電廠輸煤系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、裝訂線 電廠輸煤系統(tǒng)設(shè)計(jì)摘 要隨著我國經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，我國電力能源的需求量也不斷飆升。電力生產(chǎn)的運(yùn)行效率和安全可靠性越來越重要。電廠輸配煤控制系統(tǒng)是火電廠十分重要的支持系統(tǒng), 它是保證機(jī)組穩(wěn)定的重要條件。發(fā)電廠輸煤程控系統(tǒng)的配置和管理直接關(guān)系到燃料系統(tǒng)的安全運(yùn)作。本文介紹了發(fā)電廠的輸煤程控中的配煤系統(tǒng)的基本構(gòu)成和配置，分析了配煤程控的基本功能和mcgs組態(tài)軟件的應(yīng)用。通過深入研究學(xué)習(xí)，設(shè)計(jì)了一種先進(jìn)、安全、可靠的控制系統(tǒng)：以plc和工控機(jī)為核心的輸煤程控系統(tǒng)，可以對輸煤系統(tǒng)中的各種設(shè)備進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測和控制。該系統(tǒng)不僅具有報(bào)警、保護(hù)和強(qiáng)大的系統(tǒng)控制管理功能，而且提高了火電廠輸煤系統(tǒng)自動控制和管理水

2、平關(guān)鍵詞：發(fā)電廠；輸煤系統(tǒng)；可編程控制（plc）；mcgs組態(tài)軟件。abstractwith the rapid development of chinas economy, chinas electric power demand soaring. operation of power production efficiency and security and reliability become increasingly important. power transmission and distribution of coal thermal power plant control s

3、ystem is a very important support system, it is important to ensure stable conditions for generating units. coal power plant control system configuration and management is directly related to the safe operation of the fuel system. in this paper, the coal power plant coal blending program in the basi

4、c composition and configuration, an analysis of the basic functions of blending program and the application of mcgs configuration software. through in-depth research study, the design of an advanced, safe and reliable control system: plc and ipc in the heart of the coal for the program-controlled sy

5、stem, coal conveying system on a variety of devices in real-time monitoring and control. the system not only has the alarm, protection and control of a powerful system management capabilities, and improved coal thermal power plant automatic control and management system.key words：power plant; coal s

6、ystem; programmable control (plc); mcgs configuration software.目 錄摘 要1abstract2第一章 緒論41.1 引言41.2 plc發(fā)展概況及應(yīng)用61.2.1 plc的發(fā)展概況61.2.2 plc的應(yīng)用81.3 plc的主要功能和特點(diǎn)91.3.1 plc的主要功能91.3.2 plc的主要特點(diǎn)91.3.3 plc的發(fā)展趨勢101.4輸煤程控配煤控制系統(tǒng)應(yīng)用研究工業(yè)背景及意義111.5畢業(yè)論文的主要任務(wù)11第二章 輸煤系統(tǒng)的工藝流程122.1概述122.2 輸煤系統(tǒng)的主要組成132.2.1上煤系統(tǒng)132.2.2配煤系統(tǒng)132.3

7、輸煤程控設(shè)備的組成與控制要求142.4 輸煤系統(tǒng)設(shè)備16第三章 輸煤配煤控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)173.1輸煤系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則及方案173.3.1設(shè)計(jì)原則173.3.2總體方案的設(shè)計(jì)173.2輸煤配煤系統(tǒng)的全局流程183.3配煤系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)223.3.1自動配煤控制程序的設(shè)計(jì)233.4輸煤控制系統(tǒng)原煤倉料位計(jì)253.4.1常用料位計(jì)簡介253.4.2料位計(jì)的分析選型263.4.3 超聲波式料位計(jì)的使用27第四章 監(jiān)控畫面的設(shè)計(jì)與開發(fā)304.1 mcgs組態(tài)軟件的介紹304.2 mcgs組態(tài)軟件的功能314.3 mcgs的基本構(gòu)成324.3.1 mcgs組態(tài)軟件的整體結(jié)構(gòu)324.3.2 mcgs組態(tài)軟件五大組

8、成部分334.4監(jiān)控畫面的制作344.4.1靜態(tài)監(jiān)控畫面的制作344.4.2動態(tài)監(jiān)控畫面的制作364.4.3 mcgs與s7200 plc的連接38第五章 輸煤程控分煤控制系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)405.1 s7200 micro plc 介紹405.2程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)及流程分析425.3利用s7200 micro/win 3.2 plc編程445.4 plc 硬件接線端子列表45論文總結(jié)47致 謝48參考文獻(xiàn)49附 錄50附錄1：plc s7-200 語句程序.50附錄2：mcgs 腳本控制程序58第一章 緒論1.1 引言火電廠單機(jī)容量和總裝機(jī)容量在不斷擴(kuò)大,一個高出力、高可靠性、高靈活性的燃料輸送系統(tǒng)是機(jī)

9、組乃至整個電廠穩(wěn)定運(yùn)行的重要保證,輸煤控制系統(tǒng)就是火電廠熱工控制系統(tǒng)中最大的輔控系統(tǒng)之一,其運(yùn)行的好壞直接影響著電廠的安全運(yùn)行。輸煤控制系統(tǒng)是火力發(fā)電廠的重要組成部分,其作用就是將煤從煤場輸送到煤倉。由于煤場離煤倉距離較遠(yuǎn),所以組成輸煤系統(tǒng)的環(huán)節(jié)較多。輸煤系統(tǒng)由卸煤、上煤、配煤等環(huán)節(jié)所組成,設(shè)備分散且與控制室相距較遠(yuǎn),又由于整個輸煤過程中,不可避免的煤粉飛揚(yáng),使得整個系統(tǒng)環(huán)境非常惡劣,這些都決定了必須提高輸煤系統(tǒng)的自動化水平?；痣姀S輸煤系統(tǒng)國內(nèi)普遍采用皮帶運(yùn)輸?shù)姆绞?該方式結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)輸?shù)拈L短便于調(diào)整、負(fù)荷便于分擔(dān)、便于添加中間環(huán)節(jié)。輸煤系統(tǒng)的作用就是將煤從煤場輸送到煤倉。由于煤場離煤倉距離較

10、遠(yuǎn),所以不可能由一條皮帶實(shí)現(xiàn)直接輸送,應(yīng)該由多條皮帶組成,這樣輸煤系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)路徑比較好設(shè)計(jì);同時輸煤系統(tǒng)是火力發(fā)電廠的眾多環(huán)節(jié)中的一個重要環(huán)節(jié),煤不經(jīng)輸煤系統(tǒng)的運(yùn)輸,就不能達(dá)到鍋爐的燃燒爐膛,鍋爐無煤,就不能將水轉(zhuǎn)換為蒸汽,無蒸汽,氣輪機(jī)就不能帶動發(fā)電機(jī),發(fā)電機(jī)未能轉(zhuǎn)動,就無法正常進(jìn)行發(fā)電生產(chǎn)。可見,火力發(fā)電廠煤炭運(yùn)輸是十分重要,因此輸煤系統(tǒng)必須可靠。為了提高可靠性,必須采用備用路徑方式。一般來說,輸煤系統(tǒng)由3條輸煤機(jī)架和一條分煤機(jī)架相串連接完成輸煤及分煤的。這四條機(jī)架的輸煤原理是完全一樣的,都是機(jī)架上的皮帶運(yùn)輸機(jī),在電機(jī)正轉(zhuǎn)時帶動皮帶機(jī),正向送煤。經(jīng)落煤管導(dǎo)煤進(jìn)入下一級輸煤機(jī)架,落煤管實(shí)為承

