铁岭发电厂输煤顺序控制系统设计(下位机控制部分)

铁岭发电厂输煤顺序控制系统设计(下位机控制部分) 沈阳工程学院毕业设计,论文， 摘要 本文首先介绍了当前输煤程控系统的控制方式与功能特点，然后讲述了PLC在发电厂输煤程控系统改造中的应用本文主要以铁岭电厂为例。火电厂输煤系统设备种类多，分布松散，生产管理及设备自动化水平相对主机系统较为落后，耗用较多的人力物力随着机组容量增大，如何提高燃料加系统管理水平和生产效率变得越来越迫切，这对安全生产和成本控制至关重要，该文从设备自动化角度对燃料系统输煤自动化发展方向与实现方式作些探讨。 介绍了PLC程序控制在火电厂的输煤系统中的应用以及控制方式阐述了整个控制系统的结构和功能，并对其配置及组成部件作了系统的论述。同时也介绍了可编程控制器(PLC)梯形图的顺序控制设计法，梯形图的顺序功能图的结构及逻辑表达式，并举例说明设计的及应用。 关键词:火电厂，输煤系统，程控，梯形图 铁岭发电厂输煤顺序控制系统设计,下位机控制部分， Abstract This paper introduces the controlling method and function characteristics. Then it explains the application of PLC in the procedure control system’s improving of coal transporting in power plant, for example, the TieLing power plant. There are many kinds of coal conveying systems in power plants. Their layout is scattered, relatively backward in manageability and also in production efficiency as compared to the plant’s principal machinery. Therefore, since the system is of utmost importance in safety of operation and in cutting production cost, we are confronted with the problem of how to raise its level of manageability and production efficiency. The paper for this purpose, from the point of view of automating the equipment explores direction of automation development of coal conveying in fuel supply systems and ways of realization. The paper mainly deals with the application of Programmable Controller (PLC) design in thermal power plant coal conveying system and its controlling method, and describes the function and construction for the whole control system. Furthermore, this paper details the configuration of its hardware & software and components further system. The sequential control design of PLC ladder-diagram, as well as the structure of the ladder-diagram and it’s logical formula were introduced, and some examples to explain design method, and application were also given. Key words: thermal power plant, coal conveying system, program controlled, Ladder diagram I 沈阳工程学院毕业设计,论文， 目录 摘要................................................................. ABSTRACT ......................................................... I 第一章 绪论......................................................... 0 1.1 输煤系统的构成和作用 .......................................... 0 1.2 输煤控制系统概况及工艺要求 .................................... 0 1.3输煤顺序控制系统国内外发展趋势 ................................ 