【文章內(nèi)容簡介】 (2)單機解聯(lián)鎖方式。皮帶及其他設(shè)備單機啟動、停止 ,不與任何其他設(shè)備發(fā)生連鎖關(guān)系。這只應(yīng)用于系統(tǒng)調(diào)試中 ,實際中考慮到皮帶的煤流方向 ,一般采用帶聯(lián)鎖的啟動、停止方式。 (3)帶聯(lián)鎖的集控方式 。皮帶的啟動與停止都考慮到與此皮帶來煤和去煤方向相關(guān)的聯(lián)鎖關(guān)系。 (4)其他特殊操作方式。主要指系統(tǒng)中其他的與輸煤有關(guān)的輔助設(shè)備的控制 ,包括擋板、伸縮裝置的置位和測試、電鈴的命令、犁煤器的上升及下降控制等。 可編程序控制器 (簡稱 PLC)是以微處理器為基礎(chǔ)，綜合了計算機技術(shù)與自動化控制技術(shù)而開發(fā)的新一代工業(yè)控制器產(chǎn)品，廣泛應(yīng)用于各種生產(chǎn)機械的過程控制中 .被認為是構(gòu)成機電一體化產(chǎn)品的重要裝置。世界上第一臺可編程控制器是在美國 60年代末首先研制成功的 ,它是在傳統(tǒng)的順序控制器基礎(chǔ)上引入了微電子技術(shù)和計 算機技術(shù)而形成的。目的是用來取代繼電器、執(zhí)行邏輯、計數(shù)、計時等順序控制功能 ,建立柔性的程控系統(tǒng)。電氣制造商會 EMA(NationlElectricalManufaturersAssociation） 于 1980年正式命名其為可編程控制器 (ProgrammableController)簡稱 PC,為與個人計算機 (PersonalComputer)相區(qū)別 ,使用早期名稱 PLC,1985年 1月國際電工委員會 (IEC)頒布了可編程控制器標準草案第二稿 :對 PLC作如下規(guī)定 :“可編程控制器是一種數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng) ,專 為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計的 ,它采用可編程的存貯器 ,用來在其內(nèi)部存貯執(zhí)行邏輯運算 ,順序控制、定時、計數(shù)和算術(shù)運算等操作的命令 ,并通過數(shù)字模擬輸入和輸出 ,控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程?？删幊炭刂破骷坝嘘P(guān)設(shè)備 ,都應(yīng)按易于與工業(yè)控制形基于 PLC 的熱電廠輸煤控制系統(tǒng)設(shè)計 2 成一個整體 ,易于擴充其功能的原則設(shè)計。” 由于控制對象的復(fù)雜性，使用環(huán)境的特殊性和運行的長期連續(xù)性，使 PLC在設(shè)計上有自己明顯的特點 :可靠性高，適應(yīng)性廣，具有通信功能，編程方便，結(jié)構(gòu)模塊化。在現(xiàn)代集散控制系統(tǒng)中， PLC已經(jīng)成為一種重要的基本控制單元，在工業(yè)控制領(lǐng)域中應(yīng)用前景極 其廣泛。 PLC的最新發(fā)展現(xiàn)狀 PLC應(yīng)用情況 目前，在我國火力發(fā)電廠的輸煤系統(tǒng)中，特別是進入 80年代后期所建的大型火力發(fā)電廠中，輸煤系統(tǒng)都不同程度地設(shè)計、選用了程序控制方式，近年來，由于 PLC性能價格比的不斷提高，以及我國輸煤自動化的電力工作者在微機程序控制方面的艱辛努力，已經(jīng)積累大量的實際應(yīng)用經(jīng)驗，微機程序控制這一技術(shù)己經(jīng)進入了成熟的應(yīng)用階段。所以，近年來的輸煤大型設(shè)備〔如斗輪堆取料機、翻車機等 )及整個輸煤系統(tǒng)的控制，都把 PLC作為控制系統(tǒng)的首選設(shè)備。微機程序控制在我國火 力發(fā)電廠中的運行實踐證明，輸煤系統(tǒng)微機程序控制的成敗，涉及到輸煤系統(tǒng)的各個方面，并不是什么樣的輸煤系統(tǒng)都能滿意地去實現(xiàn)自動化的。