【正文】 傳感器與主機間連接最大電 纜長度不超過 500m。傳感器主要是熱電偶或熱電阻；信號轉(zhuǎn)換器主要由測量單元、信號處理和轉(zhuǎn)換單元組成 。 電站鍋爐主要有兩類：煤粉爐和循環(huán)流化床鍋爐。 稱重顯示器主要有數(shù)字顯示和漢字顯示兩種，漢字顯示為數(shù)字顯示的升級產(chǎn)品。 犁煤器的驅(qū)動推桿有電動、汽動、液力推桿三種方式其中電動 推桿被廣泛使用。物料進入破碎機后，首 19 先受到隨轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)的環(huán)錘的沖擊作用而破裂，破碎的物料同 時從環(huán)錘處獲得動能，高速沖向破碎板，受第二次破碎，然后落入篩板面，受環(huán)錘的剪切、擠壓、研磨以及物料與物料之間的相互作用進一步破碎后，透過篩孔排出，不能破碎的雜物則進入后部收集器內(nèi)，需定期清除。電動機要可靠接地。 （ 3） 操作過程 1． 固定式 輸送機 應(yīng)按規(guī)定的安裝方法安裝在固定的基礎(chǔ)上。 皮帶機是 皮帶輸送機 的簡稱，皮帶機運用 輸送帶 的連續(xù)或間歇運動來輸送各種輕重不同的物品，既可輸送各種散料，也可輸送各種 紙箱 、包裝袋等單件重量不大的件貨，用途廣泛。 ，各潤滑部分潤滑是否良好。每個基本指令執(zhí)行速度為 微秒 。 3．對于控制比較復(fù)雜，功能要求較高的應(yīng)用系統(tǒng)，低檔機往往不能滿足要求，這是可選用中型和大型的 PLC 以組成一個分布式控制系統(tǒng)。在可編程序控制系統(tǒng)中， CPU 模塊相當(dāng)于人的大腦和心臟，它不斷地采集輸入信號，執(zhí)行用戶程序，刷新系統(tǒng)的輸出；存儲器用來儲存和數(shù)據(jù)。 工作原理 當(dāng)可編程邏輯控制器投入運行后，其工作過程一般分為三個階段，即輸入采樣、用戶程序執(zhí)行和輸出刷新三個階段。 在積分控制 (I)中，控制器的輸出與輸 入誤差信號的積分成正比關(guān)系。 ： 碎煤機是一種帶有破碎環(huán)的沖擊轉(zhuǎn)子式破碎機，破碎環(huán)吊帶在隨轉(zhuǎn)子一起旋轉(zhuǎn)的懸軸上，破碎環(huán)隨轉(zhuǎn)子作旋轉(zhuǎn)沖擊運動，而且還有繞懸軸自旋運 7 動；破碎過程是通過破碎環(huán)的兩段工作來完成。 同時輸煤系統(tǒng)控制原則有： ：進行流程選擇，并啟動相應(yīng)流程上的預(yù)啟動設(shè)備，做好啟動準(zhǔn)備。 圖 系統(tǒng) 分析 設(shè)計 輸煤系統(tǒng)主要承擔(dān) 輸煤，碎煤，分篩 任務(wù)。 4 第 2章 方案 設(shè)計 概述 電廠輸煤以往 采用的繼電器方式的邏 輯控制，控制方式落后，系統(tǒng)復(fù)雜，發(fā)現(xiàn)和排除故障困難。與先進的主機控制系統(tǒng)相比，目前的輸煤控制系統(tǒng)則顯得十分落后。因此，火電廠輸煤程控技術(shù)是提高輸煤系統(tǒng)自動化程度及可靠性程度的必然選擇，也是火電廠提高市場競爭能力的必然要求。 首先從輸煤系統(tǒng)工藝流程出發(fā)， 對控制系統(tǒng)分析，設(shè)計合理的方案。隨著現(xiàn)代工業(yè)用電量的增加，對發(fā)電廠發(fā)電要求也就相應(yīng)提高，因此對電廠的輸煤量與穩(wěn)定性的要求大大提高，傳統(tǒng)的輸煤系統(tǒng)己無法滿足發(fā)電廠的需要。 在目前的電力設(shè)備中，由于 PLC 的控制性能穩(wěn)定，因此在調(diào)速器、保護、監(jiān)控等都得到了成功的應(yīng)用，并取得了很好的經(jīng)濟效益。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、控制質(zhì)量的要求也越來越高。 