基于PLC技術(shù)的電氣自動(dòng)化的相關(guān)探究

陳祥國

（福建馬坑礦業(yè)股份有限公司，福建 龍巖 364000）

1 當(dāng)前PLC 技術(shù)在電氣自動(dòng)化應(yīng)用中的特點(diǎn)

當(dāng)前PLC 技術(shù)的應(yīng)用主要是按照一定的邏輯進(jìn)行相關(guān)的運(yùn)算進(jìn)行控制的，這也就決定了PLC 技術(shù)本身必定具備以下幾種特點(diǎn)：首先便是性價(jià)比較高，而隨著PLC 技術(shù)的不斷完善和發(fā)展，當(dāng)前市面上的一系列PLC 技術(shù)產(chǎn)品都已經(jīng)逐漸實(shí)現(xiàn)了統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)化，適當(dāng)?shù)亟档土似浔旧淼氖褂贸杀綶1]。其次便是PLC 的操作以及變成程序較為簡單，能夠更好地適用于不同的電氣設(shè)備中，并讓不懂計(jì)算機(jī)編程的人才也能夠更好地使用PLC 程序?qū)τ陔姎庠O(shè)備進(jìn)行自動(dòng)化控制。最后便是其自身的抗干擾性能較強(qiáng)，這主要是由于相關(guān)的PLC 技術(shù)在設(shè)計(jì)最初，便已經(jīng)開始考慮到相關(guān)工業(yè)環(huán)境對(duì)于PLC 控制設(shè)備的影響，從而使得相關(guān)的PLC 控制技術(shù)能夠更好地保證相關(guān)自動(dòng)化電氣設(shè)備的穩(wěn)定性和安全可靠性。

2 PLC 技術(shù)在某礦山破碎自動(dòng)化控制的應(yīng)用

福建某礦山隨著近年不斷的技改后，規(guī)模擴(kuò)大明顯，但同時(shí)也引起生產(chǎn)區(qū)域分散，作業(yè)場所擴(kuò)大的劣勢，也由此導(dǎo)致原繼電器控制方式不再適應(yīng)現(xiàn)場情況。為了解決該難題，該礦山對(duì)其破碎生產(chǎn)線控制方式進(jìn)行了升級(jí)改造，采用了西門子S7-1500 設(shè)備進(jìn)行自動(dòng)化控制。

2.1 S7—1500 設(shè)備功能

當(dāng)前測控設(shè)備的主要核心單元，往往都是采用抗工業(yè)以及惡劣環(huán)境能力強(qiáng)的設(shè)備元件，同時(shí)通過長期運(yùn)行，從而能夠有效地實(shí)現(xiàn)設(shè)備控制。

而在實(shí)際施工過程中，往往需要考慮實(shí)際的生產(chǎn)情況，同時(shí)通過上位機(jī)的作用，采用相關(guān)的工業(yè)控制機(jī)進(jìn)行運(yùn)作能夠，進(jìn)而完成相關(guān)的數(shù)據(jù)收集、以及數(shù)據(jù)的集中管理工作，而控制設(shè)備作為整個(gè)系統(tǒng)的下位機(jī)，往往能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)于獨(dú)立設(shè)備的分散控制功能，并通過相關(guān)設(shè)備的數(shù)據(jù)傳輸，進(jìn)而通過高可靠的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)對(duì)于設(shè)備工作的控制。

1.設(shè)備的主要功能

目前PLC 控制設(shè)備和系統(tǒng)，已經(jīng)逐漸集成了包括硬件平臺(tái)在內(nèi)的，一系列網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、軟件設(shè)備、以及相關(guān)的應(yīng)用軟件設(shè)備等，從而才能夠?yàn)樯a(chǎn)與管理等活動(dòng)，提供一套更為完善的一體化和自動(dòng)化的解決策略與計(jì)劃，而這套自動(dòng)化系統(tǒng)往往集參數(shù)檢測和數(shù)據(jù)采集功能于一體，同時(shí)能夠通過設(shè)備自身的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)過程控制和多媒體信息傳輸與交換的功能，并將存儲(chǔ)與利用化為一體從而實(shí)現(xiàn)對(duì)于系統(tǒng)的多維開發(fā)利用。具體工作有：

