选矿厂PLC自动控制系统可靠性研究 陈亮志

发表时间:2021/7/8   来源:《基层建设》2021年第11期   作者:陈亮志
[导读] 摘要:随着矿山建设中越来越多地使用大型机电设备,且其具有快速、高效的运行效率,成为我国矿山工业现代化发展的重要因素,且进一步提高机电设备运行效率和实施机电设备的自动化技术已成为矿业未来技术发展的重要方向。
        中非高岭茂名新材料有限公司  广东省茂名市  525000
        摘要:随着矿山建设中越来越多地使用大型机电设备,且其具有快速、高效的运行效率,成为我国矿山工业现代化发展的重要因素,且进一步提高机电设备运行效率和实施机电设备的自动化技术已成为矿业未来技术发展的重要方向。此外,PLC技术主要是在软件编程、自动化控制技术等方面实现对矿山机电设备的自动化控制,所以其不仅可以实现机电设备的自动化操作还能够有效的实现智能化的控制,而且可以更准确地执行相关的生产操作,从而极大地解放劳动力,并有效提高采矿的安全性。
        关键词:PLC技术;机械电气控制装置;应用
        引言
        近几年来,随着中国社会的快速发展,工业化水平的提升,诸多机电设备也被应用在工业实际生产中。我国社会发展建设的愈发深入,矿产资源的需求量愈发提高,而作为矿产资源提供中至关重要的一环,因矿产资源需求量的提升,选矿厂的工作任务量也呈现出日渐增多的趋势,而通过电气自动化系统的应用,在提升选矿厂工作效率的同时,实现对人力工作量、人力成本的减少。但是在不断革新发展的背景下,选矿厂对电气自动化设备的应用提出更为标准且严格的要求,使得电气自动化设备的应用需进行升级与优化。而通过应用PLC控制技术,可以实现对电气自动化设备运行控制效果的提升,最大化发挥出电气自动化设备的作用与功能,推动选矿厂稳定发展。
        1PLC技术概述
        对于PLC技术来说,从某种角度分析,就是计算机技术与智能化技术充分结合的产物。PLC技术的应用不仅具有保存数据信息的功能,还可以根据需求进行编程,并直接利用程序进行各种复杂的运算。与此同时,PLC技术的应用还可以在接口的有效应用下,在输入流程模块与输出流程模块之间构建一个稳定的链接关系,实现对机电设备的有效管理。在PLC技术刚刚兴起时,与继电器管理平台的作用基本一致,所以经常用作继电器管理平台的替代品。之后,在PLC技术研究逐渐深入,其功能得到完善和丰富的同时,其开始广泛地应用于机电控制设备当中,并逐渐发挥关键性作用,对机电控制设备运行过程中存在的不足与缺陷进行了优化和改进,并全方位地提升了机电控制设备的稳定性,优化了机电控制设备的可靠性。
        2控制系统可靠性降低的主要原因
        2.1影响现场输入给PLC信号出错的主要原因有
        (1)造成传输信号没有得到有效的传导,如电路出现故障等,断电等,传输信号的无法接受对于PLC的实际应用起到直接的影响,造成控制出现问题。(2)机械触点的工作对PLC也会造成影响,如其实际的工作只有一次,而PLC认为有好几次,虽然有相关的软件作为指令,然而对PLC也没有起到实际的作用,在扫描的过程中,容易出现误差也造成了控制的结果出错。(3)现场的变送器以及机械的开关出现故障,如机械触动点的触动出现失误,变送器的实际使用中的电业不稳定等,都会造成控制系统的运营出错。
        2.2影响执行机构出错的主要原因有:
        1控制负载的接触不能可靠动作,虽然PLC发出了动作指令,但执行机构并没按要求动作;2)控制变频器起动,由于变频器自身故障,变频器所带电机并没按要求工作;3)各种电动阀、电磁阀该开的没能打开,该关的没能关到位,由于执行机构没能按PLC的控制要求动作,使系统无法正常工作,降低了系统可靠性。要提高整个控制系统的可靠性,必须提高输入信号的可靠性和执行机构动作的准确性,否则PLC应能及时发现问题,用声光等报警办法提示给操作人员,尽快排除故障,让系统安全、可靠、正确地工作。
        3PLC技术在机械电气控制装置中的具体应用
        3.1PLC技术在基本控制系统中的应用
        基本控制系统中,PLC技术的应用可以从方案设计中体现出来。