輸煤系統(tǒng)主要承擔(dān) 輸煤，碎煤，分篩 任務(wù)。煤倉上煤由皮帶上面的犁煤器來實現(xiàn)，配煤控制就是控制犁煤器的抬起落下，它屬于輸煤控制的一部分，但必須參與系統(tǒng)的連鎖運行。一條無端的輸送帶環(huán)繞驅(qū)動滾筒和 改向滾筒 。 本系統(tǒng)由 PLC 對其控制，為保證停車時為空載狀態(tài)，對其停車延時。其離散化的規(guī)律如表 所示： 表 模擬形式 離散化形式 )()()( tctrte ?? )()()( nrne ?? dTtde)( T nene )1()( ?? ?t dtte0 )( ?? ?? ?nini ieTTie 00 )()( 所以 PID 輸出經(jīng)過 離散化后，它的輸出方程為 ： PID 控制環(huán)節(jié) 皮帶機 皮帶秤 9 00)()()()]}1()([)()({)(ununununeneTTdieTTneKnudipniip????????? ?? （ 24） 系統(tǒng)組成總體結(jié)構(gòu) 設(shè)計基于 PLC 的電廠輸煤控制系統(tǒng)，以給煤機、皮帶機、碎煤機、滾軸篩、犁煤器等設(shè)備為被控對象，采用西門子公司 200 系列 PLC 控制，通過數(shù)字量模擬量的輸入輸出，實現(xiàn)輸煤系統(tǒng)的啟停，進煤量的檢測與調(diào)節(jié)，并用 觸摸屏 進行監(jiān)控， 實現(xiàn) 進煤量超限報警及備用系統(tǒng)自動切換等功能。即，在用戶程序執(zhí)行過程中，只有輸入點在 I/O 映象區(qū)內(nèi)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)不會發(fā)生變化，而其他輸出點和軟設(shè)備在 I/O 映象區(qū)或系統(tǒng) RAM 存儲區(qū)內(nèi)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)都有可能發(fā)生變化，而且排在上面的梯形圖，其程序執(zhí)行結(jié)果會對排在下面的凡是用到這些線圈或數(shù)據(jù)的梯形圖起作用；相反，排在下面的梯形圖，其被刷新的邏輯線圈的狀態(tài)或數(shù)據(jù)只能到下一個掃描周期才能對排在其上面的程序起作用。在功能滿足要求的前提下，應(yīng)選擇最佳的性能價格比，具體應(yīng)考慮以下幾點： （ 1） I/O 點數(shù)的選擇。繼電器輸出模塊承受過電壓和過電流的能力較強，價格較便宜，缺點是響應(yīng)速度較慢，在輸出變化不是很快時，可 優(yōu)先考慮使用。 （ 1） 工作原理 儲煤倉中的煤通過煤閘門進入給煤機，由給煤機內(nèi)部的輸送計量膠帶連續(xù)均勻輸送磨煤機中，在輸送計量膠帶的下面裝有電子稱重裝置，該裝置主要由高精度的 電子皮帶秤 組成，稱重 傳感器 產(chǎn)生一個與煤的重量成比例的 電信號 和速度傳感器檢測到的皮帶速度信號，同時送入積算器，經(jīng)積算 后得到瞬時流量和累計量。以撓性 輸送帶 作物料承載和牽引構(gòu)件的 連續(xù)輸送機械 。結(jié)構(gòu)簡單，便于維護。全部正常運轉(zhuǎn)后，方可入料。 GB18010 滾軸篩是一種新型香蕉式滾軸篩。 ，破碎機自帶三級篩選，不堵煤，出料粒度可調(diào)。 圖 皮帶秤 皮帶秤，是指對放置在皮帶上并隨皮帶連續(xù)通過的松散物料進行自 動稱量的衡器。產(chǎn)生蒸汽的鍋爐稱為 蒸汽鍋爐 ，常簡稱為 鍋爐 ，多用于火電站、船舶、機車和工礦企業(yè)。溫度 傳感器 是 溫度測量儀表 的核心部分，品種繁多。%FS 圖 速度 傳感器 單位時間內(nèi)位移的增量就是速度。還可通過。防護等級達(dá)到 IP68 波紋管焊接，內(nèi)部灌膠密封 ， 防油、防水、耐腐 蝕，可適用于各種環(huán)境 ， 應(yīng)用于皮帶秤、平臺秤等工業(yè)控制系統(tǒng)中 額定 負(fù) 載： 5kg~500kg。