11、上啟下的輸煤接續(xù)器,由于將每條路徑分成四段,而且兩條路徑的各段都互為備用,這將大大提高了輸煤系統(tǒng)的可靠性。隨著大容量、高參數(shù)火力發(fā)電機(jī)組的迅速發(fā)展,為滿足大規(guī)模火力發(fā)電企業(yè)的要求,大型火電廠燃料輸送系統(tǒng)也發(fā)生了質(zhì)的變化,從過去抓斗機(jī)+推煤機(jī)十膠帶輸送機(jī)制模式發(fā)展為大型翻卸設(shè)備、堆取料設(shè)備和膠帶機(jī)系統(tǒng)有機(jī)結(jié)合、密切協(xié)作的燃料輸送系統(tǒng)。燃料輸送系統(tǒng)的功能主要包括卸煤和貯煤、配煤、上煤、煤的粗處理等幾個方面。卸煤和貯煤設(shè)備主要包括翻車機(jī)、斗輪機(jī)和相應(yīng)的膠帶機(jī)系統(tǒng),配煤設(shè)備主要為環(huán)式給煤機(jī)和筒倉,上煤設(shè)備主要為犁煤器和相應(yīng)的膠帶機(jī)系統(tǒng),煤的粗處理設(shè)備主要包括除鐵器、滾軸篩和碎煤機(jī)等。由于大型火電廠在一

12、定時間內(nèi)煤量相差很大。用煤量亦相差很大,煤質(zhì)差別也可能較大,同時為滿足配煤和煤的粗處理的要求,燃料輸送系統(tǒng)必須具有多種多樣、十分靈活的運(yùn)行方式,才能滿足機(jī)組穩(wěn)發(fā)滿發(fā)的要求。輸煤控制系統(tǒng)的控制方式有計(jì)算機(jī)控制方式、操作臺控制方式和就地控制方式。三種控制方式可能通過選擇開關(guān)選擇。計(jì)算機(jī)控制方式就是操作人員通過計(jì)算機(jī)鍵盤選擇和啟動輸煤系統(tǒng),將指令傳送到plc系統(tǒng),plc系統(tǒng)按照梯形圖程序啟動有關(guān)設(shè)備,并將相關(guān)信息傳送給計(jì)算機(jī)。操作臺控制方式就是操作人員通過操作臺上的開關(guān)和按鈕進(jìn)行選擇和控制,同時相關(guān)信息通過模擬屏進(jìn)行顯示。就地控制方式是通過位于電機(jī)旁的控制箱進(jìn)行現(xiàn)場控制。對輸煤控制系統(tǒng)的要求主要是根

13、據(jù)生產(chǎn)工藝注意輸煤順序之間的連鎖和輸煤系統(tǒng)各電機(jī)啟動和停止的順序,遇有緊急情況時能緊急停車。plc作為一種應(yīng)用在工業(yè)控制中的自動裝置，其本身具有一定抗干擾能力，也比較適應(yīng)工業(yè)現(xiàn)場環(huán)境。部分熱電廠輸煤程控系統(tǒng)就采用plc-crt監(jiān)控方式，分上位機(jī)監(jiān)控管理子系統(tǒng)，下位plc程序控制子系統(tǒng)，現(xiàn)場傳感子系統(tǒng)，控制箱子系統(tǒng)，工業(yè)電視子系統(tǒng)等五部分。國外plc技術(shù)取得了飛躍，其容量成倍擴(kuò)大、體積不斷縮小、功能不斷增強(qiáng)，不但具有邏輯運(yùn)算、計(jì)時、計(jì)數(shù)、順控等功能.還具有pid等特殊控制功能?？芍苯舆M(jìn)行a/d, d/a轉(zhuǎn)換，還開發(fā)管控一體化。使操作、使用和項(xiàng)目開發(fā)變得簡單、方便。與此同時，plc技術(shù)在電廠輸煤設(shè)

14、備中亦得到了廣泛的應(yīng)用，除翻車機(jī)、斗輪機(jī)、膠帶機(jī)系統(tǒng)等大型工礦設(shè)備，實(shí)現(xiàn)了plc控制外，環(huán)式給煤機(jī)、入廠煤采樣機(jī)等中型設(shè)備亦實(shí)現(xiàn)了plc控制，另外plc還被應(yīng)用于實(shí)物校驗(yàn)裝置、入爐煤采樣機(jī)等小型設(shè)備上。目前，plc在輸煤系統(tǒng)中的應(yīng)用基本上限于設(shè)備級，各設(shè)備或系統(tǒng)處于各自的plc控制之下，相互間基本獨(dú)立。與當(dāng)初輸煤設(shè)備的控制從就地走向集中一樣，輸煤系統(tǒng)的plc控制也將從設(shè)備級發(fā)展到車間級，甚至工廠級，這是輸煤系統(tǒng)降耗、增效的需要，也是生產(chǎn)管理和監(jiān)控的需要。輸煤系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)程序控制和工業(yè)電視系統(tǒng)監(jiān)視對提高輸煤系統(tǒng)的可靠性、自動化程度，減少崗位人員和他們的勞動強(qiáng)度，加強(qiáng)輸煤過程的運(yùn)行管理和節(jié)能管理，實(shí)現(xiàn)

15、狀態(tài)檢修具有非常重要的意義。1.2 plc發(fā)展概況及應(yīng)用1.2.1 plc的發(fā)展概況plc是在20世紀(jì)60年代后期和70年代初期問世的，開始主要用于汽車制造業(yè)，當(dāng)時汽車生產(chǎn)流水線的自動控制系統(tǒng)基本上都是由繼電器控制裝置構(gòu)成的。汽車的每一次改型都直接導(dǎo)致生產(chǎn)流水線中的繼電器控制裝置的重新設(shè)計(jì)和安裝。隨著生產(chǎn)的發(fā)展，汽車型號更新的周期越來越短，這樣繼電器控制裝置就需要經(jīng)常的重新設(shè)計(jì)和安裝，十分費(fèi)時、費(fèi)工、費(fèi)料。為了改變這種狀況，美國通用汽車公司率先于1968年公開招標(biāo)，要求研制新的控制裝置取代原繼電器控制裝置。研制新的控制裝置來取代繼電器控制裝置這一想法得到了美國數(shù)字設(shè)備公司的積極響應(yīng)。1969年

16、由美國的數(shù)字設(shè)備公司（dec）成功研制出世界上第一臺可編程序控制器。此后，這項(xiàng)新技術(shù)就迅速發(fā)展起來，并推動了歐洲各國，日本以及我國對可編程序控制器的研制和發(fā)展。1971年日本從美國引進(jìn)了這項(xiàng)新技術(shù)，很快就研制成了日本第一臺可編程序控制器dcs-8。1973-1974年西德和法國也開始研制自己的可編程序控制器。我國是在1974年開始研制可編程序控制器的?？删幊绦蚩刂破鲉柺酪詠恚?jīng)過近30年的發(fā)展，產(chǎn)品現(xiàn)已發(fā)展到第四代。其發(fā)展過程大致為：第一代：1969-1972年，特點(diǎn)是： 功能簡單，主要是邏輯運(yùn)算、定時、計(jì)數(shù)； 機(jī)種單一，沒有形成系列； 與繼電器控制相比，可靠性有一定提高； cpu由中、小規(guī)模

