【正文】 論文PLC在電廠控制系統(tǒng)中的應(yīng)用申請人：王殿東學(xué)科(專業(yè))：電力系統(tǒng)及其自動化指導(dǎo)教師：張金蓮 2011年02月57網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院畢 業(yè) 設(shè) 計 (論 文) 任 務(wù) 書專業(yè)班級 電力系統(tǒng)及其自動化 層次 專升本 姓名 王殿東 學(xué)號 09017487010005 一、畢業(yè)設(shè)計(論文)題目 PLC在電廠控制系統(tǒng)中的應(yīng)用 二、畢業(yè)設(shè)計(論文)工作自 2010 年 12 月 日起至 2011 年3月31日止三、畢業(yè)設(shè)計(論文)基本要求： 通過畢業(yè)設(shè)計（論文），培養(yǎng)學(xué)生運用所學(xué)基礎(chǔ)理論、基本知識和基本技能解決實際問題的能力。具體要求如下： 正確認(rèn)識畢業(yè)設(shè)計（論文）的重要性。 刻苦鉆研，獨立完成畢業(yè)設(shè)計（論文）工作。 進(jìn)行深入調(diào)查，收集相關(guān)資料，清楚系統(tǒng)基本功能。 完成系統(tǒng)的基本設(shè)計工作。 認(rèn)真撰寫畢業(yè)論文，做到文字準(zhǔn)確，層次清楚。 指導(dǎo)教師： 張金蓮 網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(論文)考核評議書指導(dǎo)教師評語：通過深入分析研究，完成了中泰火電廠輸煤程控系統(tǒng)設(shè)計工作。論文寫作規(guī)范，結(jié)構(gòu)清晰，語句通順。同意答辯。建議成績： 優(yōu) 指導(dǎo)教師簽名：張金蓮2011年4月1日答辯小組意見：負(fù)責(zé)人簽名 年 月 日答辯小組成員 畢業(yè)設(shè)計(論文)答辯委員會意見： 負(fù)責(zé)人簽名： 年 月 日摘　要論文題目：PLC在電廠控制系統(tǒng)中的應(yīng)用學(xué)科(專業(yè))：電力系統(tǒng)及其自動化申請人：王殿東指導(dǎo)教師：張金蓮摘　要傳統(tǒng)的火電廠輸煤系統(tǒng)現(xiàn)場環(huán)境十分惡劣，不僅極大損害了工人的身體健康，而且由于輸煤系統(tǒng)范圍大，經(jīng)常有皮帶跑偏、皮帶撕裂及落煤管堵塞等麻煩，大大降低了火電廠的生產(chǎn)效率。隨著火電廠規(guī)模的擴大，對煤量的需求大大提高，傳統(tǒng)的輸煤系統(tǒng)已無法滿足火電廠的需要。本文針對中泰火電廠輸煤部分，設(shè)計了一套基于可編程序控制器(PLC)控制網(wǎng)絡(luò)和上位機的輸煤監(jiān)控系統(tǒng)。該方案不僅降低了開發(fā)的工作量，而且降低了維護(hù)的工作量，同時也為以后的升級提供了條件。許多電廠輸煤程控系統(tǒng)不能長期穩(wěn)定運行，抗干擾能力差是其最主要的原因。本文對實現(xiàn)燃煤程控系統(tǒng)的穩(wěn)定運行的深入研究，提出了幾種抗干擾措施在程控系統(tǒng)中的具體實施方法以及效應(yīng)。