如在一個機械設(shè)備、電氣設(shè)備及外圍信號設(shè)備不健康的系統(tǒng)中，在還沒有消除設(shè)備缺陷之前，即使勉強地去實現(xiàn)程序控制，亦必以失敗告終。因此審視一個輸煤系統(tǒng)能否實現(xiàn)程序控制，一般需要具備這樣一些基本條件 : （ 1） 輸煤系統(tǒng)中各機械設(shè)備、電氣設(shè)備及外圍信號設(shè)備，都能保證良好的運轉(zhuǎn)狀態(tài)。這就涉及到對設(shè)備選型、施工安裝、運行管理等各個環(huán)節(jié)，對它們都應(yīng)提出更高的要求。 （ 2） 機械設(shè)各要有良好的可 控性。所謂可控性，是指對機械的動作，能用電氣或其它方式方便地進行遠方控制。在輸煤系統(tǒng)中有些可控性差的小型機械尚可用加裝執(zhí)行機構(gòu)等辦法加以補救，但大部分大型機械，特別是動作復(fù)雜的設(shè)備則必須在制造廠生產(chǎn)中就應(yīng)注意提高可控性。 （ 3） 要求輸煤系統(tǒng)盡可能的簡單、明了、清晰。系統(tǒng)過于復(fù)雜，交叉點過多，勢必引起自動控制程序數(shù)量的大幅度增加，這對自動控制的可靠性和自動化程度的提高是非常不利的。雖然輸煤系統(tǒng)的簡化似乎限制了運行靈活性，但事實上在實現(xiàn)自動化后運行質(zhì)量的提高和處理事故的快速性。在一定程度上又彌補了這一缺陷。 因此，大多數(shù)國外或國內(nèi)設(shè)計的大型電廠，其輸煤系統(tǒng)都是很簡單的，一般雙路皮帶，僅有少數(shù)不多的交叉，所以這些系統(tǒng)的自動化程度往往很高。 （ 4） 有良好的檢修、運行管理體制，領(lǐng)導層重視程控系統(tǒng)的投用。在運行中要對一些薄弱環(huán)節(jié)不斷地采用新技術(shù)進行改造或完善，提高程控系統(tǒng)的可靠性和完整性。 湖南工程學院畢業(yè)設(shè)計論文 3 PLC主要生產(chǎn)廠家 在自動控制領(lǐng)域中，目前國內(nèi)外有為數(shù)眾多的生產(chǎn) PLC的廠家。大型 PLC市場主要由歐美產(chǎn)品占領(lǐng)，如德國西門子公司，美國艾倫 — 布拉德利公司、 GE公司、莫迪康公司、法國的 TE公司等。而中小型 PLC市場主要由日本的產(chǎn)品占領(lǐng)。如三菱、東芝、富士等。由于我國的計算機生產(chǎn)還比較落后，所以 PLC生產(chǎn)也不盡人意。目前大部分國內(nèi)廠家走吸引的道路，其產(chǎn)品接近或兼容于國外著名公司的同類產(chǎn)品。就總體而言，目前國內(nèi)應(yīng)用主要采用進口產(chǎn)品。 PLC現(xiàn)狀 長期以來， PLC始終處于工業(yè)自動化控制領(lǐng)域的主戰(zhàn)場，為各種各樣的自動化控制設(shè)備提供了非?？煽康目刂茟?yīng)用。其主要原因，在于它能夠為自動化控制應(yīng)用提供安全可靠和比較完善的解決方案，適合于當前工業(yè)企業(yè)對自動化的需要。另一方面， PLC還必須依靠其他新技術(shù)來面 對市場份額逐漸縮小所帶來的沖擊，尤其是工業(yè) PC所帶來的沖擊。 PLC需要解決的問題依然是新技術(shù)的采用、系統(tǒng)開放性和價格。 PLC技術(shù)展的最終趨勢仍然是人們所爭論的焦點之一。大多數(shù)人認為， PLC將會繼續(xù)失去市場份額；更有甚者認為，在工業(yè) PC面前。 PLC將會一步一步走向死亡 。但也有一部分人相信，一些特殊工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域仍將為 PLC提供一定的市場份額。在全球工業(yè)計算機控制領(lǐng)域，圍繞開放與再開放過程控制系統(tǒng)、開放式過程控制軟件、開放性數(shù)據(jù)通信協(xié)議，已經(jīng)發(fā)生巨大變革，幾乎到處都有 PLC，但這種趨勢也許不會繼續(xù)發(fā)展下去。