17、集成電路組成，存儲器為磁芯存儲器。典型產(chǎn)品有：美國modicon公司的084；dec公司的pdp-14,pdp-14/l；allen-bra-dley公司的pdq-；日本富士電機(jī)公司的usc-4000；立石電機(jī)公司的scy-022，北辰電機(jī)公司的hosc-20；橫河電機(jī)公司的yodics。第二代：1973-1975年。特點(diǎn)是： 功能增加。增加了數(shù)字運(yùn)算，傳送，比較等功能，能完成模擬量的控制； 初步形成系列； 可靠性進(jìn)一步提高，開始具備自診斷功能； 存儲器采用eprom。典型產(chǎn)品有：美國modicon公司的184、284、384；ge公司的logistrot；德國siemens公司的symati

18、c s3系列和s4系列；日本富士電機(jī)公司的sc系列。第三代：1976-1983年。特點(diǎn)是： 將微處理器及eprom，earom，cmosrom等lst電路用在plc中，而且向多微處理器發(fā)展，使plc的功能和處理速度大大增強(qiáng)； 具有通信功能和遠(yuǎn)程i/o能力； 增加了多種特殊功能，如浮點(diǎn)數(shù)運(yùn)算、平方、三角函數(shù)、相關(guān)數(shù)、查表、脈寬調(diào)制變換等； 自診斷功能及容錯技術(shù)發(fā)展迅速。典型產(chǎn)品有：美國gould公司的m84、484、584、684、884；德國siemens公司的symatic s5系列；美國ti公司的pm550、ti550、520、530；日本三菱公司的melplac-50、550；日本富士電

19、機(jī)公司的micreex。第四代：1983年到現(xiàn)在。特點(diǎn)是： 能完成對整個車間的監(jiān)控，可在crt上顯示多種多樣的現(xiàn)場圖像，crt的畫面可代替儀表盤的控制，做各種控制和管理操作，十分靈活方便。最大內(nèi)存為896k，為第三代plc的20倍左右； 有的采用32位微處理器，可以將多臺plc連接起來與大系統(tǒng)連成一體，網(wǎng)絡(luò)資源可以共享； 編程語言除了傳統(tǒng)的梯形圖，流程圖，語句表等以外，還有用于算術(shù)運(yùn)算的basic語言，用于機(jī)床控制的數(shù)控語言等。典型產(chǎn)品有：美國gould公司的a5900及modular systems research公司的tac系列；德國siemens公司的s7系列。目前，為了適應(yīng)大中小型企

20、業(yè)的不同需要，進(jìn)一步擴(kuò)大plc在工業(yè)自動化領(lǐng)域的應(yīng)用范圍，plc正朝著以下兩個方向發(fā)展： (1) 低檔plc向小型、簡易、廉價(jià)方向發(fā)展，使之能更加廣泛地取代繼電器控制； (2) 中，高檔plc向大型、高速、多功能方向發(fā)展，使之能取代工業(yè)控制微機(jī)的部分功能，對大規(guī)模，復(fù)雜系統(tǒng)進(jìn)行綜合性的自動控制。從plc的發(fā)展趨勢看，plc控制技術(shù)將成為今后工業(yè)自動化的主要手段。在未來的工業(yè)生產(chǎn)中，plc技術(shù)，機(jī)器人技術(shù)，cad/cam和數(shù)控技術(shù)將成為實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)自動化的四大支柱技術(shù)。可編程序控制器及其網(wǎng)絡(luò)是構(gòu)成cims系統(tǒng)的基礎(chǔ)，是現(xiàn)代工業(yè)自動化支柱之一。從世界范圍來看，plc及其網(wǎng)絡(luò)的產(chǎn)量、銷量等都非常的高

21、，在我國也呈直線上升，幾乎在國民經(jīng)濟(jì)的所有部門得到了迅速的普及與推廣。全世界plc及其網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的研究與制造達(dá)200多家公司，生產(chǎn)著400多個系列的產(chǎn)品。但若按其發(fā)展的歷史淵源和所受的地域影響來劃分，大體可分為三個流派，即美國產(chǎn)品、日本產(chǎn)品及歐洲產(chǎn)品。美國產(chǎn)品中以a-b公司的plc及其網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品為代表，日本產(chǎn)品則以omron公司的產(chǎn)品為代表，歐洲產(chǎn)品則以著名的德國siemens公司的產(chǎn)品為典型代表。從技術(shù)層面上看，目前全世界的plc及其網(wǎng)絡(luò)正朝著工作速度越來越快、控制規(guī)模越來越大、內(nèi)部器件越來越多、內(nèi)存容量越來越大、模塊化和高可靠性等方向發(fā)展。微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)及通訊技術(shù)的發(fā)展，為plc的發(fā)展

22、提供了基礎(chǔ)。目前的plc己具備熱備份、分散化和開放性等高級功能，尤其是把個人計(jì)算機(jī)連入plc網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)，個人計(jì)算機(jī)被建設(shè)成為plc網(wǎng)絡(luò)的超級終端或協(xié)議轉(zhuǎn)換網(wǎng)橋的技術(shù)發(fā)展十分的迅速，各種與之配套的軟件的功能己非常的強(qiáng)大，plc及其網(wǎng)絡(luò)正逐步具備相當(dāng)一部分nc和dcs等系統(tǒng)的功能，其技術(shù)發(fā)展非常的迅猛。本研究課題正是為了推動plc及其軟件技術(shù)的發(fā)展而做出的，具備一定程度的現(xiàn)實(shí)意義。1.2.2 plc的應(yīng)用由于plc的功能特點(diǎn)，因此在工業(yè)控制方面目前已廣泛應(yīng)用于冶金、化工、輕工、機(jī)械、電力、建筑、運(yùn)輸?shù)阮I(lǐng)域。按照plc的控制類型不同，plc主要應(yīng)用在以下幾個方面。(1)用于邏輯控制邏輯控制是plc最

23、基本的應(yīng)用，它可以取代傳統(tǒng)繼電器控制裝置，如機(jī)床電氣控制、各種電機(jī)控制等；還可用來取代順序控制和程序控制，如電梯控制、礦山機(jī)械提升設(shè)備控制和皮帶運(yùn)輸機(jī)控制等。它既可用于單機(jī)控制，又可用于多機(jī)群控制以及生產(chǎn)自動化控制。(2)用于閉環(huán)控制plc具有d/a、a/d轉(zhuǎn)換、算術(shù)運(yùn)算及pid運(yùn)算等功能，可以實(shí)現(xiàn)對模擬量的處理，可以實(shí)現(xiàn)閉環(huán)的位置控制、速度控制和過程控制。如鍋爐、冷凍、水處理器、釀酒等的過程控制，比例閥閥芯的位置控制，礦山提升機(jī)中主電機(jī)的速度控制等。 (3)用于數(shù)字控制plc能和機(jī)械加工中的數(shù)字控制（nc）及計(jì)算機(jī)數(shù)字控制（cnc）組成一體，實(shí)現(xiàn)數(shù)值控制。隨著plc技術(shù)的迅速發(fā)展，有人預(yù)言，

24、今后的計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)將變成以plc為主的控制系統(tǒng)。(4)用于機(jī)器人控制隨著工廠自動化網(wǎng)絡(luò)的形成，使用機(jī)器人的領(lǐng)域?qū)⒃絹碓綇V。對于機(jī)器人，許多使用單位也選用plc來控制，自動地處理它的各種機(jī)械動作。如美國jeep公司焊接自動線上使用的29個機(jī)器人，每個都有一個plc進(jìn)行控制。(5)用于組成多級控制系統(tǒng)近年來，隨著自動化控制技術(shù)的發(fā)展，不但能實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程自動化，還可使生產(chǎn)過程長期在最佳狀態(tài)下運(yùn)行，這就需要把生產(chǎn)過程自動化和信息管理自動化結(jié)合起來。高功能的plc具有較強(qiáng)的通訊聯(lián)網(wǎng)功能，plc之間、plc與上位機(jī)之間可以通訊，從而形成多級控制系統(tǒng)。在我國，plc的應(yīng)用最近幾年發(fā)展很快。首先應(yīng)用于一些大

