【正文】 r, and achieved good economic design of a thermal power plant in the coal handling monitoring control system to illustrate SIEMENS S7200 series of the PLC has good stability, high reliability and easy operation and maintenance, antiinterference capability and a high price and a series of a thermal power plant coal handling system as a whole, designed a PLCbased control network and the host puter programcontrolled coal handling system, its hardware and software was the same time the study is mainly based on SIEMENS S7200 series PLC in a coal handling thermal power plant control system(coal)belt deviation monitoring system in software design, analysis of the functions of the various modules are given a belt deviation monitoring process diagram, the deviation sensor analog input in the design and the corresponding the hardware design, analysis of the general control system hardware ponents and expansion of methods, given the design of the PLC input and output wiring words: S7200。monitoring。輸煤系統(tǒng)受控設(shè)備多，分布范圍廣，工藝流程復(fù)雜，環(huán)境惡劣。本設(shè)計(jì)根據(jù)目前火力發(fā)電廠燃料輸煤控制系統(tǒng)發(fā)展的趨勢(shì)，結(jié)合某熱電廠燃料輸煤系統(tǒng)采用的集中控制模式，對(duì)輸煤控制系統(tǒng)技術(shù)改造方案的設(shè)計(jì)進(jìn)行充分研究論證，提出了具體的系統(tǒng)升級(jí)改造方案：采用微機(jī)分級(jí)控制系統(tǒng)，充分利用計(jì)算機(jī)、可編程控制器PLC及以太網(wǎng)等先進(jìn)控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)輸煤系統(tǒng)設(shè)備的數(shù)據(jù)采集、集中操作、實(shí)時(shí)監(jiān)視、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、故障報(bào)警、煤量統(tǒng)計(jì)、語(yǔ)音呼叫和電視畫面切換等功能。系統(tǒng)經(jīng)過(guò)升級(jí)改造后，自動(dòng)化控制水平和可靠性都得到了明顯提高，設(shè)備故障率大大降低，減輕了檢修及運(yùn)行人員的勞動(dòng)強(qiáng)，加強(qiáng)輸煤過(guò)程的運(yùn)行管理和節(jié)能管理，實(shí)現(xiàn)狀態(tài)檢修具有非常重要的意義。為輸煤系統(tǒng)的安全穩(wěn)定的運(yùn)行提供了很好的保障。與強(qiáng)電集中控制相比，在技術(shù)上具有控制功能強(qiáng)，編程簡(jiǎn)單，實(shí)現(xiàn)工藝聯(lián)鎖方便，可省去大量的硬接線，維護(hù)方便，可在線修改等特點(diǎn)?？蔀槿珡S實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)控制和管理創(chuàng)造條件。這種新型的工業(yè)控制裝置以其簡(jiǎn)單易懂，操作方便，可靠性高，通用靈活，體積小，使用壽命長(zhǎng)等一系列優(yōu)點(diǎn)，很快地在美國(guó)其他工業(yè)領(lǐng)域推廣應(yīng)用。