【導(dǎo)讀】本技能解決實際問題的能力。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。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。該方案不僅降低了開發(fā)的工作量，而且降低了維護的工作量，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)。

　　

【正文】 益復(fù)雜的過程控制要求，從綜合自動化的角度出發(fā)，按照控制功能分散、操作集中管理、兼顧復(fù)雜生產(chǎn)過程的局部自治和整體協(xié)調(diào)的設(shè)計思想，研制開發(fā)的一種處于新技術(shù)前沿的新型控制系統(tǒng)。 DCS 它采用多 層分級結(jié)構(gòu)的形式，從上到下分為過程控制級、控制管理級、生產(chǎn)管理級和經(jīng)營管理級，每級用一臺或數(shù)臺計算機，級間通過數(shù)據(jù)通信總線進行連接。DCS 系統(tǒng)采用分散控制、集中操作、分級管理和分而自治的設(shè)計原則，具有安全可靠性、通用靈活性、最優(yōu)控制性能和綜合管理能力 【 2224】 。 相關(guān)數(shù)據(jù)庫技術(shù) iFIX 是美國 Intellution 公司開發(fā)的大型工控組態(tài)軟件，是當(dāng)今世界工業(yè)控制領(lǐng)域最為流行的上位機監(jiān)控軟件之一。它集控制技術(shù)、人機界面技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)于一身，可實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、實時過程監(jiān)控、報警和報警管理、報表查詢打 印、趨勢分析等功能。該軟件具有較強 的通用性和開放性，可靠性高，功能強大，已被廣泛應(yīng)用于電力、冶金、化工、 石油等行業(yè)的計算機監(jiān)控與數(shù)據(jù)采集 (SCADA)系統(tǒng)中。另一方面，隨著企業(yè)現(xiàn)代化管理水平的不斷提高，要求管理信息系統(tǒng) (MIS)能共享工業(yè)現(xiàn)場的更多實時信息，成為全方位、全過程的信息系統(tǒng)。為此，我們借助于 ODBC 技術(shù)，將 iFIX 采集的現(xiàn)場數(shù)據(jù)通過以太網(wǎng)傳送到 MIS 系統(tǒng)的關(guān)系數(shù)據(jù)庫中，以實現(xiàn)信息資源的共享。 iFIX 與 ORACLE 結(jié)合 本工程應(yīng)用中數(shù)據(jù)庫管理軟件采用的是 ORACLE，由于 iFIX 和 ORACLE 都 支持被控對象 SCC計 算 機 輸入通道 輸出通道 模擬或數(shù)字控制器 顯示 打印 報警 存儲 系統(tǒng)操作 輸入通道 西安交通大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院論文 16 ODBC 標(biāo)準(zhǔn) 12”，可以通過 ODBC 接口實現(xiàn) SCADA 節(jié)點和數(shù)據(jù)庫服務(wù)器之間的數(shù)據(jù)通訊。開放式數(shù)據(jù)庫互連 (ODBC)是 Microsoft 建議并開發(fā)的數(shù)據(jù)庫訪問 API 標(biāo)準(zhǔn)，它是建立在各種數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)底層驅(qū)動程序之上的一個標(biāo)準(zhǔn)層，對數(shù)據(jù)庫的底層作了封裝，允許應(yīng)用程序用統(tǒng)一的訪問數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)：結(jié)構(gòu)化查詢語言 (SQL)來訪問數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)。 