隨著軟 PLC(SoftPLC)控制組態(tài)軟件技術(shù)的誕生與進一步完善和發(fā)展，安裝有 SoftPLC組態(tài)軟件和基于工業(yè) PC控制系統(tǒng)的市場份額正在逐步得到增長，這些事實使傳統(tǒng) PLC供應(yīng)商在思想上已經(jīng)發(fā)生了戲劇性的變化，他們必須面對現(xiàn)實，在傳統(tǒng) PLC的技術(shù)發(fā)展與提高方面作出更加開放的高姿態(tài)。對于控制軟件來講。這是 PLC控制器的核心， PLC供應(yīng)商正在向工業(yè)用戶提供開放式的編程組態(tài)工具軟件，而且對于工業(yè)用戶表現(xiàn)得非常積極。此外，開放式通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)也得到了突破，其結(jié)果是將 PLC融入更加開放的工業(yè)控制行業(yè)。 （ 1） 開放和基于工業(yè) PC控制 PLC制造商已經(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。 （ 2） Ether的擴展與進一步容納 Web技術(shù) 當前，在所有過程控制領(lǐng)域，最大的發(fā)展趨勢之一就是 Ethemet技術(shù)的擴展。 PLC基于 PLC 的熱電廠輸煤控制系統(tǒng)設(shè)計 4 也不例外，現(xiàn)在，越來越多的 PLC供應(yīng)商開始提供 Ether接口部件。在最近 的幾年間，我們已經(jīng)看到，發(fā)展比現(xiàn)有普通小快靈 PLC更加強大的 PLC是種趨勢。 Ethemet將會成為PLC的通信標準嗎 ?也許最終結(jié)果是這樣的，但現(xiàn)在還為時尚早 .對于在 PLC上提供Ether接口將能夠解決所有通信問題，人們普遍存在著誤解。 Ether僅僅定義了 OSI參考模型底部的兒層協(xié)議標準，如果上層協(xié)議相互之間不能兼容，那么仍然不可能進行相互之間的通信處理。打個比方，這如同一個不懂英語的中國人與一個不懂漢語的美國人之間是不能夠通過電話進行對話一樣。因此，協(xié)議就是設(shè)備之間相互通信的語言。 （ 3） 過程控 制應(yīng)用 盡管傳統(tǒng) PLC被應(yīng)用于離散過程控制領(lǐng)域，但現(xiàn)在， PLC已被廣泛應(yīng)用于連續(xù)過程控制領(lǐng)域，而且基于連續(xù)過程控制技術(shù)的發(fā)展趨勢正在進一步得到增長。通信是 PLC應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)，這種技術(shù)在 PLC領(lǐng)域已經(jīng)得到擴展。同系統(tǒng)一樣，對 PLC進行分散化處理己經(jīng)成為可能，所以更容易進行管理，以便能夠更好地集成在一起。 面對傳統(tǒng)工業(yè)過程控制市場所存在的巨大競爭壓力，許多 PLC供應(yīng)商正在開始主動轉(zhuǎn)移他們所服務(wù)的過程控制應(yīng)用領(lǐng)域，而且必須放棄傳統(tǒng) PLC應(yīng)用已經(jīng)占據(jù)的一些市場份額。經(jīng)過較短時間的努力開發(fā)， Siemens公司便陸續(xù)推出了荃于過程控制的 PLC產(chǎn)品，1990年以前就推出了 S工 MATIC PCS產(chǎn)品，而在 1997年便將產(chǎn)品提升到了 PCS 7 這種開發(fā)工作一直要持續(xù)到 Siemens公司滿意為止，但隨著各種各樣新技術(shù)的不斷誕生和發(fā)展，所開發(fā)工作不會停止的。盡管離散和連續(xù)過程控制應(yīng)用都使用了同樣的硬件產(chǎn)品和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，可能還需要額外增加一些特殊模件，但它們之間始終存在著一些不同的差異。