1 第二章 输煤控制系统中的控制设备原理简介............................. 3 2.1 可编程控制器的原理简介 ........................................ 3 2.1.1可编程控制器的发展......................................... 3 2.1.2 可编程控制器的功能 ........................................ 3 2.1.3 可编程控制器的特点及组成 .................................. 4 2.1.4 可编程控制器的性能指标 .................................... 4 2.1.5 可编程控制器的分类 ........................................ 5 2.2 上位机监控软件性能功能简介 .................................... 5 第三章火电厂输煤控制系统组成及工艺概述.............................. 8 3.1给煤部分介绍 .................................................. 8 3.1.1斗轮堆取料机............................................... 8 3.1.2叶轮给煤机................................................. 9 3.1.3输煤翻车机................................................ 10 3.2.1输煤程控系统的范围、对象和系统构成........................ 11 3.2.2输煤程控系统的运行方式.................................... 12 3.2.3输煤程控系统的主要功能.................................... 13 3(3配煤部分介绍 ................................................ 13 3(4配煤部分介绍 ................................................ 16 3.4.1自动配煤.................................................. 16 3.4.2手动配煤、................................................ 17 3.4.3其他配煤方式.............................................. 18 第四章 铁岭电厂输煤计算机监控系统设计.............................. 19 4.1铁岭电厂输煤系统的组成 ....................................... 19 4.2 铁岭电厂输煤控制系统结构 ..................................... 20 4.2.1 铁岭电厂输煤控制系统功能 ................................. 20 4.3 铁岭电厂控制系统硬件设计 ..................................... 21 4.4铁岭电厂控制系统软件设计 ..................................... 22 第五章 铁岭电厂输煤计算机梯形图的设计.............................. 25 结论............................................................... 29 致谢............................................................... 30 参考文献........................................................... 31 II 铁岭发电厂输煤顺序控制系统设计,下位机控制部分， III 沈阳工程学院毕业设计,论文， 第一章 绪论 1.1 输煤系统的构成和作用 火力发电厂的输煤系统是辅机系统的重要部分，随着火电厂中单机容量和总装机容量的不断扩大，一个高出力、高可靠性和灵活性的燃料输送系统是机组乃至整个电厂稳定运行的重要保证。输煤系统由卸煤、上煤、配煤、煤场的堆取和混煤等环节组成，系统有两条输煤线，包括斗轮机、翻车机、皮带输送机、给煤机、皮带机、振动筛、碎煤机及犁煤器等主要设备组成。输煤系统承担从煤码头或卸煤沟至储煤场或主厂房原煤仓的运煤任务。输煤系统的始点是翻车机卸下来的煤，通过皮带机既可输送到煤罐，也可输送到煤场储备，然后再通过斗轮机和皮带机再输送到煤罐。煤罐中的粗煤通过位于煤罐低部的环式给煤机，连续均匀地分配给上煤皮带输送机，再经过筛分和碎煤机加工，进入原煤仓，为了使几个原煤仓的煤量合理分配，可通过控制犁煤器的抬落，按照顺序配煤和优先配煤原则，完成输煤系统的任务。 输煤系统的主要控制形式大致可分为三种: (1)就地手动控制。