系統(tǒng)信息的集成工作，這一功能的實(shí)現(xiàn)往往通過規(guī)范化以及體系化的信息收集與處理為基礎(chǔ)，在通過信息采集，以及傳輸與交換，存儲(chǔ)與利用之間的平衡利用，建立起系統(tǒng)化管理的全局實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)于系統(tǒng)信息數(shù)據(jù)的多方共享。

自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)備的集成工作，這是當(dāng)前自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)備解決組織計(jì)算機(jī)控制設(shè)備，以及相關(guān)檢測儀表作用的重要環(huán)節(jié)，相關(guān)的閥門、變頻器以及電氣控制器等第三方設(shè)備的應(yīng)用，以及相關(guān)設(shè)備系統(tǒng)的信息收集與信息應(yīng)用的集成等功能，都是當(dāng)前自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)備集成工作的重要體現(xiàn)[2]。即解決當(dāng)前自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)備之間的，多重互聯(lián)互通，并實(shí)現(xiàn)相關(guān)系統(tǒng)信息的互相操作。

2.自動(dòng)化設(shè)備系統(tǒng)的顯示

自動(dòng)化設(shè)備系統(tǒng)上位機(jī)畫面的相關(guān)設(shè)置：首先便是自動(dòng)化設(shè)備系統(tǒng)使用過程狀態(tài)中的上位機(jī)顯示畫面。這里主要包括相關(guān)設(shè)備的區(qū)域顯示和總貌顯示，除此之外還包括相關(guān)組貌顯示、回路顯示、以及當(dāng)前上位機(jī)較為常用的梯形圖顯示和時(shí)間圖顯示，另外還有重要的報(bào)警狀態(tài)顯示。

其次便是自動(dòng)化工藝流程動(dòng)態(tài)顯示畫面，這里主要包括自動(dòng)化系統(tǒng)的工藝流程和工藝參數(shù)的不定時(shí)刷新，或者相關(guān)自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)備的啟動(dòng)或者停頓狀態(tài)。

最后便是自動(dòng)化系統(tǒng)用戶的管理畫面，這是通過相關(guān)設(shè)備設(shè)置自動(dòng)化系統(tǒng)的用戶管理功能，并進(jìn)行相關(guān)的權(quán)限管理工作，同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)于不同級(jí)別的用戶，不同操作權(quán)力的區(qū)分。

3.設(shè)備的操作功能 設(shè)備具備以下功能： 數(shù)據(jù)設(shè)備管理。實(shí)現(xiàn)設(shè)備運(yùn)行信息及其他信息的分類顯示。提供數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及數(shù)據(jù)字典。

報(bào)警故障記錄。包括超限報(bào)警、開關(guān)報(bào)警記錄等，設(shè)備在線設(shè)備的故障記錄。

實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)顯示。

2.2 破碎設(shè)備控制方案

1.三段一閉路破碎部分控制目標(biāo)

針對(duì)該礦山破碎工藝流程的特點(diǎn)，破碎生產(chǎn)自動(dòng)控制的關(guān)鍵是：

（1）根據(jù)工藝流程順序，對(duì)破碎生產(chǎn)流程設(shè)備實(shí)行自動(dòng)啟/?？刂坪吐?lián)鎖控制，對(duì)碎礦流程設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)自動(dòng)進(jìn)行監(jiān)控。

（2）對(duì)圓筒倉、緩沖倉、中碎倉、篩分倉和廢石倉的料位進(jìn)行檢測及料位上下限報(bào)警。

（3）對(duì)輥磨機(jī)、破碎機(jī)、篩分機(jī)和皮帶運(yùn)輸機(jī)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行檢測。

2.三段一閉路破碎過程的順序控制

破碎生產(chǎn)過程順序控制主要實(shí)現(xiàn)從新破碎設(shè)備顎式破碎機(jī)和老設(shè)備旋回破碎機(jī)開始，到香蕉篩為止的電氣設(shè)備的集中監(jiān)視和集中管理。依據(jù)下列原則對(duì)破碎過程實(shí)施連鎖控制與保護(hù)：