ODBC 技術(shù)的最大優(yōu)勢是開放的互操作性，通過安裝多種 ODBC 驅(qū)動程序，如圖 所示，可實現(xiàn)同一應(yīng)用程序?qū)Σ煌瑪?shù)據(jù)庫的訪問。 SCADA 節(jié)點 (iFIX) 數(shù)據(jù)庫服務(wù)器 以太網(wǎng) 圖 多層 ODBC 結(jié)構(gòu) 在本應(yīng)用中是通過在 iFIX 端安裝 ODBC 驅(qū)動程序，把 ORACLE 數(shù)據(jù)庫作為數(shù)據(jù)源來實現(xiàn)連接的。在 iFIX 中可通過兩種 ODBC 結(jié)構(gòu) (多層 ODBC 驅(qū)動和單層 ODBC 驅(qū)動 )來實現(xiàn)通訊。單層驅(qū)動，如 Access 驅(qū)動器，通常直接在數(shù)據(jù)庫文件上運行。單層ODBC 驅(qū)動可處理 ODBC 調(diào)用和實際 SQL 命令。 多數(shù)情況下，數(shù)據(jù)庫文件和應(yīng)用存在于同一臺計算機上。 但數(shù)據(jù)庫文件也可以通過網(wǎng)絡(luò)象共享文件一樣位于另外計算機上。多層驅(qū)動更為普遍，通常與遠程數(shù)據(jù)庫服務(wù)器如 Oracle 和 SQL 等一起使用。多層驅(qū)動處理由應(yīng)用引起的 ODBC 呼叫，傳遞實際 SQL 命令到數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。由于 ORACLE 屬于遠程服務(wù)器數(shù)據(jù)庫，所以采用的是多層 ODBC 驅(qū)動程序。 當(dāng) iFIXODBC 應(yīng)用請求連接時，由 ODBC 驅(qū)動管理器裝載相應(yīng)的驅(qū)動程序， ODBC驅(qū)動程序?qū)?iFIX ODBC 的調(diào)用轉(zhuǎn)換成對特定數(shù)據(jù)庫的調(diào)用，并與數(shù)據(jù)庫客戶端支持層通訊。網(wǎng)絡(luò)層將請求處理并傳送到數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，監(jiān)聽進程負責(zé)接收客戶端服務(wù)的 請求，最終由數(shù)據(jù)庫引擎查詢實現(xiàn)數(shù)據(jù)的操作。 數(shù)據(jù)通訊原理 iFIX 組態(tài)軟件中提供 iFIX SQL接口選項 (即 Ifix ODBC)和 VBA編程兩種方法來訪闖 SQL 數(shù)據(jù)源，由于 iFIXODBC 配置相對簡單，不需要花大量時間編寫 VB 程序，所ODBC 應(yīng)用 ODBC 驅(qū)動管理器 ODBC 驅(qū)動程序 數(shù)據(jù)庫客戶端支持 網(wǎng)絡(luò)層 網(wǎng)絡(luò)層 監(jiān)聽進程 數(shù)據(jù) 庫層 西安交通大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院論文 17 以在本應(yīng)用中采用 iFIXODBC 來實現(xiàn)數(shù)據(jù)訪問。 iFIX ODBC 由 SQL 觸發(fā)塊 (SQT)、 SQL數(shù)據(jù)塊 (SQD)、 SQL 任務(wù)三部分組成，其中 SOL 觸發(fā)塊用于指定 SQL 命令的名稱，并確定數(shù)據(jù)傳輸觸發(fā)的時間或事件， SQL 數(shù)據(jù)塊用于指定采集和傳送的數(shù)據(jù)以及數(shù)據(jù)傳送的方向。 SQL 任務(wù) 除處理和 ODBC 驅(qū)動的通訊外，還和 SQT 塊、 SQD 塊通訊。如圖 所示，以數(shù)據(jù)從 iFIX 過程數(shù)據(jù)庫到關(guān)系數(shù)據(jù)庫為例說明了數(shù)據(jù)的傳輸過程。 ③ ④ ① ② 圖 數(shù)據(jù)傳輸過程 (1)當(dāng) SQL 觸發(fā)塊 (SQT)由時間或事件觸發(fā)時，把要執(zhí)行的 SQL 命令的名稱和數(shù)據(jù)源的名稱 DSN 一起傳給 SQL 任務(wù)； (2)SQL 任務(wù)根據(jù)接收到的信息到關(guān)系數(shù)據(jù)庫的 SQL 庫表檢索與命令名對應(yīng)的SQL 命令。 數(shù)據(jù)庫引擎以字符串的形式返回 SQL 命令； (3)SQL 任務(wù)把從 SQL 庫表獲得的 SQL 命令和 SQL 數(shù)據(jù)塊 (SQD)中列出的數(shù)據(jù)塊中的數(shù)據(jù)結(jié)合，形成完整的命令； (4)SQL 任務(wù)用該命令對關(guān)系數(shù)據(jù)庫進行操作，由數(shù)據(jù)庫引擎把數(shù)據(jù)寫入數(shù)據(jù)表中。 實現(xiàn)方法 （ 1） 數(shù)據(jù)庫服務(wù)器的配置 ①服務(wù)器的網(wǎng)絡(luò)設(shè)置：在 Net Assistant 中配置監(jiān)聽進程，使服務(wù)器能響應(yīng)iFIXODBC 應(yīng)用的請求。 ②定義 SQL 命令：在 SQLPlus 中使用 SQL 語言創(chuàng)建 SQL 庫表，用以存放將要執(zhí)行的 SQL 命令。該庫表只能有 sqlname 和 sqlcmd 兩個字段，分別存放 SQL 命令的名稱和內(nèi)容。 ③ 創(chuàng)建錯誤記錄表和數(shù)據(jù)表：錯誤記錄表用于記錄所有 SQL 運行的錯誤消息，其字段也需根據(jù)要求設(shè)置；數(shù)據(jù)表用于存放實際傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，可根據(jù)應(yīng)用的需要創(chuàng)建合適的字段。 （ 2） SCADA 節(jié)點 (iFIX 端 )的配置 在對 iFIX 軟件進行配置前，需安裝 ORACLE 的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)和基本客戶機軟件 (ODBC驅(qū)動程序包括在其中 )，以支持 ODBC 的運行。 網(wǎng)絡(luò)層 監(jiān)聽進程 數(shù)據(jù)庫層 網(wǎng)絡(luò)層 監(jiān)聽進程 SQL任務(wù) 西安交通大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院論文 18 ①創(chuàng)建 ODBC 數(shù)據(jù)源：這是通過 WINDOWS 控制面板上的 ODBC 數(shù)據(jù)源管理器來完成的。選中系統(tǒng) DSN 或用戶 DSN 項。設(shè)為系統(tǒng) DSN 時， iFIXODBC 任務(wù)以服務(wù)方式運行，注銷和登錄操作系統(tǒng)均不影響 iFIXODBC，提高了系統(tǒng)的安全級。單擊添加后選擇 ORACLE 驅(qū)動程序，并配置數(shù)據(jù)源名 DSN 和數(shù)據(jù)庫服務(wù)名。 ②添加 SQL 帳戶：在創(chuàng)建完 ODBC 數(shù)據(jù)源后，就可在系統(tǒng)設(shè)置 SCU中添加 SQL帳戶，把 ORACLE 數(shù)據(jù)源添加進來。此處選擇的數(shù)據(jù)庫類型為 ORACLE，填寫的用戶名和密碼必須具有訪問在數(shù)據(jù)庫中創(chuàng)建的 SQL 庫表和數(shù)據(jù)表的權(quán)限，數(shù)據(jù)庫 ID 便是ORACLE 數(shù)據(jù)源名 DSN。 ③配置 SQL 任務(wù)：在 SCU 的配置 SQL 任務(wù)對話框中完成。首先需啟用 SQL 支持，啟用后 SQL 任務(wù)會以 任務(wù)的形式自動添加。