主要控制设备是装有一至数台设备启停控制按钮的小型就地控制箱，并设有工况、报警状态的简单提示。就地手动控制不能实现系统复杂的联锁要求，现多数只作为设备检修、调试时的辅助控制手段。 (2)集中手动控制。设备的启停控制集中在一个控制屏上，其联锁保护通常由继电器逻辑阵列实现。控制屏上有设备运行工况的模拟指示、信号报警等。集中手动控制能够实现简单运行方式控制及设备启动联锁的一般要求。其缺点是电缆敖设量大，连线复杂，一旦制造完成其运行方式及不易改变。 (3)集中程序控制。这是以可编程控制器为主控设备的集中自动控制，它用可编程控制器的逻辑软件取代继电器的逻辑阵列，能够实现输煤系统复杂运行方式的控制要求。与其它控制方式相比，它具有可靠性高、控制方式灵活等优点，是目前输煤控制系统的主流。 以上3种控制方式可以通过选择开关选择。 1.2 输煤控制系统概况及工艺要求 输煤系统的安全、可靠运行是保证电厂安全、高效运行不可缺少的环节。系统控制设备多、流程复杂分散与控制室相距较远。又由于上煤过程中不可避免的煤粉飞扬，使得整个系统环境非常恶劣。同时输煤系统中的设备、现有控制方式大部分为单独直接控制方式操作，可靠性差，自动化水平低。为了提高火电厂自动化水平，为电厂安全稳定发电创造条件，这些都决定了必须提高输煤系统的自动化平，这样才能减轻劳动强度，改善劳动环境，提高输煤系统的效率和管理水平。 为了保证输煤系统的正常和可靠运行，该系统应满足以下要求: 0 铁岭发电厂输煤顺序控制系统设计,下位机控制部分， (1)供煤时，各设备的启动、停止必须遵循特定的顺序，即对个设备进行联锁控制。 (2)各设备启动和停止过程中，要合理设置时间间隔(延时)。启动延时统一设定为12s,停车延时按设备的不同要求而设定，分为10s,20s,30s,40s,60s几种，以保证停车时破碎机为空载状态，各输煤皮带上无剩余煤。 (3)运行过程中，某一台设备放生鼓掌时，应立即发出报警并自动停车，其前方(指供料方向)设备也立即停车。其后方的设备按一定顺序及延时联锁停车。 (4)各输煤皮带设有双向跑偏开关，跑偏15度时发出告警信号，跑偏30度时告警并自动停车。 (5)可在线选择启动设备用设备，在特殊情况下可由2条输煤线的有关设备组成交叉供煤方式。 (6)可显示各机电设备运行状况，并对输煤过程有关情况(报警、自动停机等)做出实时。 1.3输煤顺序控制系统国内外发展趋势 输煤系统是火力发电厂中教为庞大的一贯饿公用系统。随着我国电力工业的迅速发展，火电厂的装机容量和单机容量都日益增大，输煤系统的规模也大幅度的上升，对其控制方式、运行水平的要求也越来越高。 目前，国内大中型火力发电厂输煤系统普遍采用PLC进行程序控制，以取代系统的继电器强电集中控制方式。但多数火电厂输煤程控系统仅利用了PLC基本开关量逻辑组合功能，其模拟量处理、回路调节等高级功能尚未开发应用。 输煤程控系统主要是以可编程控制器(PLC)为主，实现输煤系统的自动花控制，与强电集中控制相比，在技术上具有控制功能强，编程简单，实现工艺联锁方便，可省去大量的硬件接线，维护方便，可在线修改等特点。PLC不仅能完成复杂的继电器控制逻辑，而且也能实现模拟量的控制，甚至智能控制;并能实现远程通讯，联网及上位机监控等。可为全厂实现计算机控制和管理创造条件。对地域分布较广的系统还可以增加远程控制站及闭路电视监视系统。 随着火电厂规模和单机容量的扩大，许多大型工况设备在输煤系统得到广泛应用，目前多数具备自动或半自动功能，如翻车机、斗轮机、入场煤采样机、入炉煤采样机和环式给煤机等都有各自的PLC控制系统。如何组织和管理好这些大型设备，使整个输煤系统在最高效率状态下运行，是国内火电厂输煤专业发展中需要解决的首要问。全集成化的输煤过程控制器网络是能够满足对输煤设备的管理与控制要求的好途径。 与先进的主机控制系统相比，目前的输煤控制系统则显得十分落后。以武汉阳逻电厂输煤控制系统为例，基本上为集中加就地控制模式，其PLC控制系统仅仅满足了皮带输送机的集中控制功能。简言之，其PLC 控制器仅仅代替了皮带输送机及其辅助设备(如挡板、振打器等)的启、停按钮的功能，其完成的仅仅是部分设备的顺序控制功能，无法达到整个系统的协调控制，而斗轮机、翻车机、环式给煤机均处于各自相对独立的情况下运行，其结果是运行岗位人员设置过多，人员工效率低，系统设备间配合不协调、设备空转导致 1 沈阳工程学院毕业设计,论文， 的电能损耗、设备磨损等损耗较大。PLC在输煤系统中的应用基本上限于设备级，各设备或系统处于各自的PLC控制之下，相互间基本独立。随着国内火电厂机组的扩建和PLC技术的迅速发展，与当初输煤设备的控制从就地走向集中一样，输煤系统的PLC控制也将从设备级发展到车间级。 随着电子技术、计算机技术、控制技术、信息网络技术的迅速发展，现代工业生产正向着生产过程过程控制高度自动化、工艺设备及测控设备高度智能化、生产管理高度自动化等方向发展，作为大型火电厂的燃料输煤系统也不例外，而且随着电气自动化的产品价格大幅度下降，可靠性大大提高，过去那种认为燃料输煤系统不需要较高自动化程度的观点已显得非常落后，从率先实现设备程控化、现场联网化和可视化，再到与MIS系统联网，以及随着WFT3嵌入技术深入到元件级和网速度可靠性的进一步提高，实现透明工厂和移动工业控制完全可能成为现实。 