25、中型現(xiàn)代化工廠的引進(jìn)工程上。如上海寶山鋼鐵（集團(tuán)）公司，武漢鋼鐵（集團(tuán)）公司和首都鋼鐵總公司等大型鋼鐵企業(yè)。另外，在舊設(shè)備的技術(shù)改造上，plc的應(yīng)用也較廣泛，且取得了可觀的經(jīng)濟(jì)效益。在產(chǎn)品設(shè)計(jì)方面，plc的應(yīng)用不斷擴(kuò)大，尤其在機(jī)械制造業(yè)中發(fā)展較快。在其他方面，各工廠和研究單位也都不斷推出由plc控制的新產(chǎn)品。1.3 plc的主要功能和特點(diǎn)1.3.1 plc的主要功能plc的主要功能有:邏輯控制；定時控制；數(shù)據(jù)控制(plc具有數(shù)據(jù)處理能力)計(jì)數(shù)控制；步進(jìn)(順序)控制；pid通信和聯(lián)網(wǎng)；另外，plc還有許多特殊功能模塊，適用于各種特殊控制的要求，如:定位控制模塊，crt模塊。1.3.2 plc的主

26、要特點(diǎn)plc的主要特點(diǎn)如下:(1)高可靠性 所有的i/o接口電路均采用光電隔離，使工業(yè)現(xiàn)場的外電路與plc內(nèi)部電路之間電氣上隔離； 各輸入端均采用r-c濾波器，其濾波時間常數(shù)一般為10-20ms； 各模塊均采用屏蔽措施，以防止輻射干擾； 良好的自診斷功能，一旦電源或其他軟、硬件發(fā)生異常情況，cpu立即采用有效措施，以防止故障擴(kuò)大； 大型plc還可以采用由雙cpu構(gòu)成冗余系統(tǒng)或有三cpu構(gòu)成表決系統(tǒng)，使可靠性進(jìn)一步提高。(2)豐富的i/o接口模塊plc針對不同的工業(yè)現(xiàn)場信號，如:交流或直流；開關(guān)量或模擬量；電壓或電流；脈沖或電位；強(qiáng)電或弱電等。有相應(yīng)的i/0模塊與工業(yè)現(xiàn)場的器件或設(shè)備，如:按鈕；

27、行程開關(guān)；接近開關(guān)；傳感器及變送器；電磁線圈；控制閥等直接連接。另外為了提高操作性能，它還有多種人機(jī)對話的接口模塊。為了組成工業(yè)局部網(wǎng)絡(luò)，它還有多種通訊聯(lián)網(wǎng)的接口模塊，等等。(3)采用模塊化結(jié)構(gòu)為了適應(yīng)各種工業(yè)控制需要，除了單元式的小型plc以外，絕大多數(shù)plc均采用模塊化結(jié)構(gòu)。plc的各個部件，包括cpu，電源，i/o等均采用模塊化設(shè)計(jì)，由機(jī)架及電纜將各模塊連接起來，系統(tǒng)的規(guī)模和功能可根據(jù)用戶的需要自行組合。(4)編程簡單易學(xué)plc的編程大多采用類似于繼電器控制線路的梯形圖形式，對使用者來說，不需要具備計(jì)算機(jī)的專門知識，因此很容易被一般工程技術(shù)人員所理解和掌握。(5)安裝簡單，維修方便plc

28、不需要專門的機(jī)房，可以在各種工業(yè)環(huán)境下直接運(yùn)行。使用時只需將現(xiàn)場的各種設(shè)備與plc相應(yīng)的i/o端相連接，即可投入運(yùn)行。各種模塊上均有運(yùn)行和故障指示裝置，便于用戶了解運(yùn)行情況和查找故障。1.3.3 plc的發(fā)展趨勢plc通常在兩個方向上發(fā)展：一是朝體積更小、速度更快、功能更強(qiáng)、價(jià)格更低的方向發(fā)展，使plc的使用范圍不斷擴(kuò)大，達(dá)到了遍地開花的程度；二是朝大型化、網(wǎng)絡(luò)化、多功能方向發(fā)展，不斷提高其功能，以便與現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)相連接，組建大型的控制系統(tǒng)。在具體技術(shù)方面，plc在以下幾個方面得到了發(fā)展。(1) 在plc編程語言方面為了完成復(fù)雜的控制功能，發(fā)展了功能塊流程圖語言、與計(jì)算機(jī)兼容的高級語言及專用plc

29、語言等多種語言。現(xiàn)在，大多數(shù)plc公司已開發(fā)了圖形化編程組態(tài)軟件。該軟件提供了簡捷、直觀的圖形符號及注釋信息，使得用戶控制邏輯的表示更加直觀明了，操作和使用也更加方便。(2) i/o模塊智能化和專用化各模塊本身具有cpu，能獨(dú)立工作，可與plc主機(jī)并行操作，在可靠性、適應(yīng)性、掃描速度和控制精度等方面都對plc做了補(bǔ)充。(3) 網(wǎng)絡(luò)通信功能標(biāo)準(zhǔn)化由于可用plc構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)，因此，各種pc、圖形工作站、小型機(jī)等都可以作為plc的監(jiān)控主機(jī)和工作站，能夠提供屏幕顯示、數(shù)據(jù)采集、記錄保持及信息打印功能。(4) 控制技術(shù)冗余化采用雙處理器或多處理器，由操作系統(tǒng)控制轉(zhuǎn)換，增加了控制系統(tǒng)的可靠性。(5) 機(jī)電一體

30、化可靠性高、功能強(qiáng)、體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊及容易實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化是plc發(fā)展的重要方向(6) 控制與管理功能一體化隨著vlsi技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，在一臺控制器上可同時實(shí)現(xiàn)控制功能和信息處理功能及網(wǎng)絡(luò)通信功能。采用分布式系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)廣泛意義上的控管一體化。1.4輸煤程控配煤控制系統(tǒng)應(yīng)用研究工業(yè)背景及意義隨著我國電力事業(yè)的飛速發(fā)展，火電廠單機(jī)容量及生產(chǎn)過程的控制規(guī)模不斷增大，運(yùn)行參數(shù)越來越高，主輔機(jī)及其相應(yīng)的熱力設(shè)備和系統(tǒng)更加復(fù)雜。輸煤系統(tǒng)是電力生產(chǎn)燃料供應(yīng)的有利保證，是電廠輔助系統(tǒng)的重要組成部分。因此在輸煤系統(tǒng)中選擇比較有優(yōu)勢的plc控制系統(tǒng)，整個控制過程具有正常運(yùn)行及事故處理，各種參數(shù)的監(jiān)測

31、、報(bào)警信號的發(fā)出、裝置的調(diào)節(jié)、控制及設(shè)備危險(xiǎn)時的保護(hù)功能。實(shí)踐證明plc系統(tǒng)可以有效的防止事故擴(kuò)大，保證設(shè)備和人身的安全。目前輸煤系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了程序控制和mcgs系統(tǒng)監(jiān)視,這些對提高輸煤系統(tǒng)的可靠性、自動化程度,減少崗位人員和他們的勞動強(qiáng)度,加強(qiáng)輸煤過程的運(yùn)行管理和節(jié)能管理,實(shí)現(xiàn)狀態(tài)檢修具有非常重要的意義。由于電廠輸煤系統(tǒng)粉塵和噪聲比較大,設(shè)備運(yùn)行環(huán)境惡劣,由傳統(tǒng)的常規(guī)電器構(gòu)成的控制系統(tǒng)運(yùn)行可靠性差,而可編程控制器具有可靠性高,抗干擾能力強(qiáng),擴(kuò)充方便,組合靈活,控制程序改寫方便,體積小,重量輕,施工工作量減少,功能完善的特點(diǎn),因此由其構(gòu)成的輸煤控制系統(tǒng)目前得到普遍應(yīng)用。由于輸煤系統(tǒng)的設(shè)備多、傳輸距