雖然PLC問(wèn)世時(shí)間不長(zhǎng)，但是隨著微處理器的出現(xiàn)，大規(guī)模，超大規(guī)模集成電路技術(shù)的迅速發(fā)展和數(shù)據(jù)通訊技術(shù)的不斷進(jìn)步。CPU模塊的工作電壓一般是DC 5V。微處理器微處理器分為：通用微處理器、單片微處理器和位片式微處理器。存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器分為：系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器和用戶程序存儲(chǔ)器。I/O模塊輸入模塊和輸出模塊簡(jiǎn)稱為I/O模塊，聯(lián)系著外部現(xiàn)場(chǎng)和CPU模塊之間的橋梁。數(shù)字量輸入模塊用來(lái)接收從按鈕、選擇開(kāi)關(guān)、數(shù)字撥碼開(kāi)關(guān)、限位開(kāi)關(guān)、接近開(kāi)關(guān)、光電開(kāi)關(guān)、壓力繼電器等來(lái)的數(shù)字量輸入信號(hào)；模擬量輸入模塊用來(lái)接收電位器、測(cè)速發(fā)電機(jī)和各種變送器提供的連續(xù)變化的模擬量電流電壓信號(hào)。數(shù)字量輸出模塊用來(lái)控制接觸器、電磁閥、電磁鐵、指示燈、數(shù)字顯示裝置和報(bào)警裝置等輸出設(shè)備；模擬量輸出模塊用來(lái)控制調(diào)節(jié)閥、變頻器等執(zhí)行裝置。編程裝置編程裝置是PLC不可缺少的一部分，用來(lái)生成用戶程序，并對(duì)其進(jìn)行編輯、檢查和修改，還可以在線監(jiān)視PLC的工作狀態(tài)。使用編程軟件不僅可以設(shè)置可編程序控制器的各種參數(shù)，還可以在屏幕上直接生成和編輯梯形圖、指令表、功能塊圖和順序功能圖程序，并可以實(shí)現(xiàn)不同編程語(yǔ)言的相互轉(zhuǎn)換。程序可以存盤或打印，還可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程編程和傳送。內(nèi)部的開(kāi)關(guān)電源為各模塊提供DC 5V、177。驅(qū)動(dòng)可編程序控制器負(fù)載的直流電源一般有用戶提供。由于它具有極強(qiáng)的通信功能，即使在大型的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)中也能充分發(fā)揮作用S7200 PLC系統(tǒng)是緊湊型可編程序控制器。它能夠滿足各種設(shè)備的自動(dòng)化控制需求。如：沖壓機(jī)床、印刷機(jī)械、中央空調(diào)、電梯控制、運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)等等。 PLC的硬件結(jié)構(gòu)[13]西門子S7200系列PLC具有牢固緊湊的塑料外殼，通過(guò)安裝孔垂直或水平地安裝在板上或安裝在標(biāo)準(zhǔn)DIN導(dǎo)軌上。采用可選的端子排作為固定的接線配件，易于接線。它采可編程序的存儲(chǔ)器，用來(lái)在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并通過(guò)數(shù)字式模塊式的輸入和輸出，制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。因此，PLC得到迅速的發(fā)和越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。SIEMENS7200由硬件系統(tǒng)和工業(yè)軟件兩大分構(gòu)成。在運(yùn)行模式下，通過(guò)執(zhí)行反映控制要求的用戶程序來(lái)實(shí)現(xiàn)控制功能；在停止模式下，S7200 CPU不執(zhí)行用戶程序，此時(shí)可設(shè)置CPU系統(tǒng)的硬件功能，并將用戶程序、數(shù)據(jù)以及硬件設(shè)置信息下載到S7200 CPU。CPU模塊上的模式開(kāi)關(guān)用于改變和轉(zhuǎn)換S7200 PLC的工作模式。此外還可以通過(guò)Step7Micro/MIN32編程軟件控制S7200 CPU的運(yùn)行和停止。分析設(shè)計(jì)法這種設(shè)計(jì)方法主要依靠經(jīng)驗(yàn)直接用PLC設(shè)計(jì)電氣控制系統(tǒng),來(lái)滿足生產(chǎn)機(jī)械和工藝過(guò)程的控制要求。①系統(tǒng)原先無(wú)控制方案,現(xiàn)要求直接用PLC控制。