然后需分別設(shè)置主、次備份文件的路徑，以便與數(shù)據(jù)庫服務(wù)器的通訊出現(xiàn)故障時將數(shù)據(jù)備份，等故障排除后重新發(fā)送。此外還需分別輸入數(shù)據(jù)源名、數(shù)據(jù)庫中 SQL 庫表和錯誤記錄表的名稱。 ④定義 SQT 和 SQD 塊： iFIX 過程數(shù)據(jù)庫與 ORACLE 數(shù)據(jù)庫的通訊方式及傳輸內(nèi)容是通過配置 SQT 和 SQD 塊具體實現(xiàn)的。在 SQT 塊中需定義將執(zhí)行的 SQL 命令名 (需與 SQL庫表中的名稱一致 )，命令執(zhí)行的時間或事件，以及與該 SQT 塊鏈接的 SQD 塊。在 SQD 塊中需定義傳輸?shù)倪^程數(shù)據(jù)來自的數(shù)據(jù) 塊以及傳輸?shù)姆较颉? 西安交通大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院論文 19 3 輸煤程控系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn) 輸煤程控系統(tǒng)簡介 輸煤程控系統(tǒng)概述 電廠發(fā)電的過程，簡單來說就是一個能量轉(zhuǎn)化的過程，即是利用燃料，如煤、石油、天然氣等所蘊藏的化學(xué)能，通過燃燒轉(zhuǎn)化為熱能，熱能傳給鍋爐中的水，使水轉(zhuǎn)變成為具有一定壓力和溫度的蒸汽，導(dǎo)入汽輪機；在汽輪機中，蒸汽膨脹做功，將熱能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能，推動汽輪機轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)；汽輪機轉(zhuǎn)子帶動發(fā)電機轉(zhuǎn)子一起高速旋轉(zhuǎn)，將機械能變?yōu)殡娔芩椭岭娋W(wǎng)。其中，由于我國煤的分布面廣 、 分布量較大 、 且成本相對低廉等優(yōu)點，成為電廠的主要燃料之一。 電廠的煤在燃燒前需要經(jīng) 過一系列處理，如粗粒篩、細粒篩等工藝，使燃煤得以充分燃燒，從而保證有最大程度的熱能能夠被轉(zhuǎn)化成電能，最大程度地陽氏供電煤耗，提高發(fā)電效率。因此輸煤系統(tǒng)是火電廠正常運行的首要環(huán)節(jié)，它的穩(wěn)定、可靠、安全運行是電廠安全生產(chǎn)的前提。 正如本文前面所指出的那樣，火電廠輸煤系統(tǒng)設(shè)備種類繁多、分布面積廣、運行環(huán)境差、干擾因素多等諸多不利因素，因此，如何提高燃料生產(chǎn)管理水平和生產(chǎn)效率變得越來越迫切，對安全生產(chǎn)和成本控制意義越來越重大。 采用 PLC 程控的輸煤系統(tǒng)就是通過可編程序控制器對輸煤系統(tǒng)的生產(chǎn)過程進行控制，其外部設(shè)備與過去的繼電器強電集中控制基本相同，室內(nèi)設(shè)備比集中控制多了 PC主機及配套設(shè)備，用于監(jiān)控和組態(tài)。由于它可通過軟件對系統(tǒng)所需的不同運行方式進行排列組合，所以，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)集中控制的所有控制要求，還可以實現(xiàn)集中控制很難實現(xiàn)的一些較高的控制要求 (如煤倉間配煤要求 )。它可以設(shè)置多種閃光頻率，使同一信號顯示不同的運行狀態(tài)，因此具有更多的控制功能和顯示功能，更能適應(yīng)輸煤系統(tǒng)復(fù)雜的工藝過程變化。它操作簡便，只要通過鍵盤或開關(guān)、按鈕即可實現(xiàn)各種控制要求，不容易引起誤操作，從而大大提高了輸煤系統(tǒng)的運行可靠性。不容置疑，它是大型火電廠輸煤系統(tǒng)目前主要的控制方式之一 【 26】【 27】 . 火電廠輸煤系統(tǒng)的特點 隨著大容量、高參數(shù)火力發(fā)電機組的迅速發(fā)展，為滿足大規(guī)?