【正文】 圖卸煤流程主要指將廠外來煤（包括汽車、火車、輪船等途徑），通過卸煤設備卸到廠內儲煤站，以備使用。堆煤流程主要是通過堆料機對卸到卸煤站的煤進行整理，以方便輸煤系統(tǒng)上煤。上煤流程是輸煤系統(tǒng)工藝的關鍵環(huán)節(jié)。通過輸煤皮帶機完成將原煤從煤場輸送到原煤華北電力大學科技學院（論文）倉的過程，同時通過輔助的碎煤機、篩煤機、除鐵器、采樣裝置、電子皮帶秤等設備完成對篩分、計量等處理，以達到使用要求。配煤流程主要是將從上煤系統(tǒng)輸送來的煤按照一定的要求、規(guī)律、順序地分配到機組受煤倉中。3輸煤與配煤系統(tǒng)控制原則輸煤系統(tǒng)控制原則有： 上煤原則 流程預啟：進行流程選擇，并啟動相應流程上的預啟動設備，做好啟動準備。2 流程啟動：接收到流程啟動允許信號后系統(tǒng)主設備按逆煤流方向延時順序啟動。3 流程停止：停止指令下達后，系統(tǒng)主設備按順煤流方向延時順序停止。4 故障聯(lián)鎖停機：當所選流程上的系統(tǒng)主設備發(fā)生故障時，立即聯(lián)鎖跳停設備故障點上游 逆煤流方向的主設備。重故障信號：急停，拉繩，重跑偏，重堵塞，打滑等指令或信號將直接導致系統(tǒng)聯(lián)鎖跳停。配煤原則 1 順序配煤：先設定一個尾倉，從第一個原煤倉開始進行配煤。煤斗以相同的時間（或依據(jù)煤倉料位）依次配煤，直到尾倉和尾倉前所有煤斗發(fā)出高煤位信號為止。順序配煤時如有煤倉出現(xiàn)低煤位信號，則停止順序配煤。優(yōu)先給低煤位配煤。優(yōu)先配煤：當有煤倉出現(xiàn)低煤位信號時，正常進行配煤的煤斗停止配煤并記憶 先補低煤位倉。直至低煤位消失，再按記憶煤斗的正常順序把煤倉逐個加到高煤位。當多個倉同時出現(xiàn)低煤位時，對這些倉按從前向后的順序進行輪換的配煤，直至低煤位消失。余煤配煤：當停機信號發(fā)出后，皮帶上余煤均勻配給每個倉，直至原煤倉皮帶機停止運行。MONDICON可編程控制器 概述工業(yè)生產(chǎn)的各個領域都包含著大量的開關量（又稱數(shù)字量）和模擬量。在可編程控制器問世以前，數(shù)字量和模擬量的控制主要用繼電器、接觸器或分立元件的電子線路來實現(xiàn)，它取代了原來的手動控制方式，并迅速成為工業(yè)控制的主流。這是自動控制的開始，也是以后諸多形式控制設備的基礎。隨著生產(chǎn)力的發(fā)展和科學技術的進步，工業(yè)生產(chǎn)領域對控制系統(tǒng)提出了更高的要求，可編程控制器正是順應這一要求出現(xiàn)的，它是以微處理器為基礎的新興工業(yè)控制裝置?？删幊炭刂破骷夹g與CAD/CAM技術、工業(yè)機器人技術共同構成了現(xiàn)代工業(yè)自動化的三大支柱產(chǎn)業(yè)。在自動控制領域中，目前國內外有許多生產(chǎn)PLC的廠家，而每個生產(chǎn)廠家都有自己的系列化產(chǎn)品，指令兼容，外設容易擴展；但不同廠家生產(chǎn)的PLC，梯形圖、指令及各種配件均有一些差異，不利于PLC的普及。本文將以莫迪康公司的Quantum系列可編程華北電力大學科技學院（論文）控制器為例介紹有關PLC的一些基本概念。 CPU模塊Quantum CPU 是位于Quantum本地I/O底板上的一個CPU模板。CPU內含有執(zhí)行存儲器、應用程序存儲器、通訊端口狀態(tài)LED指示燈。LED狀態(tài)指示燈顯示CPU本身及所有通訊端口的工作是否正常，以便及時進行故障檢修。 I/O模塊Quantum系列PLC使用全范圍、高性能的I/O模塊，符合國際上認可的IEC電氣標準，確保惡劣工作環(huán)境下的可靠性。