設(shè)計(jì)時(shí),首先按所給的要求將生產(chǎn)機(jī)械的運(yùn)動(dòng)劃分成各自獨(dú)立的簡(jiǎn)單運(yùn)動(dòng),分別設(shè)計(jì)這些簡(jiǎn)單運(yùn)動(dòng)的基本控制程序,然后將這些基本控制程序組合在一起；接下來(lái),分析剛才組合的程序是否滿足控制要求,若不滿足時(shí),在此基礎(chǔ)之上繼續(xù)對(duì)梯形圖進(jìn)行完善,直至滿足功能；最后,根據(jù)制約關(guān)系,選擇聯(lián)鎖觸點(diǎn),設(shè)計(jì)聯(lián)鎖程序并設(shè)置必要的保護(hù)措施。②用PLC對(duì)原有繼電—接觸控制系統(tǒng)進(jìn)行改造。設(shè)計(jì)時(shí)將控制原理圖中的硬繼電器用PLC中對(duì)應(yīng)的軟繼電器替代,對(duì)梯形圖中出現(xiàn)的橋式結(jié)構(gòu)進(jìn)行改造,設(shè)置必要的聯(lián)鎖和保護(hù)措施即可設(shè)計(jì)出滿足控制功能的梯形圖。邏輯設(shè)計(jì)法這種設(shè)計(jì)方法的基本含義是以邏輯組合的方法和形式設(shè)計(jì)梯形圖,它既有嚴(yán)密可循的規(guī)律性和明確可行的設(shè)計(jì)步驟,又具有簡(jiǎn)單、直觀和十分規(guī)范的特點(diǎn)。其過(guò)程類似于數(shù)字電子技術(shù)的電路設(shè)計(jì),要求設(shè)計(jì)者具備一定的邏輯函數(shù)知識(shí),因而對(duì)設(shè)計(jì)者的要求較高,所以不易掌握。設(shè)計(jì)時(shí)首先畫狀態(tài)流程圖,然后將其改畫為梯形圖。狀態(tài)流程圖主要由工步、有向連線、轉(zhuǎn)換條件和動(dòng)作四部分組成,它是狀態(tài)流程圖設(shè)計(jì)法的難度所在。②狀態(tài)流程圖轉(zhuǎn)換為梯形圖。典型的轉(zhuǎn)換方法有啟—?！７ǎ恢梦粡?fù)位法；移位寄存器法；步進(jìn)指令法等。3 輸煤控制系統(tǒng)的組成及程控設(shè)計(jì)輸煤系統(tǒng)是火力發(fā)電廠中較為寵大的一個(gè)輔助系統(tǒng)。對(duì)其控制方式、運(yùn)行水平的要求也越來(lái)越高。與強(qiáng)電集中的控制相比，在技術(shù)上具有控制功能強(qiáng)，編程簡(jiǎn)單，實(shí)現(xiàn)工藝聯(lián)鎖方便，可省去大量的硬接線，維護(hù)方便，可在線修改等特點(diǎn)。對(duì)地域分布較廣的實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)控制和管理創(chuàng)造條件，可為全廠實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)控制和管理創(chuàng)造條件。目前，PLC在輸煤系統(tǒng)中的應(yīng)用基本上限于設(shè)備級(jí)，各設(shè)備或系統(tǒng)處于各自的PLC控制之下，相互間基本獨(dú)立。輸煤系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)程序控制和工業(yè)電視系統(tǒng)監(jiān)視對(duì)提高輸煤系統(tǒng)的可靠性、動(dòng)化程度，減少崗位人員和他們的勞動(dòng)強(qiáng)度，加強(qiáng)輸煤過(guò)程的運(yùn)行管理和節(jié)能管理，實(shí)現(xiàn)狀態(tài)檢修具有非常重要的意義。 2號(hào)皮帶來(lái)煤至地下轉(zhuǎn)運(yùn)站后經(jīng)三通擋板、落煤管、3號(hào)甲、乙皮帶進(jìn)入碎煤機(jī)室，來(lái)煤經(jīng)甲、乙波動(dòng)篩煤機(jī)、篩下細(xì)煤經(jīng)甲、乙緩沖滾筒至4號(hào)甲、乙皮帶；篩上大塊煤經(jīng)甲、乙環(huán)錘式碎煤機(jī)將大塊煤砸碎后至4號(hào)甲、乙皮帶。地下轉(zhuǎn)運(yùn)站落煤管下設(shè)2臺(tái)倉(cāng)壁振打器，碎煤機(jī)室落煤管下設(shè)4臺(tái)倉(cāng)壁振打器，高位轉(zhuǎn)運(yùn)站落煤管下設(shè)4臺(tái)倉(cāng)壁振打器，1號(hào)甲、乙皮帶各設(shè)1臺(tái)電子皮帶秤，5號(hào)甲、乙皮帶分別設(shè)l臺(tái)電子皮帶秤。 