；鹆Πl(fā)電企業(yè)的要求，大型火電廠燃料輸送系統(tǒng)也發(fā)生了質(zhì)的變化，從過去抓斗機＋推煤機十膠帶輸送機制模式發(fā)展為大型翻卸設(shè)備、堆取料設(shè)備和膠帶機系統(tǒng)有機結(jié)合、密切協(xié)作的燃料輸送系統(tǒng)。燃料輸送系統(tǒng)的功能主要包括卸煤和貯煤、配煤、上煤、煤的粗處理等幾個方面。卸煤和貯煤設(shè)備主要包括翻車機、斗輪機和相應(yīng)的膠帶機系統(tǒng)，配 煤設(shè)備主要為環(huán)式給煤機和筒倉，上煤設(shè)備主要為犁煤器和相應(yīng)的膠帶機系統(tǒng)，煤的粗處理設(shè)西安交通大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院論文 20 備主要包括除鐵器、滾軸篩和碎煤機等。由于大型火電廠在一定時間內(nèi)煤量相差很大。用煤量亦相差很大，煤質(zhì)差別也可能較大，同時為滿足配煤和煤的粗處理的要求，燃料輸送系統(tǒng)必須具有多種多樣、十分靈活的運行方式，才能滿足機組穩(wěn)發(fā)滿發(fā)的要求。 火電廠輸煤系統(tǒng)的主要特點如下： (1)系統(tǒng)設(shè)備多 ， 設(shè)備種類多 、 給煤機、卸船機、翻車機、斗輪堆取料機、皮帶輸送機、碎煤機、篩煤機、犁煤器 、三通擋板、除塵器、取樣機、煤位檢測裝置、皮帶秤等，設(shè)備數(shù)量多、 火電 廠輸煤系統(tǒng)設(shè)備數(shù)量一般均為 100 多臺。 (2)系統(tǒng)分布廣 ， 火電廠輸煤系統(tǒng)設(shè)備布設(shè)分散、作業(yè)線長、運行方式靈活多變，分布一般在幾公里的范圍內(nèi)，有的大型火電廠甚至更遠。 (3)系統(tǒng)故障點多。皮帶的拉繩、跑偏、超載、撕裂 、碎煤機的超溫、超振 、 三通擋板及犁煤器等的卡死或不到位、 皮帶、篩煤機的堵煤等等。 (4)工藝流程復(fù)雜 ， 多種煤源設(shè)備取煤通過電動三通擋板的切換經(jīng)皮帶輸送機 (一般均為雙路 )傳送到原煤倉，可以組成幾十種甚至上百種工藝流程。 (5)系統(tǒng)運行環(huán)境惡劣 ， 輸煤系統(tǒng)運行環(huán)境粉塵飛揚、水、灰、煤粉比比皆是，特別是夏 日煤倉問氣溫高達攝氏 50 度。 在分析、比較、歸納現(xiàn)有文獻的基礎(chǔ)上 【 28】【 29】 ，進行了以下研究工作： (1)根據(jù)輸煤系統(tǒng)的作用，提出了兩路多段互為備用的實驗室輸煤模型： (2)在分析輸煤系統(tǒng)各個組成部分的基礎(chǔ)上，推導(dǎo)出了輸煤系統(tǒng)的通斷運行的數(shù)學(xué)模型 。 (3)根據(jù)數(shù)學(xué)模型和皮帶機運行時間最短的目標(biāo)，設(shè)計了輸煤程序控制的控制器，并通過仿真研究，表明該算法的正確性 。 (4)在充分了解輸煤系統(tǒng)現(xiàn)場運行情況下，分析了輸煤系統(tǒng)的故障因素和可靠性因素 。 (5)根據(jù)輸煤系統(tǒng)分布范圍大、運行方式多，設(shè)計了以控制網(wǎng)為基礎(chǔ)的 多 PLC 控制系統(tǒng)，并采用子程序的方式實現(xiàn)了輸煤程序控制系統(tǒng)。這些研究工作的成果擴展了輸煤程序控制系統(tǒng)的研究思路，為提高輸煤系統(tǒng)的可靠性和進一步實現(xiàn)其優(yōu)化運行提供了一種手段 【 30】 。 輸煤程控系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 輸煤系統(tǒng)的主要功能是把通過火車和汽車等交通工具運送到火車卸煤溝和汽車卸煤溝的煤炭，通過一系列運送設(shè)備運達原煤倉的過程。由于該電廠發(fā)電機組容量大，并且是兩臺機組公用一套輸煤系統(tǒng)，對煤炭的需求量非常大，為了避免一條上煤通路成為瓶頸，耽誤正常生產(chǎn)，設(shè)計了兩條上煤通路，一路運行 ， 一路備用，也可以兩條通路同時