【文章內(nèi)容簡介】 環(huán)境，提高輸煤系統(tǒng)的效率和管理水平。為了保證輸煤系統(tǒng)的正常和可靠運行，該系統(tǒng)應(yīng)滿足以下要求：1) 供煤時，各設(shè)備的啟動、停止必須遵循特定的順序，即對個設(shè)備進行聯(lián)鎖控制。2) 各設(shè)備啟動和停止過程中，要合理設(shè)置時間間隔（延時） 。啟動延時統(tǒng)一設(shè)定為12s，停車延時按設(shè)備的不同要求而設(shè)定，分為 10s，20s，30s ，40s，60s 幾種，以保證停車時破碎機為空載狀態(tài)，各輸煤皮帶上無剩余煤。3) 運行過程中，某一臺設(shè)備放生鼓掌時，應(yīng)立即發(fā)出報警并自動停車，其前方（指供料方向）設(shè)備也立即停車。其后方的設(shè)備按一定順序及延時聯(lián)鎖停車。4) 各輸煤皮帶設(shè)有雙向跑偏開關(guān)，跑偏 15 度時發(fā)出告警信號，跑偏 30 度時告警并自動停車。5) 可在線選擇啟動設(shè)備用設(shè)備，在特殊情況下可由 2 條輸煤線的有關(guān)設(shè)備組成交叉供煤方式。6) 可顯示各機電設(shè)備運行狀況，并對輸煤過程有關(guān)情況（報警、自動停機等）做出實時記錄?？刂葡到y(tǒng)運行在上位機操作現(xiàn)場及集中控制室均可實現(xiàn)控制功能。在故障停機情況下，各設(shè)備均立即聯(lián)跳，故障解除后，可將停掉的設(shè)備以自動控制再次啟動。緊急情況下，可操作集中控制室中控制面板上的急停掉電按鈕，它將使現(xiàn)場所有運行中的受控設(shè)備立即停機。 輸煤順序控制系統(tǒng)國內(nèi)外發(fā)展趨勢強電目前，中國的電力生產(chǎn)能力已居世界第二，但人均占有發(fā)電卻排位靠后，隨著中國經(jīng)濟的高速發(fā)展，電力生產(chǎn)自動化水平的提高和管理水平的不斷進步將更為重要。而電廠輔助系統(tǒng)是火電廠正常穩(wěn)定運行的關(guān)鍵組成環(huán)節(jié)，輸煤系統(tǒng)就是其中之一?，F(xiàn)在， 5 / 35國內(nèi)大部分火電廠的輸煤系統(tǒng)都已采用 PLC 進行控制。對電廠未采用 PLC 控制的輸煤系統(tǒng)部分進行程控改造已成為一種趨勢。如今國內(nèi)大中型火力發(fā)電廠輸煤系統(tǒng)普遍采用 PLC 進行程序控制，以取代系統(tǒng)的繼電器強電集中控制方式。但多數(shù)火電廠輸煤程控系統(tǒng)僅利用了 PLC 基本開關(guān)量邏輯組合功能，其模擬量處理、回路調(diào)節(jié)等高級功能尚未開發(fā)應(yīng)用。輸煤程控系統(tǒng)主要是以可編程控制器（PLC）為主，實現(xiàn)輸煤系統(tǒng)的自動花控制，與集中控制相比，在技術(shù)上具有控制功能強，編程簡單，實現(xiàn)工藝聯(lián)鎖方便，可省去大量的硬件接線，維護方便，可在線修改等特點。PLC 不僅能完成復(fù)雜的繼電器控制邏輯，而且也能實現(xiàn)模擬量的控制，甚至智能控制；并能實現(xiàn)遠(yuǎn)程通訊，聯(lián)網(wǎng)及上位機監(jiān)控等?？蔀槿珡S實現(xiàn)計算機控制和管理創(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)。隨著火電廠規(guī)模和單機容量的擴大，許多大型工況設(shè)備在輸煤系統(tǒng)得到廣泛應(yīng)用，目前多數(shù)具備自動或半自動功能，如翻車機、斗輪機、入場煤采樣機、入爐煤采樣機和環(huán)式給煤機等都有各自的 PLC 控制系統(tǒng)。如何組織和管理好這些大型設(shè)備，使整個輸煤系統(tǒng)在最高效率狀態(tài)下運行，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好途徑。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。以武漢陽邏電廠輸煤控制系統(tǒng)為例，基本上為集中加就地控制模式，其 PLC 控制系統(tǒng)僅僅滿足了皮帶輸送機的集中控制功能。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（如擋板、振打器等）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，而斗輪機、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，人員工效率低，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、設(shè)備磨損等損耗較大。