Quantum的I/O模塊允許帶電插拔，這種特性為現(xiàn)場運行維護帶來了許多方便。所有的Quantum PLC I/O模塊均可使用編程軟件實現(xiàn)軟件配置。I/O的軟件配置允許用戶為每個模塊配置I/O地址。軟件尋址使現(xiàn)有系統(tǒng)在加入模塊或改變I/O配置時，無需從物理上改變應用程序。軟件配置的另一個優(yōu)點是刪除空槽，這是由物理地址系統(tǒng)來建立地址映像的限制而造成的。I/O Map 的概念是基于智能模塊的擴充，該智能模塊需要地址范圍以外的額外信息。 電源模塊Quantum電源模塊為Quantum底板提供標準電壓和保護系統(tǒng)免受噪聲和電源波動的干擾，從而保證系統(tǒng)工作于典型的工廠電氣環(huán)境。一旦發(fā)生意外的電器問題時，它保證系統(tǒng)有足夠的時間完成安全、有序的停機。電源模塊有24VDC、48/60VDCh和115/230VAC三種，以滿足不同的電壓需要。電源與使用地點無關，本地與遠程等系統(tǒng)結構可使用同一電源。Quantum系列PLC中，有三種類型的電源可供選用：低功率獨立型、大功率可累加型和高功率冗余型。 ASCⅡ模塊Quantum的140ESI06210 ASCⅡ模塊是一種通用的ASCⅡ接口，提供與第三方設備通信和交換數(shù)據(jù)的能力。這些設備是典型的基于工業(yè)應用的設備，它們不提供標準通信。該模塊多數(shù)應用在與打印機、條形碼閱讀器和掃描儀通信。同樣，也有一些設備如稱重設備、儀表和其他測量設備使用這種通信方法為簡單的點對點ASCⅡ通信方式。該ASCⅡ信息包含在ESI模塊中，由Quantum控制器邏輯程序觸發(fā)。信息離線開發(fā)并下裝到ESI模塊中，利用這些信息，該模塊可自主地和ASCⅡ兼容裝置進行通信。 底板Quantum系列PLC使用公用底板，底板上有10和16槽位六種型號可供選擇。16槽底板的型號為140XBP01600模塊插在底板上，每一個槽位上插一個模塊。底板提供控制信號及模塊的電源。這個來自系統(tǒng)供電的電源僅僅為模塊供電，而不能用于現(xiàn)場供電。底板中每一個槽位的電氣特性都是一樣的，即任何模塊可插入任意一個槽位中，不存在對槽位的依賴關系，也不存在某些模塊必須安裝在某一特定底板的問題。對底板的限制僅是模塊電源容量及尋址空間。所有尋址全通過軟件進行，無需經(jīng)DIP開關來進行模塊配置。此外，底板可用于本地I/O、遠程I/O和分布式三種系統(tǒng)結構，無須為某種結構選擇專門的底板。底板只要選擇包含有足夠可用的槽位，能安裝下需要的模塊并留有將來擴展余地即可。 Concept編程軟件Concept是用于Modicon TSX Quantum 可編程控制器的編程組態(tài)工具，適用于Windows操作系統(tǒng)。它包括IEC編程語言功能塊圖（FBD）、梯形圖（LD）、順序功能流程圖（SFC）、指令表（IL）和結構化文本（ST），以及面向Modsoft的梯形圖（LL984）。采用Concept進行可編程控制器編程是以項目（project）、可編程控制器配置（configuration）、程序（program）和區(qū)段（segment）分級來完成的。Concept的設計項目包括下面的主要步驟。華北電力大學科技學院（論文）。使用配置器配置硬件。編程。項目的保存、下載和測試。優(yōu)化和斷開。生成一套完整的Concept文件。5具體設計流程輸煤系統(tǒng)有兩條輸煤線，包括給煤機、皮帶機、振動篩、破碎機等共18臺設備，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。為了保證生產(chǎn)運行的可靠性，輸煤系統(tǒng)采用自動（聯(lián)鎖）、手動（單機）兩種控制方式，自動、手動方式由開關進行切換。