燃燒的是粉末對鍋爐磨損較小，比循環(huán)流化床鍋爐好控制，給鍋爐加壓或著降壓的時候它的反應(yīng)時間比循環(huán)流化床快。鍋爐中產(chǎn)生的熱水或 23 蒸汽可直接為工業(yè)生產(chǎn)和人民生活提供所需熱能，也可通過蒸汽動力裝置轉(zhuǎn)換為機械能，或再通過發(fā)電機將機械能轉(zhuǎn)換為電能。當(dāng)電動推桿電動機反轉(zhuǎn)時，此時推桿返回，犁刀抬起，驅(qū)動桿帶動滑動框架前移，邊托輥升起，使托架上的托輥成槽形，膠帶上的煤流便正常通過，不被卸落，也不向外溢煤。 圖 （ 4） 產(chǎn)品特點 ，破碎和篩選一次完成，破碎效率高。兩種不同速度運行下的物料，在篩面某一位置相匯時開始做軸向運動，這樣就使物料均勻 地分布在篩面上，達(dá)到了提高篩分效率的目的。禁止先入料后開車。 皮帶機設(shè)備特點：皮帶機輸送平穩(wěn)，物料與輸送帶沒有相對運動，能夠避免對輸送物的損壞。 。 CPU224：本機集成 14 輸入 /10 輸出，和前兩者相比，程序存儲容量擴大了一倍，數(shù)據(jù)存儲容量擴大了四倍，它最多可以有七個擴展模塊，有內(nèi)置時鐘，有更強的模擬量和高數(shù)計數(shù)的處理能力，是使用的最多的 S7200 產(chǎn)品。 按輸出方式不同， PLC 可以分為繼電器輸出、晶體管輸出和雙向晶閘管輸出三種。 PLC 選型 隨著目前生產(chǎn)自動化水平的提高，以及各種監(jiān)控系統(tǒng)的 需要， PLC 以其 外部電路簡單、模塊化結(jié)構(gòu)、軟硬件開發(fā)周期短、可靠性高，尤其可以通過方便的編程和修改軟件來實現(xiàn)順序控制的功能等特點，將傳統(tǒng)的 繼電器控制技術(shù)與計算機和通信技術(shù)融為一體，在工業(yè)的應(yīng)用中越來越廣泛。 （ 2） 用戶程序執(zhí)行階段 在用戶程序執(zhí)行階段，可編程邏輯控制器總是按由上而下的順序依次地掃描用戶程序 (梯形圖 )。偏差 e和輸入量 r、輸出量 c 的關(guān)系 ： )()()( tctrte ?? (21) 控制器的輸出為： 8 ])()(1)([)( 10 dttdeTdtteTteKtu dip??? ? (22) )(tu PID 回路輸出 pK 比例系數(shù) P iT 積分系數(shù) I dT 微分系數(shù) D PID 調(diào)節(jié)的傳輸函數(shù)為 ]11[)( )()( STSTKsE sUsD dip ???? (23) r(t)為進煤量設(shè)定值，被控對象為 皮帶機 ， c(t)為進煤量實際值， 反饋環(huán)節(jié)為皮帶秤。為防止物料卡住篩軸，裝有安全保險裝置。 ： 皮帶機是 帶式輸送機 的簡稱，有固定式和移動式，結(jié)構(gòu)簡單，效率高。輸煤 控制主要通過選擇輸煤順序，在相應(yīng)的連鎖條件下，實現(xiàn)皮帶運輸機的自動啟動、停止和保護，自動確定皮帶給煤機的運行方向，并對這些設(shè)備的運行情況進行監(jiān)視，發(fā)送報警和連鎖信號。 系統(tǒng) 方案分析設(shè)計 系統(tǒng)工藝流程 火電廠的輸煤系統(tǒng)是輔機系統(tǒng)的 一個重要組成部分，是保證火電廠穩(wěn)定可靠運行的重要因素之一。本次課題 以 PLC 為核心，設(shè)計電廠輸煤控制 系統(tǒng)，控制系統(tǒng)實現(xiàn)輸煤系統(tǒng)的啟停，鍋爐進煤量的檢測與調(diào)節(jié)，進煤量超限報警及備用系統(tǒng)自動切換等功能。隨著節(jié)能減排力度的加大火力發(fā)電也愈發(fā)成熟 ， 對環(huán)境污染得到了有效的控制 ， 成為最安全的發(fā)電方式。 