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，相互間基本獨立。隨著國內(nèi)火電廠機組的擴建和 PLC 技術(shù)的迅速發(fā)展，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。近些年來，隨著電子技術(shù)、計算機技術(shù)、控制技術(shù)、信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅速發(fā)展，現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)正向著生產(chǎn)過程過程控制高度自動化、工藝設(shè)備及測控設(shè)備高度智能化、生產(chǎn)管理高度自動化等方向發(fā)展，作為大型火電廠的燃料輸煤系統(tǒng)也不例外，而且隨著電氣自動化的產(chǎn)品價格大幅度下降，可靠性大大提高，過去那種認(rèn)為燃料輸煤系統(tǒng)不需要較高自動化程度的觀點已顯得非常落后，從率先實現(xiàn)設(shè)備程控化、現(xiàn)場聯(lián)網(wǎng)化和可視化，再到與 MIS 系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)，以及隨著 WFT3 嵌入技術(shù)深入到元件級和網(wǎng)速度可靠性的進一步提高，實現(xiàn)透明工廠和移動工業(yè)控制完全可能成為現(xiàn)實。 本次設(shè)計的主要目的本設(shè)計采用輸煤系統(tǒng)中葉輪給煤機遠(yuǎn)程計算機監(jiān)控進行實際應(yīng)用的研究和試驗。通過實驗室調(diào)試、設(shè)計和現(xiàn)場應(yīng)用調(diào)試，實現(xiàn)了對葉輪給煤機的這種大型移動設(shè)備的遠(yuǎn)程監(jiān)控。從而提高了就地設(shè)備的自動化水平，改善了操作人員的工作環(huán)境。本設(shè)計上位機采用國際通用標(biāo)準(zhǔn)的監(jiān)控軟件進行組態(tài)畫面，畫面美觀實用。下位機采用法國施耐德可編程控制器，實現(xiàn)過程控制。葉輪轉(zhuǎn)速采用 AB 公司變頻調(diào)速器，并對葉輪轉(zhuǎn)速采用智能控制方式實現(xiàn)變頻調(diào)速。2 可編程控制器簡介作為通用工業(yè)控制計算機，30 年來，可編程控制器從無到有，實現(xiàn)了工業(yè)控制領(lǐng)域接線邏輯到存儲邏輯的飛躍；其功能從弱到強，實現(xiàn)了邏輯控制到數(shù)字控制的進步；其應(yīng)用領(lǐng)域從小到大，實現(xiàn)了單體設(shè)備簡單控制到勝任運動控制、過程控制、及集散控制等各種任務(wù)的跨越。今天的可編程控制器正在成為工業(yè)控制領(lǐng)域的主流控制設(shè)備，在世界各地發(fā)揮著越來越大的作用。 可編程控制器的定義可編程控制器，簡稱 PLC（Programmable logic Controller）,是指以計算機技術(shù)為基礎(chǔ)的新型工業(yè)控制裝置。在 1987 年國際電工委員會（International Electrical Committee）頒布的 PLC 標(biāo)準(zhǔn)草案中對 PLC 做了如下定義：PLC 是一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計的數(shù)字運算操作的電子裝置。它采用可以編制程序的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序運算、計時、計數(shù)和算術(shù)運算等操作的指令，并能通過數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程。PLC 及其有關(guān)的外圍設(shè)備都應(yīng)該按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體，易于擴展其功能的原則而設(shè)計。 ” PLC 的特點? 編程方法簡單易學(xué)? 功能強，性能價格比高? 硬件配套齊全，用戶使用方便，適應(yīng)性強? 可靠性高，抗干擾能力強? 系統(tǒng)的設(shè)計、安裝、調(diào)試工作量少? 維修工作量小，維修方便? 體積小，能耗低 PLC 的應(yīng)用領(lǐng)域 7 / 35在發(fā)達(dá)的工業(yè)國家，PLC 已經(jīng)廣泛地應(yīng)用在所有的工業(yè)部門，隨著其性能價格比的不斷提高，應(yīng)用范圍不斷擴大，主要有以下幾個方面：? 