32、離長、故障因素多、現(xiàn)場及時發(fā)現(xiàn)故障比較難,每臺設(shè)備都擁有各自的控制系統(tǒng),因此如何組織和管理好這些設(shè)備,實(shí)時直觀、清晰地監(jiān)視現(xiàn)場情況,及時發(fā)現(xiàn)輸煤系統(tǒng)中的各種故障,使整個輸煤系統(tǒng)在最高效率狀態(tài)下運(yùn)行,是國內(nèi)火電廠輸煤專業(yè)發(fā)展中需要解決的首要問題。全集成化的輸煤過程控制器網(wǎng)絡(luò)是能夠滿足對輸煤設(shè)備的管理與控制要求的較好途徑。這里采用網(wǎng)絡(luò)配置,以期達(dá)到各設(shè)備之間的協(xié)調(diào)和統(tǒng)一管理。本課題就是針對電廠輸煤的特殊的、惡劣的環(huán)境，運(yùn)用現(xiàn)代高科技控制及監(jiān)控技術(shù)來高效地完成輸煤任務(wù)，代替大量勞動力，提高人身及設(shè)備的安全。通過對輸煤程控系統(tǒng)的深入研究，對改變當(dāng)前我國電力企業(yè)輸煤管理的落后狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)其高度自動化有著重

33、要的應(yīng)用價(jià)值。1.5畢業(yè)論文的主要任務(wù)整個輸煤控制系統(tǒng)是火電廠十分重要的支持系統(tǒng)，它是保證機(jī)組穩(wěn)發(fā)滿發(fā)的重要條件。分煤配煤系統(tǒng)是輸煤系統(tǒng)的一個組成部分:為了保證后續(xù)設(shè)備的安全及鍋爐的安全運(yùn)行,必須保證各原煤倉既不能滿倉溢出,又不能空倉而中斷供煤。故配煤系統(tǒng)的安全可靠，對整個系統(tǒng)良好運(yùn)行，有及其重要的作用。本課題的基本任務(wù)有以下幾個方面：(1)用plc技術(shù)實(shí)現(xiàn)基本煤倉配煤功能，包括低位優(yōu)先配煤、順序配煤、余煤配煤。在程控自動配煤方式下，當(dāng)煤倉頂皮帶運(yùn)行時，即開始進(jìn)行自動加倉配煤。加倉時，系統(tǒng)根據(jù)各倉的儲煤量，1、首先對出現(xiàn)低煤位的煤倉優(yōu)先配煤。2、當(dāng)所有倉的低煤位都消失后，順序配煤至各倉都出現(xiàn)高

34、煤位。3、順序配煤過程中，若某倉又出現(xiàn)低位，則立即轉(zhuǎn)向該倉進(jìn)行低位優(yōu)先配煤，至該倉低位消失后，延時120秒又返回順序配煤的倉繼續(xù)順序配煤。4、順序配煤至所有的倉都出現(xiàn)高位，發(fā)出程配完畢信號，運(yùn)行流程從煤源開始順煤流方向延時停機(jī)。5、停機(jī)信號發(fā)出后，皮帶上的余煤均勻分配給各倉，直至煤倉頂部皮帶停止運(yùn)行。另外，還要具備手動配煤功能：“手動配煤”是在工作站上用功能鍵，根據(jù)工作站crt上顯示煤倉儲煤量情況，一對一抬、落犁煤器的控制操作。(2)運(yùn)用mcgs軟件制作監(jiān)控畫面：控制方式的選擇設(shè)置，能顯示輸煤工藝流程全貌圖，工藝流程局部圖，設(shè)備運(yùn)行動態(tài)顯示，煤倉高低位報(bào)警顯示，動態(tài)料位顯示，犁煤器抬、落狀態(tài)顯

35、示等。mcgs為用戶提供了解決實(shí)際工程問題的完整方案和開發(fā)平臺，完成現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集、實(shí)時和歷史數(shù)據(jù)處理、報(bào)警和安全機(jī)制、流程控制、動畫顯示、趨勢曲線和報(bào)表輸出以及企業(yè)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)等功能。第二章 輸煤系統(tǒng)的工藝流程2.1概述基于輸煤控制系統(tǒng)在整個火電廠中的重要性，且煤場面積大、工作環(huán)境惡劣、人工作業(yè)通訊難以暢通，利用現(xiàn)代成熟技術(shù)plc和現(xiàn)代總線網(wǎng)絡(luò)通訊實(shí)現(xiàn)其控制功能。輸煤系統(tǒng)是火力發(fā)電廠中較為寵大的一個公用系統(tǒng)。隨著我國電力工業(yè)的迅速發(fā)展，火電廠的裝機(jī)容量和單機(jī)容量都日益增大，輸煤系統(tǒng)的規(guī)模也大幅度的上升。對其控制方式、運(yùn)行水平的要求也越來越高。輸煤程控系統(tǒng)主要是以可編程控制器為主，實(shí)現(xiàn)輸煤系統(tǒng)的自動

36、化控制。與強(qiáng)電集中的控制相比，在技術(shù)上具有控制功能強(qiáng)，編程簡單，實(shí)現(xiàn)工藝聯(lián)鎖方便，可省去大量的硬接線，維護(hù)方便，可在線修改等特點(diǎn)。plc不僅能完成復(fù)雜的繼電器控制邏輯，而且也能實(shí)現(xiàn)模擬量的控制，甚至智能控制;并能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程通訊，聯(lián)網(wǎng)及上位機(jī)監(jiān)控等。可為全廠實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)控制和管理創(chuàng)造條件。對地域分布較廣的實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)控制和管理創(chuàng)造條件。對地域分布較廣的系統(tǒng)還可以增加遠(yuǎn)程控制站及閉路電視監(jiān)視系統(tǒng)。電廠輸煤系統(tǒng)以皮帶輸送機(jī)為主,主要設(shè)備有皮帶輸送機(jī)、碎煤機(jī)、篩煤機(jī)、給煤機(jī)、堆取料機(jī)、翻車機(jī)、三通電動擋板、除鐵器、皮帶秤、原煤取樣裝置、除塵器、犁煤器等。主要保護(hù)裝置有皮帶跑偏、皮帶打滑、皮帶速度、皮帶撕裂、

37、皮帶拉繩、落煤管堵煤、設(shè)備跳閘、設(shè)備過負(fù)荷等。測量信號主要有高低煤位信號、煤倉秤重信號、犁煤器抬落到位信號、擋板到位信號、設(shè)備啟停信號、設(shè)備運(yùn)行電流信號等。主要控制信號有啟動令、停車令、抬令、落令、啟車預(yù)告鈴、聲光報(bào)警等。這些檢測信號和控制信號大多數(shù)為開關(guān)量信號。一般皮帶均安裝雙路,可以一路運(yùn)行一路備用,也可雙路運(yùn)行,皮帶之間通過三通擋板連接。皮帶機(jī)將煤送至煤倉間,一般一臺機(jī)組對應(yīng)4個5個原煤倉,倉上有兩條皮帶機(jī),每個倉上有2臺4臺犁煤器,用犁煤器將皮帶上的煤分別送至各原煤倉。二條輸煤皮帶互為備用。因此，從給煤機(jī)到煤倉的整水輸煤過程，有多種煤流的選擇，這一切都靠犁煤器的抬起和落下來實(shí)現(xiàn)。2.2