首先,在设计基本控制系统时,需要对PLC技术应用的影响因素进行综合性考虑,对电气设备数量与型号、通信信息的类型等信息有一个准确的把握;其次,在综合考虑各方面因素之后,就要进行图纸的合理设计,并优化基本控制系统中PLC技术的应用。
        3.2输入信号可靠性研究
        要提高现场输入给PLC信号的可靠性,首先要选择可靠性较高的变送器和各种开关,防止各种原因引起传送信号线短路、断路或接触不良。其次在程序设计时增加数字滤波程序,增加输入信号的可信性。在现场输入触点后加一定时器,定时时间根据触点抖动情况和系统要的响应速度确定,一般在几十ms,这样可保证触点确实稳定闭合后,才有其它响应。模拟信号滤波可采用图2b程序设计方法,对现场模拟信号连续采样3次,采样间隔由A/D转换速度和该模拟信号变化速率决定。3次采样数据分别存放在数据寄存器DT10、DT11、DT12中,当最后1次采样结束后利用数据比较、数据交换指令、数据段比较指令去掉最大和最小值,保留中间值作为本次采样结果存放在数据寄存器DT0中。提高读入PLC现场信号的可靠性还可利用控制系统自身特点,利用信号之间关系来判断信号的可信程度。如进行液位控制,由于储罐的尺寸是已知的,进液或出液的阀门开度和压力是已知的,在一定时间里罐内液体变化高度大约在什么范围是知道的,如果这时液位计送给PLC的数据和估算液位高度相差较大,判断可能是液位计故障,通过故障报警系统通知操作人员检查该液位计。又如各储罐有上下液位极限保护,当开关动作时发出信号给PLC,这个信号是否真实可靠,在程序设计时我们将这信号和该罐液位计信号对比,如果液位计读数也在极限位置,说明该信号是真实的;如果液位计读数不在极限位置,判断可能是液位极限开关故障或传送信号线路故障,同样通过报警系统通知操作人员处理该故障。由于在程序设计时采用了上述方法,大大提高了输入信号的可靠。
        3.3执行机构可靠性研究
        一般是PLC起到传输以及执行命令的过程,接受信号后,就对现场的装置进行控制。怎样保证执行机构按控制要求工作,当执行机构没有按要求工作,怎样发现故障?我们采取以下措施:当负载器在实际的运作中,需要接触器的控制,因而可以对启动或控制这类负载器的相关附属控制器件来采取检测,如其接触器的运作方式。输入端口的接触器一般具有一定的辅助作用,辅助触点的有效工作。定时器需要保证充足的时间,RO设计为故障点,最后再根据相关的指示来判断其故障,如出现OFF时就是没有故障反正就需要报警处理。设置延时时间,经过延时检测开到位或关到位信号,如果这些信号不能按时准确返回给PLC,说明阀可能有故障,因而需要对其进行维修。
        3.4PLC技术在分散控制系统中的应用
        在分散控制系统中,很多控制系统都是分散在不同部位的,而PLC技术的应用就可以不受其影响,对控制系统进行集中式控制。首先,PLC技术应当与多项先进技术进行融合,例如,计算机技术等;其次,需要将分散在各处的机械电子设备连接成一个整体,确保信息可以在这些机械电子设备之间有效地传输;最后,分散控制系统的运行,可以在同一时间集中式地控制多台设备,并对相应生产流程中的信息进行有效的管控。
        结语
        随着科学技术水平的不断提升,矿山生产的生产效率也在不断增加,自动化技术逐渐成为矿山生产的发展趋势。在机电化控制技术中,PLC技术能够有效提升设备的工作效率及其自动化水平。然而,我国对于PLC技术的应用仍存在一定的不足,仍然需要加强研究力度,提升其在我国矿井机电设备应用中的广泛性。
        参考文献:
        [1]董继杰.矿井PLC控制系统的可靠措施研究与应用[J].山东煤炭科技,2020(3):104-105.
        [2]尹明锂.PLC技术在矿山机电控制中应用[J].山东工业技术,2016(18).
        [3]马洪亮.简述PLC技术在矿山机电控制中的应用[J].机械管理开发,2018(01).
        [4]莫克明.对PLC技术在矿山机电控制中的应用研究[J].科技创业家,2019(06).
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