數(shù)字量邏輯控制? 運動控制? 閉環(huán)過程控制? 數(shù)據(jù)處理? 通信聯(lián)網(wǎng) PLC 的工作模式PLC 有兩種工作模式，既 RUN（運行）模式與 STOP（停止）模式。在 RUN 模式，通過執(zhí)行反映控制要求的用戶程序來實現(xiàn)控制功能。在 CPU 模塊的面板上用“RUN”LED 顯示當(dāng)前的工作模式。在 STOP 模式，CPU 不執(zhí)行用戶程序，可以用編程軟件創(chuàng)建和編輯用戶程序，設(shè)置 PLC 的硬件功能，并將用戶程序和硬件設(shè)置信息下載到 PLC。如果有致命錯誤，載消除之前不允許從 STOP 模式進入 RUN 模式。PLC操作系統(tǒng)儲存非致命錯誤供用戶檢查，但不會從 RUN 模式自動進入 STOP 模式。 PLC 的工作原理用觸點和線圈實現(xiàn)邏輯運算。數(shù)字量控制系統(tǒng)中，變量僅有兩種相反的工作狀態(tài)，例如高電平和低電平、繼電器線圈的通電和斷電、觸點的接通和斷開，可以用邏輯代數(shù)中的 1 和 0 來表示。用繼電器電路或梯形圖可以實現(xiàn)“與” 、 “或” 、 “非”邏輯運算。用多個觸點的串、并聯(lián)電路可以實現(xiàn)復(fù)雜的邏輯運算。PLC 通電后，需要對硬件和軟件作一些初始化的工作。為了時 PLC 的輸出及時地響應(yīng)各種輸入信號，初始化后反復(fù)不停地分階段處理各種不同的任務(wù)，這種周而復(fù)始的循環(huán)工作模式稱為掃描工作模式。 讀 取 輸 入執(zhí) 行 用 戶 程 序處 理 通 信 請 求自 診 斷 檢 查改 寫 輸 出 讀 取 輸 入處 理 通 信 請 求自 診 斷 檢 查改 寫 輸 出RUN狀 態(tài) STOP狀 態(tài)圖 PLC 掃描過程 葉輪給煤機上位機與 PLC 通訊PLC 以其高可靠性、適應(yīng)工業(yè)過程現(xiàn)場、強大的聯(lián)網(wǎng)功能等特點被廣泛使用，是機電一體化的發(fā)展方向。Windows 以圖形化界面給用戶提供了良好的人機界面,并且被很多人所掌握，所以我們考慮使用 PLC 作為工業(yè)控制下位機,使用 PC 作為上位機進行人機交互界面。這就涉及了使用 PC 如何控制 PLC，PC 如何與 PLC 進行通訊的問題。每一次上位機和 PLC 數(shù)據(jù)交換有 3 個步驟，說明如下：1)通訊是由在 PLC 中確定的時間觸發(fā), 發(fā)送一組字符給上位機： PLC 使用 ASCII 通訊時，通訊是由在 PLC 中確定的時間觸發(fā)的。在確定的時間到達(dá)后，PLC 要求數(shù)據(jù)發(fā)送時，PLC 會發(fā)送一組字符過去。通常該字符第一個字符就是前導(dǎo)碼，上位機根據(jù)前導(dǎo)碼確定是否應(yīng)該讀取該字符串、該字符屬于哪一個命令集合，以及用什么格式去讀取字符串等。前導(dǎo)碼不會是一般的符號字符，通常是一些不可見的字符(位于 ASCII 碼表的前 30個)或極少被使用的符號字符，這是因為避免數(shù)據(jù)字符與前導(dǎo)碼一樣而發(fā)生錯誤判斷。在前導(dǎo)碼之后是站號，通常是以兩個字符代表，單純以 RS232 連接的單一設(shè)備也許不需要站號的設(shè)置，但是如果以 RS485 進行網(wǎng)絡(luò)連接，就需要用站號來辨認(rèn)命令是屬于那一個設(shè)備。站號后面就是設(shè)備解讀的命令或者數(shù)據(jù)。(本例為單機不需要站號)一般的通訊都需要進行數(shù)據(jù)的校驗。 2)PC 收到要求的字符串，并判讀：當(dāng)上位收到要求的字符串，并經(jīng)過判讀確定后，同樣按照相同的協(xié)議,按照用戶需要對 PLC 進行的操作送出數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)被送出時會在數(shù)據(jù)之前加上前導(dǎo)碼和站號。數(shù)據(jù)中攜帶了上位機對 PLC 要求的操作。3)PLC 將數(shù)據(jù)發(fā)給上位機：在 PLC 收到上位機發(fā)來的數(shù)據(jù)包后經(jīng)過判讀確定后，進行一定的操作然后在觸發(fā)時間到達(dá)后將 PLC 的狀態(tài)寫入數(shù)據(jù)發(fā)給上位機，這樣就完成了一次數(shù)據(jù)交換。圖 上位機與 PLC 通訊系統(tǒng)框圖 9 / 353 葉輪給煤機系統(tǒng)監(jiān)控畫面設(shè)計 監(jiān)控軟件的功能及基本使用方法（1）紫金橋監(jiān)控軟件具有以下功能：強大的圖形組態(tài)功能：以 Microsoft Windows 平臺作為操作平臺，充分利用