配煤系統(tǒng)煤倉(cāng)間來(lái)煤落到5號(hào)甲、乙皮帶，沿5號(hào)甲皮帶設(shè)4臺(tái)單側(cè)犁煤器，沿5號(hào)乙皮帶設(shè)4臺(tái)雙側(cè)犁煤器，來(lái)煤依次落入1a煤倉(cāng)、2a煤倉(cāng)、3a煤倉(cāng)；1b煤倉(cāng)、2b煤倉(cāng)、3b煤倉(cāng)；煤至皮帶末端直接落到終端煤倉(cāng)。 輸煤系統(tǒng)程控設(shè)計(jì)綜合分析OMRON,MODICON, SIEMENS三種品牌PLC組件及其軟件功能后,從開(kāi)發(fā)簡(jiǎn)單、使用方便、組態(tài)靈活、功能強(qiáng)大幾方面考慮選用了SIEMENS SIMATIC S7系列PLC組件。上位機(jī)不僅顯示設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)、過(guò)程參數(shù)、故障報(bào)警等,也進(jìn)行與運(yùn)行有關(guān)的各種信息的收集、整理及存檔管理。該系統(tǒng)配置2臺(tái)工控機(jī)作為上位機(jī),1臺(tái)作為工程師站, 1臺(tái)作為操作員站,且2臺(tái)互為熱備用,并通過(guò)PROFIBUSDP網(wǎng)與主PLC連接。系統(tǒng)主PLC采用2臺(tái)SIEMENS S7300，CPU3152DP，互為熱備用，負(fù)責(zé)下級(jí)PLC控制器的控制和皮帶機(jī)輸送系統(tǒng)的控制。 遠(yuǎn)程I/O站系統(tǒng)設(shè)置兩個(gè)遠(yuǎn)程I/O站，分別負(fù)責(zé)圓筒倉(cāng)和原煤倉(cāng)的犁煤器配煤I/O控制。設(shè)置遠(yuǎn)程站極大地減少了控制電纜的數(shù)量和長(zhǎng)度，將大大減少因電纜接地或接線不良引起的故障；采用光纜作為通信電纜將消除電壓、電流信號(hào)的干擾。本設(shè)計(jì)中的皮帶監(jiān)控系統(tǒng)采用皮帶跑偏傳感器。時(shí)在上位機(jī)上顯示報(bào)警信息，當(dāng)皮帶進(jìn)一步跑偏達(dá)到≧30176。上位機(jī)監(jiān)控軟件 系統(tǒng)上位機(jī)監(jiān)控軟件選用SIEMENS公司的W inCC 。PLC控制軟件PLC控制軟件選用SIMATIC STEP7作為控制軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái)。它采用了現(xiàn)代化的軟件體系結(jié)構(gòu)，對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行管理、處理、歸檔和建立文件。PLC聯(lián)網(wǎng)之后，還可進(jìn)行網(wǎng)與網(wǎng)相聯(lián)，以組成更為復(fù)雜的系統(tǒng)。通過(guò)PLC的組網(wǎng)，可以實(shí)現(xiàn)控制規(guī)模的提高、控制過(guò)程的綜合與協(xié)調(diào)以及計(jì)算機(jī)的遠(yuǎn)程監(jiān)控等，在相關(guān)系統(tǒng)的布線、維護(hù)和資源共享以及聯(lián)網(wǎng)管理方面也可以實(shí)現(xiàn)較大的改善。同時(shí)通過(guò)以太網(wǎng)將化驗(yàn)站、皮帶秤來(lái)的信息也送至MIS；(3)網(wǎng)絡(luò)第2層為PROFIBUSDP網(wǎng)，4臺(tái)PLC分別為卸煤子系統(tǒng)、上煤系統(tǒng)、配煤子系統(tǒng)、皮帶監(jiān)控子系統(tǒng)，它們?cè)谶\(yùn)行子系統(tǒng)的同時(shí)通過(guò)PROFIBUSDP網(wǎng)絡(luò)與PLC1和PLC2進(jìn)行通信，以便接收參數(shù)或發(fā)送狀態(tài)。(5)具體配置如下：PLC1,PLC2采用S7300系列CPU3152DP，外加以太網(wǎng)通信模塊CP3425；PLC3, PLC4, PLC5,PLC6采用S7200系列CPU226；操作員站和工程師站采用功能強(qiáng)大的臺(tái)式計(jì)算機(jī)。配置STEP7編程軟件包可作為編程設(shè)備使用。4 S7200在輸煤監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用上煤系統(tǒng)的組成可分為皮帶運(yùn)輸機(jī)、碎煤、篩煤設(shè)備、三通擋板（除鐵、除木）、除塵設(shè)備和計(jì)量設(shè)備等。因此，皮帶運(yùn)輸穩(wěn)定可靠及控制方式的合理選擇，直接關(guān)系到整個(gè)輸煤系統(tǒng)的安全運(yùn)行。