由于輸煤廊環(huán)境惡劣，全部操作控制都在主廠房的主控制室里進行，儀表盤上設有各個設備的啟、停按鈕，還有為PLC提供輸入信號的控制開關。輸煤設備控制功能由PLC實現(xiàn)，設備狀態(tài)監(jiān)測和皮帶跑偏監(jiān)測以及事故紀錄功能則由上級工業(yè)控制計算機完成。為了保證輸煤系統(tǒng)的正常、可靠運行，該系統(tǒng)應滿足以下要求： 供煤時，各設備的啟動、停止必須遵循特定的順序，即對各設備進行聯(lián)鎖控制；各設備啟動和停止過程中，要合理設置時間間隔（延時）。啟動延時統(tǒng)一設定為12s。停車延時按設備的不同要求而設定，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；運行過程中，某一臺設備發(fā)生故障時，應立即發(fā)出報警并自動停車，其前方（指供料方向）設備也立即停車。其后方的設備按一定順序及延時聯(lián)鎖停車；各輸煤皮帶設有雙向跑偏開關，跑偏15度時發(fā)出告警信號，跑偏30度時告警并自動停車；可在線選擇啟動備用設備。在特殊情況下可由兩條輸煤線的有關設備組成交叉供煤方式；可在線選擇啟動備用設備。在特殊情況下可由兩條輸煤線的有關設備組成交叉供煤方式；可顯示各機電設備運行狀況，并對輸煤過程有關情況（報警、自動停機等）做出實時紀錄。 PLC控制系統(tǒng)設計 PLC選型根據(jù)輸煤系統(tǒng)的自控要求，我們選用了德國SIEMENS 公司最新推出的S7200型PLC，具有可靠性高、體積小、擴展方便，使用靈活的特點。基本CPU單元選用的是CPU214，性能如下：2048程序存儲器；2048數(shù)據(jù)存儲器；14點輸入，10點輸出；可擴展7個模塊；128個定時器；128個計數(shù)器；4個硬件中斷、1個定時器中斷；實時時鐘；高速計數(shù)器；可利用PPI協(xié)議或自由口進行通信；3級密碼保護。擴展模塊選用EM221,8個輸入點；EM223,16個輸入點，16個輸出點。華北電力大學科技學院（論文） 系統(tǒng)關系 系統(tǒng)關系如圖1所示。圖1 系統(tǒng)關系在輸煤自控系統(tǒng)中，工業(yè)控制計算機作為上位機和輸煤控制PLC進行通信，對皮帶跑偏信號和設備的運行狀態(tài)進行實時采樣，并在屏幕上顯示輸煤系統(tǒng)仿真畫面，可以直觀地察看設備的狀態(tài)。當皮帶跑偏（跑偏15度）時，在屏幕上顯示報警畫面；當設備發(fā)生故障或皮帶嚴重跑偏（跑偏30度）時，在屏幕上顯示報警畫面并向PLC發(fā)送事故停車信號。輸煤控制PLC則根據(jù)控制開關的輸入信號，執(zhí)行對應程序塊，控制電機實現(xiàn)對應的功能：向上級工業(yè)控制計算機發(fā)送工作組態(tài)信息，接收上級工業(yè)控制計算機發(fā)送的事故停車信號，實現(xiàn)事故停車處理功能并啟動報警設備。二者配合共同實現(xiàn)輸煤系統(tǒng)的監(jiān)測和控制功能。上級工業(yè)控制計算機同時實現(xiàn)對電廠其他系統(tǒng)的監(jiān)控，由工業(yè)控制計算機、輸煤系統(tǒng)PLC和其他系統(tǒng)的現(xiàn)場設備（PLC、監(jiān)控儀表）共同構成分布式系統(tǒng)（DCS）。 運行模式根據(jù)輸煤過程的要求，本系統(tǒng)設計了兩種運行模式。在一般情況下，采用并行模式，可根據(jù)需要單獨選用或同時運行輸煤一線和輸煤二線。交叉模式是由輸煤一線和輸煤二線的有關設備組成的，僅在特殊情況下選用。并行一線：聯(lián)鎖開車順序：10＃皮帶機→8＃皮帶機→6＃皮帶機→2＃破碎機→2＃振動篩→4＃皮帶機→2＃皮帶機→2＃（3＃）給煤機→4＃給煤機。