（1）進(jìn)行逆序開車，順序停車；

（2）對(duì)于有緩沖設(shè)備的工藝流程，實(shí)行分段控制；

（3）實(shí)現(xiàn)不積料、不空倉的控制效果；

（4）故障停車與連鎖保護(hù)；

（5）各設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控、報(bào)警；

（6）生產(chǎn)過程遠(yuǎn)程集中監(jiān)控，減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度，使一線操作人員由手工操作為主變?yōu)檠惨暈橹鳌?/p>

在實(shí)施控制過程中，可以實(shí)現(xiàn)碎礦流程的逆序開車，順序停車，并具有一鍵連鎖起停，故障連鎖停車等功能。同時(shí)利用礦倉的緩沖功能，對(duì)碎礦流程進(jìn)行分段，實(shí)現(xiàn)分段保護(hù)控制，提高碎礦的生產(chǎn)率。

3.三段一閉路破碎生產(chǎn)的安全監(jiān)控

破碎生產(chǎn)的安全監(jiān)控主要實(shí)現(xiàn)礦倉料位的檢測報(bào)警、輥磨機(jī)、破碎機(jī)的工作狀態(tài)監(jiān)控、運(yùn)輸皮帶的狀態(tài)監(jiān)控的控制。

對(duì)于礦倉料位的檢測，我們選用雷達(dá)料位計(jì)，它適合工況惡劣的環(huán)境，非接觸測量，測量精度高，直接標(biāo)準(zhǔn)模擬信號(hào)輸出，我公司已經(jīng)用于多個(gè)現(xiàn)場，取得了滿意的控制效果。從而總結(jié)了相關(guān)的自動(dòng)化控制經(jīng)驗(yàn)，并實(shí)現(xiàn)了對(duì)于控制效果的深入分析。

設(shè)備檢測各個(gè)礦倉料位，當(dāng)?shù)V倉料位接近料位上限和料位下限時(shí)候，設(shè)備將立刻報(bào)警提示礦倉料位情況，并且根據(jù)工藝要求和供礦、排礦設(shè)備情況作出相對(duì)應(yīng)控制，避免影響生產(chǎn)和損壞生產(chǎn)設(shè)備。

4.三段一閉路破碎控制設(shè)備檢測與控制功能

三段一閉路破碎控制設(shè)備檢測內(nèi)容：

（1）圓筒倉、緩沖倉、中碎倉、篩分倉和廢石倉的料位檢測；

（2）破碎機(jī)工作狀態(tài)檢測；

（3）振動(dòng)篩工作狀態(tài)檢測；

（4）皮帶輸送機(jī)和振動(dòng)給料機(jī)工作狀態(tài)檢測；

（5）新破碎設(shè)備1#膠帶機(jī)、轉(zhuǎn)運(yùn)3#膠帶機(jī)和新8#膠帶機(jī)上的礦量檢測；

（6）皮帶打滑、跑偏、拉繩檢測。

3 PLC 技術(shù)在電氣設(shè)備自動(dòng)化控制的應(yīng)用趨勢

隨著相關(guān)的計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展和完善，當(dāng)前自動(dòng)化控制技術(shù)不斷的發(fā)展，越來越多的科技成果被應(yīng)用到了電氣設(shè)備的自動(dòng)化控制中來，這也推動(dòng)了相關(guān)的控制技術(shù)的進(jìn)步。未來PLC 技術(shù)的集成化程度會(huì)越來越高，相關(guān)的電氣設(shè)備自動(dòng)化控制設(shè)備將會(huì)更加完善，運(yùn)行程序也會(huì)更加穩(wěn)定，而根據(jù)具體需要制定專屬的PLC技術(shù)應(yīng)用產(chǎn)品，也將成為未來的發(fā)展趨勢。

4 結(jié)語

由于PLC 技術(shù)適應(yīng)了當(dāng)前電氣設(shè)備自動(dòng)化控制設(shè)備發(fā)展的需求，對(duì)于PLC 技術(shù)的探究便越來越受到人們的重視，而本文對(duì)于PLC 技術(shù)在礦上破碎流程電氣自動(dòng)化控制方面的研究也正是在這樣的基礎(chǔ)上進(jìn)行的。而對(duì)于PLC 技術(shù)的深入應(yīng)用而言，能否真正意義上的實(shí)現(xiàn)對(duì)于設(shè)備自動(dòng)化的應(yīng)用，仍需要較長時(shí)間的實(shí)踐檢驗(yàn)。