38、 輸煤系統(tǒng)的主要組成2.2.1上煤系統(tǒng)上煤系統(tǒng)又分自動化控制、聯(lián)鎖手動、解鎖手動和就地控制。自動化控制方式是根據(jù)代編制程度、先按動3一6個分程序按紐，選擇運(yùn)行流程，并進(jìn)行正誤判斷，流程上的有關(guān)設(shè)備自動按順序啟停。聯(lián)鎖手動是在控制臺上對已選擇好的流程按順序一對一啟停設(shè)備。解鎖手動無需預(yù)選流程，可以在自動化控制室啟停任何一臺設(shè)備。就地控制是操作人員在設(shè)備現(xiàn)場對設(shè)備進(jìn)行控制。2.2.2配煤系統(tǒng)輸配煤系統(tǒng), 在各個電廠自動化程度不一, 一般輸煤自動化都已經(jīng)得到很好解決, 但配倉邏輯復(fù)雜,人為因素多, 對傳感器的穩(wěn)定性要求高, 自動化程度不高, 基本上還是手動模式操作, 集控系統(tǒng)只起監(jiān)視作用。在設(shè)計(jì)電廠

39、輸配煤遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)時, 發(fā)現(xiàn)該系統(tǒng)配倉部分的控制任務(wù)輸入輸出雖然不多, 但是邏輯較為復(fù)雜, 配倉過程是在模擬運(yùn)行員的思維在做處理。它是利用犁煤器和輸煤皮帶對原煤斗進(jìn)行配煤。其主要組成部分為n 個原煤斗，對應(yīng)n-1 個輸煤犁煤器，一條輸煤皮帶（備用的不算在內(nèi)），控制系統(tǒng)通過調(diào)節(jié)犁煤器的起落來調(diào)整各個原煤斗的進(jìn)煤(圖2-1)。輸煤皮帶 高 位低 位犁煤器原煤倉圖2-1 犁煤器配煤系統(tǒng)2.3輸煤程控設(shè)備的組成與控制要求如圖1所示，輸煤系統(tǒng)由ia4a、ib一4b等8條輸煤皮帶和給煤機(jī)、碎煤機(jī)、分煤導(dǎo)槽、除塵器、除鐵器等部件以及4個煤倉組成，可以將煤從地面的煤場以200比的流量輸往遠(yuǎn)處的鍋爐煤倉。該輸煤

40、系統(tǒng)是這樣工作的:系統(tǒng)啟動正常后，在煤場中用吊車抓斗把煤裝入1號(ia或ib)皮帶的上煤槽，也可以用推土機(jī)和給煤機(jī)直接由2號皮帶裝煤，煤流經(jīng)過運(yùn)轉(zhuǎn)的輸煤皮帶ia(ib)za(zb)一3a(3b)一4a(4b)，輸送到4號皮帶上。在皮帶4a、4b上各有3個卸煤犁，對應(yīng)l#一3“煤倉的入口，當(dāng)要給1“3禪中的某個煤倉輸煤時，可使該煤倉對應(yīng)的卸煤犁落下，其余的抬起，煤流在運(yùn)轉(zhuǎn)的4號皮帶上，經(jīng)落下的卸煤犁阻擋，就落入該煤倉中。要給4#煤倉輸煤時，把所有卸煤犁都抬起即可。這樣通過控制各卸煤犁的起落，就可以給需要裝煤的煤倉輸煤。在8條輸煤皮帶中除za3a、zb一3b固定外，通過分煤導(dǎo)槽內(nèi)的擋板控制煤流方向

41、，任意兩條相鄰皮帶可以交叉使用。給煤倉輸煤時，a、b兩路中僅有一路皮帶工作，這樣在某一條皮帶有故障時，輸煤系統(tǒng)仍可完成輸煤工作.根據(jù)煤中煤塊大小，在需要時可投入碎煤機(jī)，將煤塊粉碎。系統(tǒng)中設(shè)有兩個自動采樣裝置，定時定量地從3號皮帶上采集煤樣，并做粉碎、縮分等處理，然后輸送到樣桶中，供化驗(yàn)分析使用。系統(tǒng)中的每個設(shè)備均可用現(xiàn)場控制、遠(yuǎn)程控制兩種方式進(jìn)行啟動、停止操作?，F(xiàn)場控制方式主要用于故障維修和現(xiàn)場緊急停機(jī)操作;遠(yuǎn)程控制是在主控室通過操縱控制臺完成控制的，有手動方式和自動方式。手動方式通過控制按鈕對單個設(shè)備直接進(jìn)行操作，在設(shè)備出現(xiàn)故障而無法滿足自動運(yùn)行條件的情況下，操作員手動控制輸煤時使用。自動方

42、式是由plc程序控制的，是完成輸煤工作的主要操作方式。在此方式下，除選擇輸煤皮帶和煤倉及是否投入給煤機(jī)、碎煤機(jī)外，一切輸煤過程均自動完成。自動運(yùn)行中如出現(xiàn)故障，系統(tǒng)能發(fā)出聲音報(bào)警，并在led模擬顯示屏上給出故障文字顯示，同時根據(jù)故障的嚴(yán)重程度，自動進(jìn)行操作控制.2.4 輸煤系統(tǒng)設(shè)備表2-1 輸煤系統(tǒng)設(shè)備名稱序號輸煤系統(tǒng)設(shè)備名稱單位數(shù)量備注1橋式抓斗起重機(jī)臺臺2單獨(dú)設(shè)備不參加程2電機(jī)振動給料機(jī)臺23電磁振動給料機(jī)臺14環(huán)錘式碎煤機(jī)臺25波動篩煤機(jī)臺26電動犁煤器臺167緩沖滾筒臺29皮帶運(yùn)輸機(jī)臺810三通擋板臺311電子皮帶秤臺312倉壁振動器臺1013電動單軌行車臺4不參加程控14噴淋電動閥門

43、臺8圖2-2 輸煤系統(tǒng)工藝流程第三章 輸煤配煤控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)3.1輸煤系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則及方案3.3.1設(shè)計(jì)原則熱電廠輸煤線系統(tǒng)是整個電廠生產(chǎn)的生命線，控制系統(tǒng)直接面向生產(chǎn)的重要設(shè)備，且運(yùn)行環(huán)境極其惡劣，粉塵多，水汽重，振動大，控制線路長，控制邏輯復(fù)雜。因而在設(shè)計(jì)時必需遵從可靠，實(shí)用，先進(jìn)開放的原則。（1）可靠性 在系統(tǒng)中所采用的控制設(shè)備的耐用是最重要的。必需選用成熟可靠的。（2）控制產(chǎn)品與各類傳感器。主要控制設(shè)備必須具備防塵、防水、防干擾、防振動的能力。在信號采集、開關(guān)確認(rèn)等方面加強(qiáng)處理，確保系統(tǒng)的長期穩(wěn)定可靠運(yùn)行。（3）實(shí)用性 輸煤控制系統(tǒng)所設(shè)計(jì)的控制方式必須從保護(hù)安全生產(chǎn)、簡化操作、實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)