聯(lián)鎖停車順序：與開車順序相反，延時時間按上述要求設定。2＃、3＃給煤機某中一臺備用。并行二線聯(lián)鎖開車順序：9＃皮帶機→7＃皮帶機→5＃皮帶機→1＃破碎機→1＃振動篩→3＃皮帶機→1＃皮帶機→1＃給煤機。聯(lián)鎖停車順序：與開車順序相反，延時時間按上述要求設定。華北電力大學科技學院（論文） 交叉模式交叉線聯(lián)鎖開車順序：9＃皮帶機→7＃皮帶機→6＃皮帶機→2＃破碎機→2＃振動篩→4＃皮帶機→2＃皮帶機→2＃（3＃）給煤機。聯(lián)鎖停車順序：與開車順序相反，延時時間按上述要求設定。2＃、3＃給煤機其中一臺備用。 PLC程序設計針對輸煤系統(tǒng)的控制要求以及具體控制方案的實現(xiàn)，設計程序流程如圖2所示。圖2 主程序流程 程序說明子模塊0：初始化子程序。在PLC加電時根據(jù)各個開關的位置設立標志位。僅在第一個掃描周期執(zhí)行。子模塊1：并行一線聯(lián)鎖啟停控制程序。根據(jù)啟動標志位1實現(xiàn)并行一線的聯(lián)鎖啟動、聯(lián)鎖停車，并判斷事故停車信號以實現(xiàn)事故停車。子模塊2：并行二級聯(lián)鎖啟?？刂瞥绦?。根據(jù)啟動標志位2和實現(xiàn)并行二線的聯(lián)鎖啟動、聯(lián)鎖停車，并判斷事故停車信號以實現(xiàn)事故停車。子模塊3：交叉線聯(lián)鎖啟停控制程序，根據(jù)啟動標志位3實現(xiàn)交叉線的聯(lián)鎖啟動、聯(lián)鎖停車，并判斷事故停車信號以實現(xiàn)事故停車。PLC的輸出信號控制電機的接觸器，啟動送高電平，停止送低電平。但是，1＃破碎機功率達90kW，2＃破碎機功率達110KW，需要降壓啟動，所以啟動時PLC送一個正脈沖，停車時PLC送一個負脈沖。 程序特點華北電力大學科技學院（論文）特殊標志位的使用：，使得初始化子程序（子模塊0）僅在第一個掃描周期執(zhí)行，而在以后的掃描周期不再執(zhí)行。這樣，個別標志位在PLC加電后不受開關變化的影響。例如，并行模式和交叉模式對應標志位僅在關掉主控開關后才能改變。內部標志位的使用：在程序中，利用標志位來表示不同的現(xiàn)場情況和程序狀態(tài)，增加了程序的可靠性和靈活性。程序模塊化：程序由不同子模塊構成，各子模塊獨立完成各自功能，互不干擾，因而程序結構清晰，便于修改。定時器的使用：程序中，利用不同的定時器來設定不同設備的延時時間，可以靈活地根據(jù)控制要求進行延時時間的設定。 部分程序梯形圖圖3 部分聯(lián)鎖起?？刂铺菪螆D圖3所示為部分聯(lián)鎖啟?？刂铺菪螆D，T37用于控制設備的啟動延時，T40～T46用于控制相應設備的停車延時，接收到停車信號時，經(jīng)過相應的延時，對應定時器置位從而實現(xiàn)聯(lián)鎖停車。破碎機的啟動控制輸出通道，啟動1＃破碎機時送出一個寬度為2s的正脈沖。、＃給煤機、3＃給煤機的控制輸出通道，、 是內部標志位，用于保證2＃、3＃給煤機始終為一臺工作，一臺備用?？傊?，本系統(tǒng)中，PLC作為現(xiàn)場控制設備，能夠可靠、準確地完成控制操作，并且可以通過與上級工控機通信，組成分布式系統(tǒng)共同完成輸煤系統(tǒng)的監(jiān)測、控制要求，是現(xiàn)代工業(yè)控制中比較先進的控制方案，應用前景廣泛。華北電力大學科技學院（論文）附：參考文獻：《PLC 在電廠輸煤程控系統(tǒng)中的應用》 葛修軍《煤炭技術》28卷第8期《PLC在輸煤程控系統(tǒng)中的應用》張文紅 《湖北電力》33卷第5期《一種基于PLC控制輸煤程控控制系統(tǒng)在發(fā)電廠中的應用》 曾海珍 等