同時(shí)對(duì)皮帶的跑偏狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。某熱電廠要求在遠(yuǎn)離輸煤走廊的主廠房控制室里,對(duì)2條輸煤線的18臺(tái)設(shè)備進(jìn)行控制,并實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)及皮帶跑偏的情況。該熱電廠輸煤系統(tǒng)有2條輸煤線，包括給煤機(jī)、皮帶機(jī)、振動(dòng)篩、破碎機(jī)等共18臺(tái)設(shè)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(huì)受到影響。由于輸煤走廊環(huán)境惡劣,全部操作控制都在主廠房的主控制室里進(jìn)行,儀表盤上設(shè)有各個(gè)設(shè)備的啟、停按鈕,還有為PLC提供輸入信號(hào)的控制開(kāi)關(guān)。為了保證輸煤系統(tǒng)的正常、可靠運(yùn)行,該系統(tǒng)應(yīng)滿足以下要求:①供煤時(shí),各設(shè)備的啟動(dòng)、停止必須遵循特定的順序,即對(duì)各設(shè)備進(jìn)行聯(lián)鎖控制；②各設(shè)備啟動(dòng)和停止過(guò)程中,要合理設(shè)置時(shí)間間隔(延時(shí))，啟動(dòng)延時(shí)統(tǒng)一設(shè)定為10s即給煤機(jī)啟動(dòng)之前所有的皮帶機(jī)，碎煤機(jī)，篩煤機(jī)，梨煤器延時(shí)10s啟動(dòng)；停車延時(shí)按設(shè)備的不同要求而設(shè)定,分為10 s,20 s,30 s,40 s,60 s幾種,以保證停車時(shí)破碎機(jī)為空載狀態(tài),各輸煤皮帶上無(wú)剩余煤；③運(yùn)行過(guò)程中,某一臺(tái)設(shè)備發(fā)生故障時(shí),應(yīng)立即發(fā)出報(bào)警并自動(dòng)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(shí)聯(lián)鎖停車；④各輸煤皮帶設(shè)有雙向跑偏開(kāi)關(guān),跑偏12176。時(shí)告警并自動(dòng)停車；停車要求：發(fā)生事故的皮帶及之前的所有設(shè)備要求馬上停機(jī)，而事故點(diǎn)后面的設(shè)備按順序以一定的時(shí)延停機(jī)；⑤可在線選擇啟動(dòng)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上位機(jī)可顯示各機(jī)電設(shè)備運(yùn)行狀況,并對(duì)輸煤過(guò)程有關(guān)情況(報(bào)警、自動(dòng)停機(jī)等)做出實(shí)時(shí)紀(jì)錄。基本CPU單元選用的是CPU224,型號(hào)為6ES7 2141AD230XB0 DC/DC/DC。型號(hào)為6ES7 2231BL220XA0 16個(gè)DC輸入點(diǎn),16個(gè)繼電器輸出點(diǎn)。②輸入模擬量擴(kuò)展模塊選用三塊EM231，型號(hào)為6ES7 2310HC220XA0 每塊4路模擬量輸入。兩級(jí)輸出，一級(jí)跑偏報(bào)警為12176。更多信息參看第五章第一節(jié) 傳感器。當(dāng)皮帶跑偏(跑偏12176。)時(shí),在屏幕上顯示報(bào)警畫面并向PLC發(fā)送事故停車信號(hào)。二者配合共同實(shí)現(xiàn)輸煤系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)和控制功能。 運(yùn)行模式根據(jù)輸煤過(guò)程的要求,本系統(tǒng)在一般情況下設(shè)計(jì)了兩種運(yùn)行模式情況,采用并行模式,可根據(jù)需要獨(dú)選用或同時(shí)運(yùn)行輸煤一線和輸煤二線。并行模式 ①并行一線：聯(lián)鎖開(kāi)車順序:5a皮帶機(jī)→4a皮帶機(jī)→甲篩煤機(jī)→甲碎煤機(jī)→3a皮帶機(jī)→2a皮帶機(jī)→1a皮帶機(jī)→甲給煤機(jī)。②并行二線：聯(lián)鎖開(kāi)車順序:5b皮帶機(jī)→4b皮帶機(jī)→乙篩煤機(jī)→乙碎煤機(jī)→3b皮帶機(jī)→2皮帶機(jī)→1b皮帶機(jī)→乙給煤機(jī)。 PLC程序設(shè)計(jì)程序總體設(shè)計(jì)本程序總體采用的模塊化設(shè)計(jì)，各個(gè)模塊采用狀態(tài)流程圖設(shè)計(jì)方法來(lái)