關(guān) 鍵 詞：輸煤程控系統(tǒng)、可編程序控制器、抗干擾能力論文類型：應(yīng)用研究目錄目 錄摘　要 V目 錄 VII1 緒論 1 課題的背景與意義 1 系統(tǒng)的需求與分析 2 目前存在的主要問題 2 輸煤程控系統(tǒng)分析 3 PLC控制系統(tǒng) 3 PLC技術(shù)應(yīng)用情況 8 PLC現(xiàn)狀及發(fā)展 9 本文主要研究內(nèi)容 102 相關(guān)控制理論與技術(shù) 13 輸煤系統(tǒng)的計算機控制技術(shù) 13 操作指導(dǎo)控制系統(tǒng) 13 直接數(shù)字控制系統(tǒng) 14 監(jiān)督計算機控制系統(tǒng) 14 分散控制系統(tǒng) 15 相關(guān)數(shù)據(jù)庫技術(shù) 15 iFIX與ORACLE結(jié)合 15 數(shù)據(jù)通訊原理 16 實現(xiàn)方法 173 輸煤程控系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn) 19 輸煤程控系統(tǒng)簡介 19 輸煤程控系統(tǒng)概述 19 火電廠輸煤系統(tǒng)的特點 19 輸煤程控系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 20 設(shè)備的組成方式 20 設(shè)備的控制方式 21 輸煤程控系統(tǒng)的組成 21 系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn) 26 系統(tǒng)的安全設(shè)計 26 輸煤系統(tǒng)和程控系統(tǒng) 27 PLC程序設(shè)計 28 輸煤程控系統(tǒng)的約束條件 35 傳感器技術(shù)和安裝要求 35 自動加倉上煤要求 35 實現(xiàn)程序聯(lián)鎖要求 36 語音報警功能要求 36 煤倉煤位測量功能要求 36 生產(chǎn)管理功能要求 374 火電廠輸煤程控系統(tǒng)的抗干擾措施 39 概述 39 實際分析 39 抗干擾措施分析 40 硬件措施 40 抗干擾措施分析 415 結(jié)論 43致 謝 45參考文獻(xiàn) 47附 錄 49攻讀學(xué)位期間取得的研究成果 51聲明預(yù)覽中看不見即可)：西安交通大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院論文1 緒論皮帶傳輸系統(tǒng)因其結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，造價低廉，被廣泛應(yīng)用于工業(yè)、商業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥、軍事等方面，在采礦運輸、冶金送料、車站及碼頭的貨物運輸更是廣泛使用，同樣，火電廠的輸煤系統(tǒng)也采用皮帶傳輸。隨著火電廠規(guī)模的逐漸擴大，煤耗量也逐漸提高，對火電廠輸煤系統(tǒng)的性能要求越來越高。 課題的背景與意義傳統(tǒng)的火電廠輸煤系統(tǒng)是一種基于繼電接觸器和人工手動方式的半自動化系統(tǒng)，現(xiàn)場環(huán)境十分惡劣，工人們通過開動承前起后的皮帶運輸機及取煤機向鍋爐前的儲煤倉輸煤，經(jīng)常有皮帶跑偏、皮帶撕裂和落煤管堵塞……等。但對火電廠而言，蒸汽工序的爐膛是不允許斷煤的；于是，蒸汽機前通常有一個很大的儲煤倉。輸煤系統(tǒng)工作時盡量將煤裝滿儲煤倉，不僅可以保證輸煤系統(tǒng)故障時，工人們有足夠的時間排除故障，也可以保證輸煤設(shè)備有充分的時間檢修。隨著火電廠規(guī)模的迅速擴大，輸煤系統(tǒng)的作用日益突出，而傳統(tǒng)的輸煤系統(tǒng)己無法滿足火電廠的需要，因此需要對傳統(tǒng)的火電廠輸煤系統(tǒng)進(jìn)行改造。同時，當(dāng)今世界是一個信息技術(shù)高度發(fā)展的世界，信息貫穿社會的每個角落，現(xiàn)代化的工廠，管理部門要求能夠知道組織內(nèi)部的各個職能部門的所有信息，當(dāng)然也包括車間運行情況及設(shè)備狀況。