【導讀】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)設計工作。論文寫作規(guī)范，結構清晰，語句通順。了火電廠的生產效率。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。

　　

【正文】 益復雜的過程控制要求，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、兼顧復雜生產過程的局部自治和整體協(xié)調的設計思想，研制開發(fā)的一種處于新技術前沿的新型控制系統(tǒng)。 DCS 它采用多 層分級結構的形式，從上到下分為過程控制級、控制管理級、生產管理級和經營管理級，每級用一臺或數(shù)臺計算機，級間通過數(shù)據通信總線進行連接。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】 。 相關數(shù)據庫技術 iFIX 是美國 Intellution 公司開發(fā)的大型工控組態(tài)軟件，是當今世界工業(yè)控制領域最為流行的上位機監(jiān)控軟件之一。它集控制技術、人機界面技術、數(shù)據庫技術、網絡技術于一身，可實現(xiàn)數(shù)據采集、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，將 iFIX 采集的現(xiàn)場數(shù)據通過以太網傳送到 MIS 系統(tǒng)的關系數(shù)據庫中，以實現(xiàn)信息資源的共享。 iFIX 與 ORACLE 結合 本工程應用中數(shù)據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 西安交通大學網絡教育學院論文 16 ODBC 標準 12”，可以通過 ODBC 接口實現(xiàn) SCADA 節(jié)點和數(shù)據庫服務器之間的數(shù)據通訊。開放式數(shù)據庫互連 (ODBC)是 Microsoft 建議并開發(fā)的數(shù)據庫訪問 API 標準，它是建立在各種數(shù)據庫管理系統(tǒng)底層驅動程序之上的一個標準層，對數(shù)據庫的底層作了封裝，允許應用程序用統(tǒng)一的訪問數(shù)據標準：結構化查詢語言 (SQL)來訪問數(shù)據庫管理系統(tǒng)中的數(shù)據。 ODBC 技術的最大優(yōu)勢是開放的互操作性，通過安裝多種 ODBC 驅動程序，如圖 所示，可實現(xiàn)同一應用程序對不同數(shù)據庫的訪問。 SCADA 節(jié)點 (iFIX) 數(shù)據庫服務器 以太網 圖 多層 ODBC 結構 在本應用中是通過在 iFIX 端安裝 ODBC 驅動程序，把 ORACLE 數(shù)據庫作為數(shù)據源來實現(xiàn)連接的。在 iFIX 中可通過兩種 ODBC 結構 (多層 ODBC 驅動和單層 ODBC 驅動 )來實現(xiàn)通訊。單層驅動，如 Access 驅動器，通常直接在數(shù)據庫文件上運行。單層ODBC 驅動可處理 ODBC 調用和實際 SQL 命令。 多數(shù)情況下，數(shù)據庫文件和應用存在于同一臺計算機上。 但數(shù)據庫文件也可以通過網絡象共享文件一樣位于另外計算機上。多層驅動更為普遍，通常與遠程數(shù)據庫服務器如 Oracle 和 SQL 等一起使用。多層驅動處理由應用引起的 ODBC 呼叫，傳遞實際 SQL 命令到數(shù)據庫系統(tǒng)。由于 ORACLE 屬于遠程服務器數(shù)據庫，所以采用的是多層 ODBC 驅動程序。 當 iFIXODBC 應用請求連接時，由 ODBC 驅動管理器裝載相應的驅動程序， ODBC驅動程序將 iFIX ODBC 的調用轉換成對特定數(shù)據庫的調用，并與數(shù)據庫客戶端支持層通訊。網絡層將請求處理并傳送到數(shù)據庫服務器，監(jiān)聽進程負責接收客戶端服務的 請求，最終由數(shù)據庫引擎查詢實現(xiàn)數(shù)據的操作。 數(shù)據通訊原理 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 應用 ODBC 驅動管理器 ODBC 驅動程序 數(shù)據庫客戶端支持 網絡層 網絡層 監(jiān)聽進程 數(shù)據 庫層 西安交通大學網絡教育學院論文 17 以在本應用中采用 iFIXODBC 來實現(xiàn)數(shù)據訪問。 iFIX ODBC 由 SQL 觸發(fā)塊 (SQT)、 SQL數(shù)據塊 (SQD)、 SQL 任務三部分組成，其中 SOL 觸發(fā)塊用于指定 SQL 命令的名稱，并確定數(shù)據傳輸觸發(fā)的時間或事件， SQL 數(shù)據塊用于指定采集和傳送的數(shù)據以及數(shù)據傳送的方向。 SQL 任務 除處理和 ODBC 驅動的通訊外，還和 SQT 塊、 SQD 塊通訊。如圖 所示，以數(shù)據從 iFIX 過程數(shù)據庫到關系數(shù)據庫為例說明了數(shù)據的傳輸過程。 ③ ④ ① ② 圖 數(shù)據傳輸過程 (1)當 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)據源的名稱 DSN 一起傳給 SQL 任務； (2)SQL 任務根據接收到的信息到關系數(shù)據庫的 SQL 庫表檢索與命令名對應的SQL 命令。 數(shù)據庫引擎以字符串的形式返回 SQL 命令； (3)SQL 任務把從 SQL 庫表獲得的 SQL 命令和 SQL 數(shù)據塊 (SQD)中列出的數(shù)據塊中的數(shù)據結合，形成完整的命令； (4)SQL 任務用該命令對關系數(shù)據庫進行操作，由數(shù)據庫引擎把數(shù)據寫入數(shù)據表中。 實現(xiàn)方法 （ 1） 數(shù)據庫服務器的配置 ①服務器的網絡設置：在 Net Assistant 中配置監(jiān)聽進程，使服務器能響應iFIXODBC 應用的請求。 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 命令的名稱和內容。 ③ 創(chuàng)建錯誤記錄表和數(shù)據表：錯誤記錄表用于記錄所有 SQL 運行的錯誤消息，其字段也需根據要求設置；數(shù)據表用于存放實際傳輸?shù)臄?shù)據，可根據應用的需要創(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 的網絡服務和基本客戶機軟件 (ODBC驅動程序包括在其中 )，以支持 ODBC 的運行。 網絡層 監(jiān)聽進程 數(shù)據庫層 網絡層 監(jiān)聽進程 SQL任務 西安交通大學網絡教育學院論文 18 ①創(chuàng)建 ODBC 數(shù)據源：這是通過 WINDOWS 控制面板上的 ODBC 數(shù)據源管理器來完成的。選中系統(tǒng) DSN 或用戶 DSN 項。設為系統(tǒng) DSN 時， iFIXODBC 任務以服務方式運行，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 驅動程序，并配置數(shù)據源名 DSN 和數(shù)據庫服務名。 ②添加 SQL 帳戶：在創(chuàng)建完 ODBC 數(shù)據源后，就可在系統(tǒng)設置 SCU中添加 SQL帳戶，把 ORACLE 數(shù)據源添加進來。此處選擇的數(shù)據庫類型為 ORACLE，填寫的用戶名和密碼必須具有訪問在數(shù)據庫中創(chuàng)建的 SQL 庫表和數(shù)據表的權限，數(shù)據庫 ID 便是ORACLE 數(shù)據源名 DSN。 ③配置 SQL 任務：在 SCU 的配置 SQL 任務對話框中完成。首先需啟用 SQL 支持，啟用后 SQL 任務會以 任務的形式自動添加。然后需分別設置主、次備份文件的路徑，以便與數(shù)據庫服務器的通訊出現(xiàn)故障時將數(shù)據備份，等故障排除后重新發(fā)送。此外還需分別輸入數(shù)據源名、數(shù)據庫中 SQL 庫表和錯誤記錄表的名稱。 ④定義 SQT 和 SQD 塊： iFIX 過程數(shù)據庫與 ORACLE 數(shù)據庫的通訊方式及傳輸內容是通過配置 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)據來自的數(shù)據 塊以及傳輸?shù)姆较颉? 西安交通大學網絡教育學院論文 19 3 輸煤程控系統(tǒng)的設計與實現(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化的過程，即是利用燃料，如煤、石油、天然氣等所蘊藏的化學能，通過燃燒轉化為熱能，熱能傳給鍋爐中的水，使水轉變成為具有一定壓力和溫度的蒸汽，導入汽輪機；在汽輪機中，蒸汽膨脹做功，將熱能轉變?yōu)闄C械能，推動汽輪機轉子旋轉；汽輪機轉子帶動發(fā)電機轉子一起高速旋轉，將機械能變?yōu)殡娔芩椭岭娋W。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 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的前提。 正如本文前面所指出的那樣，火電廠輸煤系統(tǒng)設備種類繁多、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，如何提高燃料生產管理水平和生產效率變得越來越迫切，對安全生產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)的生產過程進行控制，其外部設備與過去的繼電器強電集中控制基本相同，室內設備比集中控制多了 PC主機及配套設備，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，不僅能夠實現(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，更能適應輸煤系統(tǒng)復雜的工藝過程變化。它操作簡便，只要通過鍵盤或開關、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)展為大型翻卸設備、堆取料設備和膠帶機系統(tǒng)有機結合、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。卸煤和貯煤設備主要包括翻車機、斗輪機和相應的膠帶機系統(tǒng)，配 煤設備主要為環(huán)式給煤機和筒倉，上煤設備主要為犁煤器和相應的膠帶機系統(tǒng)，煤的粗處理設西安交通大學網絡教育學院論文 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煤量相差很大。用煤量亦相差很大，煤質差別也可能較大，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)設備多 ， 設備種類多 、 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，設備數(shù)量多、 火電 廠輸煤系統(tǒng)設備數(shù)量一般均為 100 多臺。 (2)系統(tǒng)分布廣 ， 火電廠輸煤系統(tǒng)設備布設分散、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，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)工藝流程復雜 ， 多種煤源設備取煤通過電動三通擋板的切換經皮帶輸送機 (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)有文獻的基礎上 【 28】【 29】 ，進行了以下研究工作： (1)根據輸煤系統(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上，推導出了輸煤系統(tǒng)的通斷運行的數(shù)學模型 。 (3)根據數(shù)學模型和皮帶機運行時間最短的目標，設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)根據輸煤系統(tǒng)分布范圍大、運行方式多，設計了以控制網為基礎的 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)結構 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，設計了兩條上煤通路，一路運行 ， 一路備用，也可以兩條通路同時