只要將不同類型的應(yīng)用軟件裝入到同樣的系統(tǒng)之中，就能夠完成不同的過程控制應(yīng)用。 湖南工程學院畢業(yè)設(shè)計論文 5 第 2章 輸煤系統(tǒng)的設(shè)計 概述 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)模也大幅度的上升。對其控制方式、運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，實現(xiàn)輸煤系統(tǒng)的自動化控制。與強電集中的控制相比，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)還可以增加遠程控制站及閉路電視監(jiān)視系統(tǒng)。 近十幾年來，國外 PLC技術(shù)取得了飛躍，其容量成倍擴大、體積不斷縮小、功能不斷增強，不但具有邏輯運算、計時、計數(shù)、順控等功能 .還具有 PID等特殊控制功能?？芍苯舆M行 A/D, D/A轉(zhuǎn)換，還開發(fā)管控一體化。使操作、使用和項目開發(fā)變得簡單、方便。與此同時， PLC技術(shù)在電廠輸煤設(shè)備中亦得到了廣泛的應(yīng)用，除翻車機、斗輪機、膠帶機系統(tǒng)等大型工礦設(shè)備，實現(xiàn)了 PLC控制外，環(huán)式給煤機、入廠煤采樣機等中型設(shè)備亦實現(xiàn)了 PLC控制，另外 PLC還被應(yīng)用于實物校驗裝置、入爐煤采樣機等小型設(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，相互間基本獨立。與當初輸煤設(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，國內(nèi)個別電廠已在這方面做了一些探索，如元寶山發(fā)電廠一期輸送機系統(tǒng) PLC與二期輸送機系統(tǒng) PLC在清華大學的指導下已成功聯(lián)機。輸煤系統(tǒng)實現(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度，加強輸煤過程的運行管理和節(jié)能管理，實現(xiàn)狀態(tài)檢修具有非常重要的意義。 輸煤控制系統(tǒng)設(shè)計 這次的熱電廠皮帶輸煤控制系統(tǒng)主要分兩個部分， PLC 現(xiàn)場控制皮帶輸煤系統(tǒng)，PLCPC 通信部分。 PLC 現(xiàn)場控制皮帶輸煤系統(tǒng)分卸煤與上煤兩大部分，卸煤部分：包括一個 料斗和 133 條皮帶，主要負責把煤由鐵路儲煤場輸送到配煤場 ,由配煤場進行基于 PLC 的熱電廠輸煤控制系統(tǒng)設(shè)計 6 碾碎去渣和鐵硝。系統(tǒng)的控制分聯(lián)鎖和就地兩種。并具有急停和報警等功能。各條聯(lián)動系統(tǒng)在總控制室操作臺面上設(shè)有運行選擇開關(guān)，供聯(lián) 動或單機調(diào)試的運行方式選擇。運行方式確定為聯(lián)動后按下起動按鈕電鈴響，即對各崗位發(fā)出預(yù)告信號，經(jīng) 60 秒延時后，按逆煤流方向逐一延時起動每臺聯(lián)鎖電機，即 3皮帶啟動運行 60S 后 2皮帶開始運行，再過 60S 后 1皮帶開始運行 60S 后就打開料斗的閥門。此時各臺設(shè)備正常運轉(zhuǎn)，正常停機按下停止按鈕，料斗閥門立即關(guān)閉，經(jīng)一定延時按順煤流停機使輸煤線上無煤時才能全系統(tǒng)停機。如遇到設(shè)備故障報警，位于它之前的設(shè)備立即停止運行并關(guān)料斗閥門，其后方的設(shè)備當按一定順煤流延時停止。就地控制即不聯(lián)鎖的運行電機均機旁就地啟動，電機在機旁都 設(shè)有就地按鈕。 犁煤機單獨由人工操作。