44、自動化的目標(biāo)出發(fā)。對各種故障準(zhǔn)確定位，對重要參數(shù)和控制動作及時記錄。從傳統(tǒng)的單一依賴手工操作方式控制設(shè)備到自動控制為主、手工操作為輔的操作方式。所有軟件實(shí)現(xiàn)應(yīng)實(shí)現(xiàn)全中文圖形界面，且信號反應(yīng)準(zhǔn)確，操作方便。全系統(tǒng)真正成為一套可靠實(shí)用的輸煤控制系統(tǒng)。（4）先進(jìn)性 隨著控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)及網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)代控制設(shè)備提供了更加先進(jìn)、成熟和強(qiáng)大的控制功能。輸煤控制系統(tǒng)易于采用這些最新成果，如plc技術(shù)、工業(yè)現(xiàn)場總線技術(shù)、分布式i/0技術(shù)。（5）開放性 系統(tǒng)在設(shè)計(jì)時應(yīng)充分考慮到以后足夠的擴(kuò)充和升級余地。在設(shè)備選型時不僅應(yīng)考察其接口的通用性與互聯(lián)性，而且還應(yīng)考慮到將來與全廠的信息管理網(wǎng)集成，不宜采用

45、封閉式的、自成體系的連接體系。3.3.2總體方案的設(shè)計(jì)以plc (可編程控制器)作為中心控制元件,對輸煤程控分煤邏輯任務(wù)進(jìn)行合理的編程控制,工控機(jī)(pc機(jī))作為上位機(jī)便于遠(yuǎn)程監(jiān)控操作, 運(yùn)用組態(tài)軟件(mcgs)動畫監(jiān)控.現(xiàn)場料位計(jì)和上、下限位行程開關(guān)作為測控信號,通過傳輸電纜把所測量的信號,實(shí)時輸送到plc 的輸入控制端,經(jīng)過plc 的邏輯運(yùn)算后,輸出相應(yīng)的控制信號,來控制犁煤器的抬落動作,進(jìn)而完成對原煤倉的邏輯配煤.輸煤程控分煤系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案如圖3-1 所示：工控機(jī)(pc機(jī))p l c犁 煤 器高報(bào)低報(bào)上限位行程開關(guān)下限位行程開關(guān)圖3-1 總體方案的設(shè)計(jì)關(guān)于plc 對犁煤器的控制設(shè)計(jì),原煤倉是

46、否加煤,取決與對應(yīng)的犁煤器是否下落到位.而犁煤器的上升、下落與停止等動作,可以通過電機(jī)的正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)與停轉(zhuǎn)來實(shí)現(xiàn).而電機(jī)的正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)與停轉(zhuǎn)又可以plc 的輸出信號來控制,plc 控制電機(jī)正轉(zhuǎn)/反轉(zhuǎn)與停轉(zhuǎn)的輸入控制信號又可以通過上限位程開關(guān)和下限位行程開關(guān)控制.下限位行程可以利用犁煤器下落后的重力壓力作為壓力傳感器的觸發(fā)信號,電機(jī)反轉(zhuǎn)時帶動犁煤器上升的拉力可以作為上限位程開關(guān)的觸發(fā)信號.如此,犁煤器觸發(fā)上限位程開關(guān)和下限位行程開關(guān)信號, 上限位程開關(guān)和下限位行程信號作為plc 輸入信號控制電機(jī)的正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)與停轉(zhuǎn),電機(jī)正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)與停轉(zhuǎn)控制犁煤器的上升、下落與停止等動作(圖3-2)。p l c電機(jī)動作犁

47、煤器動作上、下限位行程開關(guān)圖3-2 plc 對犁煤器控制關(guān)系3.2輸煤配煤系統(tǒng)的全局流程根據(jù)工程控制系統(tǒng)要求，首先要分析所有控制要求之間的關(guān)聯(lián)。由本課題的任務(wù)分析，本系統(tǒng)采用結(jié)構(gòu)化程序程序變成方法。根據(jù)控制功能，規(guī)劃設(shè)計(jì)主程序模塊結(jié)構(gòu)流程圖。(如圖3-3, 圖3-4，圖3-5)低報(bào)？1倉高報(bào)？對該低報(bào)倉加煤低報(bào)消失？開 始延時20s對1倉加煤低報(bào)？2倉高報(bào)？對2倉加煤對該低報(bào)倉加煤低報(bào)消失？延時20s有無有有有無無無未消失消失消失未消失圖3-3 輸煤程控配煤系統(tǒng)流程圖無低報(bào)？3倉高報(bào)？對3倉加煤對該低報(bào)倉加煤低報(bào)消失？延時20s低報(bào)？4倉高報(bào)？對4倉加煤對該低報(bào)倉加煤低報(bào)消失？延時20s有消失

48、未消失無有有無消失未消失有無圖3-4輸煤程控配煤系統(tǒng)流程圖延時20s低報(bào)？對該低報(bào)倉加煤低報(bào)消失？1、2、3、4倉均高報(bào)？對非高報(bào)倉加煤該倉高報(bào)？余煤均勻分配順煤流停機(jī)結(jié) 束有無未消失消失是否是否圖3-5輸煤程控配煤系統(tǒng)流程圖3.3配煤系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)假如輸煤調(diào)度運(yùn)行是由調(diào)度人員人工操作完成的，而這類系統(tǒng)對調(diào)度的實(shí)時性要求很高，在高密度的運(yùn)行條件下將不能滿足原煤斗用煤運(yùn)輸高效、可靠的要求，調(diào)度員個人的勞動強(qiáng)度太大?？萍嫉倪M(jìn)步要求工業(yè)自動化加強(qiáng)，正常情況下，基本上不需要人員現(xiàn)場作業(yè)。系統(tǒng)有自動配煤、手動配煤、就地操作，三種控制方式。自動配煤完全根據(jù)現(xiàn)場的煤位信號和犁位信號，以及操作員根據(jù)現(xiàn)場要求所設(shè)的

49、尾倉和檢修犁，自動控制犁的抬落，完成原煤倉的加倉配煤，手動配煤則由操作員根據(jù)現(xiàn)場的煤位和犁位信號通過上位機(jī)一對一操作犁的抬落來完成原煤倉的加倉配煤。 (1)配煤程控配煤程控是根據(jù)現(xiàn)場煤位信號進(jìn)行自動配煤，有三種原則，即優(yōu)先配、順序配、余煤配。若某倉一旦出現(xiàn)低煤位信號，不管原來配倉在哪里進(jìn)行都將立即中止而轉(zhuǎn)入對低煤位信號的倉配煤，即出現(xiàn)低煤位信號的倉要優(yōu)先配煤。如果是有兩個以上的倉同時出現(xiàn)低煤位的信號，則按順煤流方向依次配倉至低煤位信號消失后延時一段時間。當(dāng)全部低煤位消失時，各倉的配煤將按順煤流方向依次進(jìn)行，對原煤倉，每個倉都配至高煤位出現(xiàn)為止，對圓筒倉，高煤位沒有出現(xiàn)時，定時配10分鐘，高煤位

50、出現(xiàn)時，馬上轉(zhuǎn)下一個。如正在進(jìn)行順序配煤時,某煤倉又出現(xiàn)低煤位報(bào)警,則立即轉(zhuǎn)到低煤倉進(jìn)行低煤位優(yōu)先配煤,配至低煤位消失后延時一段時間,然后返回到剛才順序配的煤倉進(jìn)行順序配煤。如遇到檢修犁自動跳過。如果落犁信號發(fā)出后10秒后，該犁仍未落到位，則發(fā)出犁煤器卡死信號，并轉(zhuǎn)入下一犁繼續(xù)配煤。因過多的犁卡死而不能自動配煤，只能用手配方式對各倉進(jìn)行配煤?；蛘撸绻死绮辉诼湮?，在上位機(jī)上設(shè)此犁為檢修犁，繼續(xù)程配。將配煤方式開關(guān)打到“手配”再按“清零”按鈕，然后再將配煤方式開關(guān)打到“程配”位置，程序?qū)⒅匦屡涿?。?dāng)順序配煤到尾倉，尾倉出現(xiàn)高煤位時，配煤系統(tǒng)即發(fā)出“程配完畢”信號。程配完畢信號發(fā)出后，整個流程即

