【正文】 基于 羅克韋爾自動化實驗室的電廠輸煤系統(tǒng)進行設計，模擬實現(xiàn)電廠輸煤系統(tǒng)的相關功能，主要實現(xiàn)了傳送帶的順序啟動、料位控制和溫度控制。 整個網(wǎng)絡完全實現(xiàn)了通信要求，系統(tǒng)運轉正常，成功模擬了火電廠輸煤控制系統(tǒng)。隨著我國電力工業(yè)的迅速發(fā)展，火電廠的裝機容量和單機容量都日益增大，輸煤系統(tǒng)的規(guī)模也大幅度上升，對其控制方式、運行水平的要求也越來越高。但是，繼電器本身固有的缺陷給火電機組的安全和經(jīng)濟運行帶來了不利影響，用可編程序控制器對火電廠的繼電器式控制系統(tǒng)進行改造已是大勢所趨。一個可編程序控制器系統(tǒng)一般都具有如下特點： 3 ? 編程簡單； ? 控制系統(tǒng)構成簡單，通用性強； ? 抗干擾能力強，可靠性高 ； ? 體積小，維護方便。在軟件方面除了保持原有的邏輯運算之外，還增加了算術運算、數(shù)據(jù)處理和傳輸、通信、自診斷等功能；硬件方面，除了保持原有的開關量以外，增加了模擬量、遠程 I/O 和各種特殊功能模塊，例如高速計數(shù)器模塊、 PID 控制模塊、定位控制子模塊和通信模塊等等，并擴大了存儲器的容量。 PLC 不但能完成復雜的繼電器邏輯控制，而且能完成模擬量控制及智 能控制，并能實現(xiàn)遠程通訊、聯(lián)網(wǎng)、上位機監(jiān)控等，完全適應輸煤系統(tǒng)多種控制功能的要求，并為全廠實現(xiàn)計算機管理和控制創(chuàng)造條件。 本 此畢設 的主要有 以下工作： （ 1） 針對實驗室現(xiàn)有設施 ， 設計并開發(fā)輸煤控制系統(tǒng)模型。 輸煤模擬系統(tǒng)如圖 所示，左方為模擬輸煤和鍋爐系統(tǒng)，右方為控制背板 。各個設備之間的通信過程在網(wǎng)絡建設的部分會有詳細介紹。 實際的火電廠輸煤車間為了順利的實現(xiàn)以上四個子系統(tǒng)， 還 需要大量的設備及器材 ，控制系 統(tǒng)也非常 復雜 。 可控漏斗如圖 圖 32 可控漏斗實物圖 三條 傳送帶 分別 由 三臺交流 電動機驅動 。 系統(tǒng)實現(xiàn)如下功能： (1) 順序啟動 給整個模擬系統(tǒng)啟動信號，系統(tǒng)按照一定的順序啟動傳送帶 。 (2) 順序停機 給整個系統(tǒng)停機信號時，系統(tǒng) 會按照一定 順序停止運行中的皮帶傳送機，停機的順序如下： 停止傳送機 1 ?? ?? 延遲 停止傳送機 2 ?? ?? 延遲 停止傳送機 3 停機延遲時間也必須滿足在線 調節(jié)的 要求。 控制過程如下： 傳感器 1 信號 ?? ?? 改變 提高送煤 傳送機 轉速 當傳感器 4 發(fā)出煤 倉滿信號時，表示煤倉已 滿 ， 應當立刻停止對煤倉上煤，具體的控制過程如下： 傳感器 4 信號 ?? ?? 改變 順序 停止 送煤 傳送機的運轉 當傳感器 2 檢測到煤位下降信號時，表示煤位已經(jīng)低于控制界限，適當加速傳送機，控制過程如下： 傳感器 2 信號 ?? ?? 改變 適當提高送煤 傳送機 轉速 當傳感器 3 檢測到煤位上升信號時，表示煤位已經(jīng)高于控制接線，適當減慢傳送機，控制過程如下： 傳感器 3 信號 ?? ?? 改變 適當減慢送煤 傳送機 轉速 三個過程的流程圖如下所示，圖 33 為啟動控制，圖 34 為停止控制，圖35 為煤位控制。因此建立一個合適的加熱函數(shù)關系十分重要，經(jīng)過分析，建立以下控制方案。 控制過程如下： 溫度高于上限值 → 步進電機反向運動一定步數(shù) → 擋板開度減小 → 加熱脈沖占空比減小 → 溫度降低 → 溫度回歸正常 → 擋板開度回歸正常 溫度低于下限值 → 步進電機正向運動一定步數(shù) → 擋板開度增大 → 加熱脈沖占空比增大 → 溫度升高 → 溫度回歸正常 → 擋板開度回歸正常 溫度控制 具體 過程的流程圖如圖 38 所示， 15 圖 38 溫度控制（ 1） 啟動觸發(fā) 傳送機順序啟動，擋板打開一定步數(shù) 鍋爐開始加熱 爐溫高于上限值 ？ 