1 第 1章 緒論 輸煤系統(tǒng) 的 背景 傳統(tǒng)的電廠輸煤系統(tǒng)由于自動化水平不高，輸煤系統(tǒng)現(xiàn)場的環(huán)境惡劣，嚴(yán)重?fù)p害工人身體的健康。 以 S7200 PLC 作為主控制器，設(shè)計電機和變頻器的控制電路 ， 繪制電氣控制原理圖 ，通過 PLC 對變頻器的控制達(dá)到 對皮帶機運行速度的控制 ，從而實現(xiàn) 進煤量的調(diào)節(jié) 。我國輸煤 系統(tǒng)設(shè)備行業(yè)也在加快產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、轉(zhuǎn)變發(fā)展方式，為行業(yè)持續(xù)發(fā)展提供了動力和支撐。簡言之，其 PLC 控制器僅僅代替了皮帶輸送機及其輔助設(shè)備的啟、停按鈕的功能，其完成的僅僅是部分設(shè)備的順序控制功能，無法達(dá)到整個系統(tǒng)的協(xié)調(diào)控制，其斗輪機、翻車機、環(huán)式給煤機均處于各自相對獨立的情況下運行，其結(jié)果是運行崗位人員設(shè)置過多，人員工效較低，系統(tǒng)設(shè)備間配合不協(xié)調(diào)，設(shè)備空轉(zhuǎn)導(dǎo)致的電能損耗以及設(shè)備磨損等損耗較大。 本次設(shè)計主要是綜合應(yīng)用所學(xué)知識，設(shè)計基于 PLC 的電廠輸煤控制系統(tǒng)。 輸煤系統(tǒng)在電廠中有著極為重要的地位，一旦不能正常工作，發(fā)電就會受到影響。 ：停止指令下達(dá)后，系統(tǒng)主設(shè)備按順煤流方向延時順序停止。在第二段，落在篩板上的初碎顆粒，受破碎環(huán)擠壓進一步破碎，同時通過篩孔排出。 在微分控制 (D)中，控制器的輸出與輸入誤差信號的微分（即誤差的變化率）成正比關(guān)系。在整個運行期間，可編程邏輯控制器的 CPU 以一定的掃描速度重復(fù)執(zhí)行上述三個階段。輸入模塊用來接收和采集輸入信號，輸入信號有兩類：一類是從按鈕、選擇開關(guān)、數(shù)字撥碼開關(guān)、限位開關(guān)、接近開關(guān)、壓力繼電器等來的開關(guān)量輸入信號；另一類是由電位器、熱電偶、測速發(fā)電機、各種變送器提供的連續(xù)變化的模擬量輸入信號。 PLC 工作時，從輸入信號到輸出控制存在著滯后現(xiàn)象，這對于一般的工業(yè)設(shè)備是允許的，但有些設(shè)備的實時要求較高，不能容忍這種滯后現(xiàn)象?？捎糜趶?fù)雜控制及大數(shù)據(jù)處理。 開車與運行 ，待受煤設(shè)備轉(zhuǎn)動正常后，按下起動按鈕起動給煤機。采用專用的食品級輸送帶，可滿足食品、制藥、日用化工等行業(yè)的要求。以免工作中發(fā)生走動，有多臺輸送機平行作業(yè)時，機與機之間，機與墻之間應(yīng)有一米的通道。 根據(jù)進煤量選擇皮帶機型號： 表 標(biāo)準(zhǔn)型號 帶寬 (mm) 輸送量 () 帶速 (m/s) 輸送距離 (m) 伸縮式尺寸 帶長度(m) 電動機 長度(m) 軌距(mm) 功率 (kw) 電壓(v) DSJ65/2ⅹ 22(SJ44) 650 200 1000 12 900 100 22ⅹ 2 380 滾軸篩 滾軸篩的篩 面由很多根平行排列的、其上交錯地裝有篩盤的輥軸組成，滾軸通過鏈輪或齒輪傳動而旋轉(zhuǎn)，其轉(zhuǎn)動方向與物料流動方向相同。 PCH 型環(huán)錘式破碎機，最適用于破碎各種脆性物料，如煤、煤礦石、焦炭、爐渣、紅砂巖、頁巖、疏松石灰石等。 （ 2） 結(jié)構(gòu) 可變槽角電動犁煤器主要有機座、電動推桿、驅(qū)動桿、拉桿、主犁刀、犁頭、副犁刀、框架、滑動架、滑輪、滑輪支座、定位軸、長輥、短輥、邊輥、中輥、門架和連接梁等組成。漢字顯示在操作時有功能顯示，能更好的幫助使用人員操作。流化床爐和煤粉爐的最大區(qū)別是液體和煤塊粉狀