51、要順煤流方向依次停運(yùn)各個設(shè)備，將皮帶上的煤走空。在流程停運(yùn)之前這一段時間，配煤將返回第一個倉繼續(xù)配煤，一般情況是先將倉配至高煤位再經(jīng)數(shù)秒延時。如已出現(xiàn)高煤位，也將再配一段時間后才轉(zhuǎn)入下一倉。對檢修犁會跳過不配。這一輪配完后，下一輪再重復(fù)進(jìn)行，直到皮帶上的余煤配完或流程停下來。檢修犁的設(shè)置都在上位機(jī)上進(jìn)行，尾倉的犁在程配時處于落下位置，后面的倉不參與配煤。設(shè)置檢修犁前，需在就地將此犁打在抬起位置，在程配時不對此犁進(jìn)行控制。(2)手動配煤程控手動配倉。由操作員根據(jù)現(xiàn)場的煤位和犁位信號, 通過上位機(jī)直接操作犁的抬落來完成原煤倉的加倉配倉。程控手動配倉時, 犁式卸料器的卡死故障仍然有效。但不能操作已經(jīng)

52、處于就地狀態(tài)的犁式卸料器。后犁先落, 前犁后臺, 防止工作尾倉冒煤。(3)就地操作它是當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障或因?yàn)槟撤N情況，操作工人根據(jù)原煤倉的料位進(jìn)行犁煤器的抬、落操作。它需要首先在上位機(jī)上打到“就地”操作上。配煤運(yùn)行中的檢查及注意事項(xiàng)：1.檢查犁煤器落下時是否有刮不凈煤的現(xiàn)象，一旦發(fā)現(xiàn)立即反映，以免影響分爐計(jì)量。2.檢查犁煤器的犁刀上是否有積煤和雜物纏繞，以防犁卡澀或加倉時撒煤。檢查犁煤器的電源及控制熔絲完好，抬、落限位指示燈正確。3.運(yùn)行中對煤倉及犁煤器多加觀察，一旦發(fā)現(xiàn)問題立即停機(jī)進(jìn)行處理。4.煤倉手配時應(yīng)加強(qiáng)倉位監(jiān)視，出現(xiàn)低煤位或高煤位報(bào)警時，要及時調(diào)整犁煤器的抬、落。5.檢查某倉已達(dá)超高煤

53、位，而犁煤器卻抬不起來，要立即放下該犁前犁煤器中的一臺。3.3.1自動配煤控制程序的設(shè)計(jì)自動配煤控制程序是自動配煤系統(tǒng)的核心部分。犁煤器是自動配煤系統(tǒng)控制的主要對象。程序通過控制犁煤器的抬落實(shí)現(xiàn)對目標(biāo)倉加煤, 犁煤器跟煤倉之間是一一對應(yīng)的關(guān)系, 煤倉皮帶機(jī)頭部的最后一個煤倉由皮帶機(jī)直接加煤, 可以看作是安裝了一個始終處于落犁狀態(tài)的犁煤器。雖然煤倉是條皮帶分別從兩側(cè)給煤倉加煤, 但是對于自動配煤,兩側(cè)的配煤完全是相互獨(dú)立的, 可以各自獨(dú)立進(jìn)行。自動配煤控制程序主要包括犁煤器控制程序、煤倉煤位檢測比較程序、加倉狀態(tài)記憶鎖定程序等幾個主要部分另外, 還有包括一些輔助程序, 如自動配煤啟動停止程序、煤

54、倉剩余空間統(tǒng)計(jì)程序、自動停煤源程序、換倉失敗判斷程序、當(dāng)前實(shí)際加倉倉號和尾倉倉號指示程序等。如圖所示, 自動配煤控制程序的核心任務(wù)是控制犁煤器在合適的時機(jī)抬起或落下。圖3-6 犁煤器自動配煤程序流程圖3.4輸煤控制系統(tǒng)原煤倉料位計(jì)工業(yè)自動化生產(chǎn)過程中料位是主要測量參數(shù)之一，隨著工藝要求的提高，料位作為一個重要的過程參數(shù)日益引起大家的關(guān)注。料位測量方法：進(jìn)行高、低位檢測的稱之為料位開關(guān)，有：阻旋式、電容式。進(jìn)行連續(xù)料位測量的有：超聲波式、雷達(dá)式、射線料位計(jì)。這些方法都有各自的適用范圍。根據(jù)不同環(huán)境及物位檢測方法的適用性來作為選用的依據(jù)。3.4.1常用料位計(jì)簡介（1）阻旋式料位計(jì)利用傳動軸與離合器

55、相連接，在未接觸物料時，馬達(dá)保持正常運(yùn)轉(zhuǎn)。當(dāng)葉片感到物料阻力時，馬達(dá)停止轉(zhuǎn)動，機(jī)構(gòu)同時輸出一節(jié)點(diǎn)信號而測出料位高度。隨后另一個微動開關(guān)動作，切斷電動機(jī)電源使其停轉(zhuǎn)。只要此料位不變，該狀態(tài)便一直保持下去。當(dāng)料位下降至葉片失去阻擋時，檢測機(jī)構(gòu)便依靠彈簧拉力使其恢復(fù)原始狀態(tài)，一個微動開關(guān)先動作，接通電動機(jī)電源使其旋轉(zhuǎn)，隨后另一個微動開關(guān)動作發(fā)出無料信號，只要沒有物料阻擋檢測葉片的轉(zhuǎn)動，其狀態(tài)也將一直保持下去。該料位計(jì)多用作粉狀物料料倉的料滿開關(guān)。安裝使用時應(yīng)注意：1.為防止使用中物料沖擊，庫側(cè)安裝時應(yīng)在檢測葉片上方料倉內(nèi)壁的上方安裝防護(hù)板；2.如采用加長軸頂置垂直安裝，則應(yīng)在軸套外安裝保護(hù)套筒。 （

56、2）電容式料位開關(guān)利用感應(yīng)棒（電極），以物料為介質(zhì)，感應(yīng)棒與桶壁（對地電極）間之電容量，當(dāng)感應(yīng)棒被物料覆蓋，則電容漸增，當(dāng)達(dá)到開關(guān)內(nèi)部設(shè)定線路匹配值時，線路產(chǎn)生高頻諧振，檢出諧振信號，轉(zhuǎn)成開關(guān)信號。注意：避免粘、附料情況，否則會產(chǎn)生誤動作。（3）超聲波物位計(jì)由換能量將功率脈沖轉(zhuǎn)換為超聲波，射向料面，經(jīng)料面反射后進(jìn)入超聲波檢測裝置，再由換能量將超聲波轉(zhuǎn)換為電信號。二次儀表根據(jù)發(fā)射脈沖與接受脈沖之間的時間差和介質(zhì)中傳播速度，計(jì)算出料位。適用性：由于其傳播速度受傳播介質(zhì)振動噪音影響較大，并且其元件受溫度影響大，故不能在粉塵、高溫場合使用，往往用于明渠、水處理較多。（4）雷達(dá)料位計(jì)利用回波測距原理，其喇叭