廠級乃至各行業(yè)都應(yīng)對現(xiàn)實生產(chǎn)中的各分子結(jié)構(gòu)的情況充分掌握，以便及時調(diào)整戰(zhàn)略戰(zhàn)術(shù)，把握工作的重點，推動部門或生產(chǎn)車間的工作；因此建立全自動化的輸煤系統(tǒng)，不僅可以讓工人從惡劣的環(huán)境中，繁重的勞動中解放出來。而且可以通過建立控制網(wǎng)絡(luò)將相距較遠(yuǎn)的各輸煤機架控制器相連，實現(xiàn)信息的相互傳遞，不僅保證了控制的實時性，可靠性，同時便于未來廠級的、車間級的管理。傳統(tǒng)輸煤系統(tǒng)具有以下特點：(1)任務(wù)重：為了保證工業(yè)用煤，輸煤系統(tǒng)必須始終處于完好的狀態(tài)。日累計運行時間達(dá)810小時以上。(2)運行環(huán)境差、勞動強度大：由于各種因素造成輸煤系統(tǒng)的運行環(huán)境惡劣、臟污，需要占用大量的輔助勞動力。(3)一次起動設(shè)備多，安全聯(lián)鎖要求高：同時起動的設(shè)備高達(dá)2030臺以上，在起動或停機過程中有嚴(yán)格的聯(lián)鎖要求。綜上所述，輸煤程序控制系統(tǒng)是決定輸煤系統(tǒng)成敗的關(guān)鍵，該系統(tǒng)不僅有強大的工程應(yīng)用背景，而且有極大的市場潛力【1】【2】。今后所有的火力火電廠均將對輸煤系統(tǒng)進(jìn)行改造。作者參加了中泰火電廠輸煤系統(tǒng)的改造，參與并設(shè)計了一套輸煤程控系統(tǒng)。論文將輸煤程序控制系統(tǒng)的優(yōu)化控制和可靠性作為研究內(nèi)容。 系統(tǒng)的需求與分析 目前存在的主要問題眾所周知，火力火電廠的主要燃料是煤。隨著電力事業(yè)的發(fā)展與人們對用電量的需求不斷增加，大容量、大機組火力火電廠在我國己逐漸占據(jù)主導(dǎo)地位。燃料運輸、堆卸、配給等環(huán)節(jié)，是保證機組正常運行發(fā)電的基本條件。過去電廠輸煤系統(tǒng)的工作任務(wù)重、壓力大、困難多，已是制約電廠安全發(fā)電的一個突出問題。因此，重視輸煤系統(tǒng)的工作，深化輸煤系統(tǒng)綜合治理，是火力火電廠安全、文明、經(jīng)濟(jì)、科學(xué)管理的重要保證。輸煤系統(tǒng)的主要工作任務(wù)是：進(jìn)場煤的接卸；燃料的儲存；煤場整型壓實；燃料除鐵；除雜物；碎粒；將燃煤輸送到鍋爐原煤倉配煤。主要設(shè)備包括：翻車機、推煤機、抓斗起重機、碎煤機、采樣機、除鐵器、篩煤機、犁煤器、皮帶秤、輸煤皮帶機以及除塵設(shè)備等。其控制系統(tǒng)一般采用輸煤程序控制，負(fù)責(zé)輸煤系統(tǒng)所有設(shè)備的運行和調(diào)度。正如前面所說，大型火電廠燃料輸煤系統(tǒng)設(shè)備種類繁多，分布較為分散一般都分布在幾公里范圍內(nèi)，由于其實時性要求不高，不是24小時都需要運行，所以其在電廠的被重視程度往往不如主機系統(tǒng)，導(dǎo)致其生產(chǎn)管理及設(shè)備自動化水平相對滯后，而不得不使用較多的人力物力，有的電廠甚至出現(xiàn)燃料運行人員超過主機運行人員的現(xiàn)象。另外，通常輸煤系統(tǒng)的設(shè)計方案，注重按裝機容量耗用額定燃料量來計算，決定輸煤系統(tǒng)的供、卸煤能力。但是理論上計算能夠滿足發(fā)電要求的燃料量，因為未把可能發(fā)生影響供、卸煤正常工作的因素考慮進(jìn)去，往往造成輸煤系統(tǒng)投產(chǎn)運行后滿足不了發(fā)電要求。