在操作人員確認犁煤機操作完畢后才能啟動系統(tǒng)聯(lián)鎖運行。上煤部分： 控制對象為 0、 4A— 7A 或者 4B— 7B傳送帶，設(shè)活動給煤機為 D，則有 AD、 BD 運行方式。由給煤機給煤經(jīng) 4A7A到 0或 4B7B到 0送進鍋爐（一般是單路運行 ,另外一路作為備用）。系統(tǒng)的控制也分聯(lián)鎖和就地兩種。具有急停和報警等功能。各條聯(lián)動系統(tǒng)在總控制室操作臺面上設(shè)有運行選擇開關(guān)，供聯(lián)動或單機調(diào)試的運行方式選擇。運行方式確定為聯(lián)動后按下起動按鈕則0號輸送帶開始啟動 60S 后按 4依次延時 60S 逆時啟動。然后給煤機開始給煤，按下停止按鈕后按 0順煤延時（ 60S）停止。如果出現(xiàn)故障則報警，位于它之前的設(shè)備立即停止、給煤機立即停止給煤，其后方的設(shè)備當按一定順煤流延時停止。其就地控制和犁煤機控制和卸煤系統(tǒng)方法一樣。 配煤場靠近鐵路與發(fā)電房側(cè)的電控室相距 500 米。 PLC 對現(xiàn)場進行控制，一臺 PC 機對系統(tǒng)運行狀況進行實時監(jiān)視。在本文中，以實例形式對輸煤控制系統(tǒng)各個部分進行深入分析。輸煤系統(tǒng)運行條件惡劣，各種干擾信號多，是影響輸煤程控系統(tǒng)穩(wěn)定運行的重要因素。要使輸 煤程控系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行，增加其抗干擾能力是十分重要的。作為一種應(yīng)用于工業(yè)控制的自動裝置， PLC 本身具有一定抗干擾能力，比較適應(yīng)工業(yè)現(xiàn)場環(huán)境。盡管如此。由于輸煤系統(tǒng)運行條件惡劣，各類干擾信號較多，使得抗干擾問題成為輸煤控制設(shè)計、調(diào)試及運行中的一大難題。許多電廠輸煤控制系統(tǒng)不能長期穩(wěn)定運行，抗干擾能力差是其最主要的原因。 湖南工程學院畢業(yè)設(shè)計論文 7 設(shè)計過程如下圖所示： 圖 設(shè)計流程圖 具體設(shè)計前應(yīng)該詳細了解被控對象的全部 功能，如機械部件的動作順序、動作條件、必要的保護與連鎖，系統(tǒng)的工作方式（如手動、自動、半自動等），可編程控制器是否需要通信聯(lián)網(wǎng)及通信方式，電源突然停電及緊急情況的處理，需要顯示哪些物理量及顯示的方式。 輸入 /輸出設(shè)備規(guī)格。包括控制信號類型、大小，負載設(shè)備的性質(zhì)。以此確定輸入 /輸出模塊類型，充分考慮系統(tǒng)的抗干擾性能。 硬件設(shè)計 電動機的選型 同步轉(zhuǎn)速 3000r/min（ 2 極） 50HZ 380V 表 電機型號對照 功率 (KW/HP） 型號 滿載時 堵轉(zhuǎn)電流 / 額定電流 電流 (A) 轉(zhuǎn)速 (r/min） 了解被控系統(tǒng) 外部接線圖設(shè)計 開關(guān)和繼電器選型 主電路設(shè)計 設(shè)計梯形圖及程序 PLC 選型 分配 I/O 點 系統(tǒng)調(diào)試 電動機選型 硬件設(shè)計 軟件設(shè)計 控制面板設(shè)計 基于 PLC 的熱電廠輸煤控制系統(tǒng)設(shè)計 8 2825 2840 3/4 Y100L2 2880 4/ Y112M2 2890 2900 11/15 Y160M12 2930 15/20 Y160M22 22/30 Y180M2 2940 30/40 Y200L12 2950 37/50 Y200L22 45/60 Y225M2 2970 55/75 Y250M2 75/100 Y280S2 90/125 Y280M2 110/150 Y315S2 203 2980 132/180 Y315M12 160/220 Y315M22 292 200/270 Y315L2 365 Y系列三相鼠籠式異步電動機 ,全面符合