供了相当重要的设备级诊断功能，这是通过硬接线I/O接口很难实现的。

Devicenet是一种简单的网络解决方案，它在提供多供货商同类部件间的可互换性的同时，减少了配线和安装工业自动化设备的成本和时间。DeviceNet不仅仅使设备之间以一根电缆互相连接和通讯，更重要的是它给系统所带来的设备级的诊断功能。

DeviceNet带来的好处有以下几点：

①提高设计的弹性；

②通过提供网络数据流的能力来提供无限制的IO端口；

③提供互操作性和即插即用能力；

④改善的过程数据管理；

⑤提供对等（Peer-to-Peer）或主/从（Master/Slave）管理；

⑥作为一个快速响应处理元的结果，提高了吞吐量和可重复性；

⑦-包含在位置刻度和预先事件及报警通知中的隐含诊断信息；

⑧-在诊断中可延长定期检修的间隔周期；

⑨降低安装成本。

（3）E3固态过载继电器

E3固态过载继电器是一种多功能的、固态的、基于微处理器的电子式过载继电器，用于对0.4—5000A额定工作电流的鼠笼式感应电机提供保护。E3系列过载继电器有两个版本可供选择：E3和E3Plus。E3过载继电器出厂缺省设置为三相运行模式。用户可以根据实际需要，通过修改第27号参数单相/三相运行模式（Single/ThreePh.），将其更改为单相运行模式。

E3固态过载继电器脱扣保护和报警功能：

①过载；

②缺相（仅限于脱扣）；

③失速（仅限于脱扣）；

④堵转；

⑤欠载；

⑥电流不平衡；

⑦接地故障（仅限于E3Plus）；

⑧热敏电阻（PTC）输入（仅限于E3Plus）；

⑨起动次数（仅限于报警）；

⑩运行时间（仅限于报警）。

3.2控制方式

宁东洗煤厂羊场湾二分厂的控制系统由集中控制系统、主洗车间PLC分站、块煤装车站PLC分站、末煤装车PLC分站和浓缩车间PLC分站及现场所有监控设备组成。集中控制系统由工控机和集中控制PLC总站构成，集中控制界面使用FactoryTalkViewSE组态软件开发制造，使用AB公司的logix5000PLC作为控制总站及各车间的PLC控制分站，通过集中控制工控机对现场所有设备进行监护及控制，采用Devicenet控制总线传输数据，PLC通过控制E3固态过载继电器进而控制设备的启停和保护。

4效益分析

宁东洗煤厂羊场湾二分厂自投用美国AB公司的logix5000PLC后，系统对设备和生产过程的自动监理、自动保护和事故报警，缩短了检修时间大大提高了工作效率。另外，该系统自动的对工艺参数进行跟踪监测并对这些参数进行自动控制，使产品质量上了一个新的台阶。

参考文献：

[1]张俊杰，郭红燕，周长玺等.PLC控制技术在古汉山矿洗煤厂的应用[J].中州煤炭，2009，（7）：19-20，22.

[2]何海萍.浅谈PLC集中控制系统在杏花煤矿洗煤厂中的应用[J].黑龙江科技信息，2014，（2）：81-81.