在考慮輸煤系統(tǒng)的設(shè)計中，往往缺乏對大容量電廠輸煤系統(tǒng)實際存在問題的了解，為了降低造價，把輸煤系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)壓低，認(rèn)為能具備發(fā)電供煤的條件就行，從而忽視了工作中的實際問題，而一旦一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題后，就會直接影響到整個輸煤系統(tǒng)的運行，以致影響火電廠的發(fā)電量。因此，隨著火電廠容量的不斷增大，仍采用過去常規(guī)的繼電控制方式已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足生產(chǎn)發(fā)展的需要，新型控制方式的輸煤系統(tǒng)才能有利于火電廠的經(jīng)濟(jì)運行。作者在認(rèn)真研究、分析輸煤系統(tǒng)結(jié)構(gòu)特點、輸煤程序控制特點的基礎(chǔ)上，認(rèn)為輸煤系統(tǒng)在以下幾個方面存在問題并可以改善：(1)輸煤系統(tǒng)的可靠性與輸煤系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)有緊密聯(lián)系，否則無論控制系統(tǒng)如何控制都無法保證其可靠性。(2)輸煤系統(tǒng)中可以實現(xiàn)多種優(yōu)化控制，例如煤倉煤位最均衡、犁刀動作次數(shù)最少、皮帶機運行時間最短等，而目前的輸煤程序控制系統(tǒng)均沒有實現(xiàn)這些功能。(3)要實現(xiàn)輸煤系統(tǒng)的優(yōu)化控制就必須掌握輸煤系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，而現(xiàn)在對輸煤系統(tǒng)的描述幾乎沒有。(4)輸煤系統(tǒng)分別的范圍比較大，采用單臺PLC實現(xiàn)，不僅工作量大，而且維護(hù)比較困難，因此可以采用多臺PLC進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)控制。同時，采用仿人智能理論、MATLAB等手段和工具對輸煤系統(tǒng)的重要功能一優(yōu)化控制和運行可靠性進(jìn)行研究，并確定以皮帶機運行時間最短為研究目標(biāo)。 輸煤程控系統(tǒng)分析火電廠的輸煤程控系統(tǒng)【3】，它和相應(yīng)的發(fā)電機組配套承擔(dān)著火電廠的燃煤輸送任務(wù)，是電廠內(nèi)工作環(huán)境差，勞動強度大的一個系統(tǒng)，有效地提高輸煤系統(tǒng)的自動控制和管理水平是國內(nèi)眾多火電廠急待解決的問題。煤是火電廠發(fā)電的重要燃料，燃煤合理充分的利用直接決定了電廠的發(fā)電量。因此，在發(fā)電過程中，高效率的、穩(wěn)定的、合理的運輸，堆取，配煤成為電廠控制系統(tǒng)中十分重要的部分。由于輸煤程控系統(tǒng)控制設(shè)備多，工藝流程復(fù)雜，系統(tǒng)設(shè)備分教，粉塵、潮濕、振動、噪音、電磁干擾等比較嚴(yán)重，如果任一個現(xiàn)場元件如傳感器、防護(hù)罩、通訊電纜等選擇不當(dāng)，會直接影響整個系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定和可靠運行。因此該系統(tǒng)必須與完善的工藝、合理可靠的控制對象、可靠準(zhǔn)確的保護(hù)監(jiān)視傳感設(shè)備以及嚴(yán)格的運行管理等密切配合起來，整個系統(tǒng)才能正常投運。