爐溫 低 于下 限值 ？ ② ③ ① 是 是 否 否 16 圖 38 溫度控制 （ 2） 擋板 打開 50 步 爐溫低于正常值？ 爐溫 高 于正常值？ 擋板再關閉 30 步，恢復正常 ② ① 擋板關閉 50 步 爐溫 高 于正常值？ 爐溫低于正常值？ 擋板再打開 30步，恢復正常 擋板打開 20 步 ③ 擋板關閉 20 步 ③ 是 是 是 是 否 否 否 否 17 基于 ABPLC 的 控制網(wǎng)絡設計方案 （ 這部分內容應歸到緒論的模型介紹 ） 羅克韋爾三層網(wǎng)絡介紹 ]5[]4[ 網(wǎng)絡技術在工業(yè)上的應用成為工業(yè)控制的一種趨勢。 NetLinx主要由以太網(wǎng)、控制網(wǎng)、設備網(wǎng)構成 ，各層網(wǎng)的功能非常清晰 ， NetLinx 三層網(wǎng)絡機構如圖 所示 。 它利用羅克韋爾和微軟公司的成熟技術和數(shù)據(jù)庫實現(xiàn)系統(tǒng)信息的集成 ?？刂凭W(wǎng)網(wǎng)絡是一種高速確定性網(wǎng)絡，用于對時間有苛 刻要求的應用場合的信息傳輸 。 設備網(wǎng) (DeviceNet)是一種低成本的通信鏈接 。 傳輸速率為 125500kbps。 EtherNet/IP 模塊建立上位機與控制 器的連接， 系統(tǒng)管理員可在這層 網(wǎng)絡上對系統(tǒng)進行監(jiān)控，對控制器中的 程序進行 在線 修改 。建立 EtherNet 通信通道采用的軟件是 RSLinx。 圖 36 RSLinx 結構圖 操作過程如下： (1) 如圖改變上位機的 IP 設置 圖 37 IP設置圖 (2) 打開 RSLinx 軟件，指定相關驅動， 21 圖 38選擇通道類型 (3) 點擊 AddNew 控件后彈出一系列對話框，默認對話框中的設置，點擊確定，建立了 EtherNet 通道。 DeviceNet 網(wǎng)絡 的設置過程如下： （ 1） 啟動 RSNet Worx For DeviceNet 軟件后，點擊 圖標 ，彈出DeviceNet 掃描網(wǎng)絡對話框，選擇好掃描網(wǎng)絡后，單擊確定，進入自 動掃描 過程 。 24 第 4 章 系統(tǒng)線路的設計和編程 系統(tǒng)線路和端口分配圖 系統(tǒng)線路圖 根據(jù)實驗系統(tǒng)的現(xiàn)有硬件， 搭建 各部分線路設計如下： 圖 41 輸入輸出轉換板連線 圖 42 步進電機驅動器連線 圖 43 步進電機保護板和料位信號接線 圖 44 數(shù)顯儀表的接線 25 端口分配圖 圖 41 各模塊的安裝 圖 42 數(shù)字輸入模塊端口圖 圖 43 數(shù)字量輸出模塊和模擬量模塊端口圖 圖 44 設備網(wǎng)上各設備的地址 算法的實現(xiàn) 編程環(huán)境簡介 ]7[ RSLogix5000 是 Logix 控制器統(tǒng)一的編程軟件， RSLogix5000企業(yè)版，支持四種編程語言，包括梯形圖、功能塊、順序流程圖 26 和結構化文本。 ，在現(xiàn)場就可自己動手為設備進行升級，使原有系統(tǒng)具有新增的功能，保護用戶已有投資 。 ，無需專門軟件 。所有的模塊信息都在你的掌握中，任你支配， 同時你也可以在此標簽欄中加入你所需要的各種變量， 如圖 所示 圖 48 各種模塊信息及變量 4． 雙擊如圖 所示的“ MainRoutine”， 打開程序編寫窗口，在這里用梯形圖語言編寫程序。在老師的建議下，對每 50 個掃描周期的電流值 進行了取平均值運算，這樣取到的值近似不變，為控制帶來極大方便。以后需要繼續(xù)研究尋找更為理想的燃燒