目前，國內(nèi)輸煤程控系統(tǒng)控制器一般都以PLC為主，它有以下特點：(1)能夠承受惡劣的工業(yè)環(huán)境，具有很強的抗干擾性；(2)結(jié)構(gòu)模塊化，系統(tǒng)配置簡單；(3)可與工業(yè)現(xiàn)場信號直接輸入輸出連接，針對不同的現(xiàn)場信號有相應(yīng)的拍模塊；.(4)編程簡單且具有在線編程功能；(5)可靠性強?；谝陨蟽?yōu)點，輸煤系統(tǒng)采用PLC程控能夠方便地實現(xiàn)多種運行方式的選擇，使整個系統(tǒng)功能更為合理，更加完備，運行更可靠、更靈活，可維護(hù)性、自檢能力、安全保障能力及通信能力等也都得到了進(jìn)一步的提高，有利于解決過去輸煤系統(tǒng)投運后易出現(xiàn)的現(xiàn)場問題，從而大大提高了輸煤系統(tǒng)的自動化水平【4】。 PLC控制系統(tǒng)(1)開放和基于工業(yè)PC控制PLC制造商己經(jīng)開始注視基于工業(yè)PC控制技術(shù)所帶來的強大沖擊。有專家甚至認(rèn)為，新商務(wù)活動所帶來的新技術(shù)和開放技術(shù)規(guī)范將會埋葬傳統(tǒng)PLC。PLC制造商認(rèn)為，雖然在工業(yè)現(xiàn)場安裝有大量的PLC控制設(shè)備，但他們?nèi)匀恍枰?lián)合工控軟件公司，以便開發(fā)他們自己的基于工業(yè)PC的過程控制軟件。誠然，幾年前在工業(yè)現(xiàn)場明顯存在著新舊PLC混合使用的情況，工業(yè)用戶不得不同時學(xué)習(xí)相關(guān)的新舊知識，甚至彼此借鑒學(xué)習(xí)。大多數(shù)PLC制造商為工業(yè)用戶僅僅提供了軟邏輯和一種操作平臺。在高端應(yīng)用方面，很難進(jìn)一步區(qū)分PLC控制系統(tǒng)和工業(yè)PC控制系統(tǒng)之間的差異，因為這兩者均采用了同樣類型的微處理器和內(nèi)存芯片。形象地打個比喻，如果你忘掉工業(yè)PC和PLC這些詞語字面上的含義，那么在箱子里所能夠觀察到的恰恰是一些基本計算機硬件技術(shù)，我們更多觀察到的卻是那些基本技術(shù)的復(fù)雜化和混合體，這些技術(shù)被有效地組合到控制系統(tǒng)中去。另外，采用開放控制的原因一方面是系統(tǒng)功能集成的需要，另一方面也是由于一些工業(yè)用戶對功能過分苛求所致。如果能夠給予高度的重視，就能夠獲得更多的基本技術(shù)知識。PLC制造商專注于系統(tǒng)功能化，而工業(yè)用戶則專注于系統(tǒng)應(yīng)用。人們可以看到，將來的發(fā)展趨勢是將更多的功能進(jìn)一步集成到一個控制箱內(nèi)。因而像順序控制和過程控制這樣的事件將會采用功能化方式進(jìn)行處理，其他像運動控制等也能夠共享到相同的控制結(jié)構(gòu)體系中。可以相信，PLC技術(shù)將繼續(xù)向開放式控制系統(tǒng)方向轉(zhuǎn)移，尤其是基于工業(yè)PC的控制系統(tǒng)。后者除了在靈活性方面比傳統(tǒng)PLC具有截然不同的優(yōu)勢外，還具有其他優(yōu)點，如能夠縮短系統(tǒng)投放到市場的周期，降低系統(tǒng)投資費用，提高從工廠底層到企業(yè)辦公自動化的數(shù)據(jù)信息流動效率等【5】。(2)Ethernet的擴展與進(jìn)一步容納Web技術(shù)當(dāng)前，在所有過程控制領(lǐng)域，最大的發(fā)展趨勢之一就是Ethernet技術(shù)的擴展【6】。PLC也不例外，現(xiàn)在，越來越多的PLC供應(yīng)商開始提供Ethernet接口