2 铁岭发电厂输煤顺序控制系统设计,下位机控制部分， 第二章 输煤控制系统中的控制设备原理简介 2.1 可编程控制器的原理简介 2.1.1可编程控制器的发展 1968年美国GM(通用汽车)公司提出取代继电器控制装置的要求，在改变几何形状和机械性能为特征的制造工业和以物理变化和化学变化将原料转化成为产品为特征的过程工业中，除了以连续为住的反馈控制外，特别在制造工业中存在了大量的开关量为住的反馈控制外，特别在制造工业中存在了大量的开关量为住的顺序控制，它按照逻辑条件进行顺序动作号按照时序动作:另外还有与顺序、时序无关的按照逻辑关系进行连锁保护动作的控制;以及大量的开关量、脉冲量、计时、计数器、模拟量的越限报警等状态量为住的—离散量的数据采集监控。由于这些控制和监视的要求，所以PLC发展成了取代继电器和进行顺序控制为住的产品。第二年美国数字公司研制出了第一代可编程控制器，满足了GM公司装配线的要求。随着继承电路技术和计算机技术的发展，现在已经有第五代PLC产品了。 可编程控制器(PLC)是新一代工业控制器装置，是自动装置、计算机和通信技术组合的产物，是一种专门用于工业生产过程控制的现场设备。由于控制对象的复杂、使用环境的特殊性和运行的长期连续性，使PLC在设计上有自己明显的特点:可靠性高，适应性广，具有通信功能，编程方便，结构模块化，鉴于电厂输煤系统的重要性，为了向国外无人化监控管理方向发展，以达到减员增效和提高管理水平的目的，输煤系统采用PLC控制 2.1.2 可编程控制器的功能 可编程控制器的主要功能有: (1)逻辑控制功能。用PLC的与、或、非指令取代继电器触点串联、并联和其他逻辑连接，进行开关控制。 (2)定时/计数控制功能。用PLC提供的定时器，计数器指令实现对某种操作的定时完成后，才能进行下一道工序操作的控制。 (3)数据处理功能。PLC能进行数据传送，比较，移位，数制转换，算术运算与逻辑运算以及编码和译码等操作。 (4)顺序控制功能。用步进指令来实现在有多道加工工序的控制中，只有前一道工序完成后，才能进行下一道工序操作的控制。 (5)A/D与D/A转换功能，通过A/D，D/A模块完成模拟量和数字量之间的转换。 (6)运动控制功能。通过告速成计数模块和位置模块等进行单轴或多轴控制。 (7)扩展功能。可能通过附加各种智能单元通过连接输入输出扩展单元模块来增加输入输出点数，也提高PLC控制能力。 3 沈阳工程学院毕业设计,论文， (8)过程控制功能。通过PLC的PID控制模块实现对温度，压力，速度，流量等物理量进行闭环控制。 (9)远程控制功能。通过远程I/O单元将分散在远距离的各种输入输出设备与PLC主机相连接进行远程控制。 (10)通信联网功能。通过PLC之间或与主控计算机的联网，实现较大规模的系统控制。 (11)监控功能。PLC能够监视系统运行的状态，对异常情况进行报警，显示，故障诊断以及自动终止其运行。 2.1.3 可编程控制器的特点及组成 输煤自动化系统近几年能不断成功的投运，主要归功于可编程控制器的发展和普及。根据《可编程控制器》，对可编程控制器定义为:“可变成序控制器是一种专为在工业环境应用而设计的电子系统，它采用可编程度的存储器，用于存储用户的指令，控制数字或模拟的输入/输出，完成确定的逻辑、顺序、定时、计数和运算等功能，控制各种类型的机械或过程。可编程控制器及其外围设备的设计，使她非常方便集成到工业系统中，并很容易达到人们期望的目标。“可编程控制器也常简称为 PLC(Programmable Logic Controller), 它有如下特点: 1) 可靠性高，抗干扰能力强; 2) 控制程序可变，编程简单; 3) 功能完善，包括数学运算、存储、数字和模拟量的输入输出等; 4) 体积小巧，均为标准模块，任意扩充组合。 可编程控制器主要包括三部分，如图2-1所示。 1) 输入部分，它收集并储存被控对象实际运行的数据和信息; 2) 逻辑部分，即中央处理单元(CPU)，由处理器、储存器系统、电源系统组成; 3) 输出部分，实施逻辑部分的分析结果，对被控对象作实时处理。 可编程控制器提供了完整而标准的编程语言，以适应在各种工业环境下使用。PLC提供的编程语言通常有三种:梯形图、功能图和布尔逻辑编程。目前使用较多的是梯形图编程法，主要原因是它和以往的继电器控制线路相似，使对计算机不太了解的电气技术人员能够很容易学会掌握，编程时完全不必考虑微处理器内部复杂的结构，不必考虑计算机使用的语言，而把PLC内部看成许多“软继电器”等逻辑部件组成，编程过程相当于设计和改变继电器控制的硬线路。 2.1.4 可编程控制器的性能指标 (1)输入输出电数。指可编程控制器外部输入输出端子数，这是PLC的一项非常重要的技术指标，常用输入输出点数来表征PLC的规模大小。 (2)扫描速度。一般指PLC执行一条指令的时间，单位为US/秒;有时也以执行一千条指令时间来计算，单位为MS/千步。 4 铁岭发电厂输煤顺序控制系统设计,下位机控制部分， (3)内存容量。一般指PLC存储用户程序的多少。 (4)指令条数。指令条数的多少是评价PLC功能强弱的指标。 (5)内部寄存器的配置情况是评价PLC硬件功能的一个指标。 (6)高功能模块。将高功能模块与住模块，通信模块，高级语言编程模块等等。 (7)另外使用PLC时，还应考虑电源电压，直流输出电压，环境温度，湿度，质量和外形尺等性能指标。 2.1.5 可编程控制器的分类 PLC装置的形式多种多样，功能各不相同。 按容量来分，可以分为“小”“中”“大”三种类型。 小型PLC，这类PLC的规模较小。I/O点数一般从20点到128点。这类PLC的主要功能有逻辑运算，计数，移位等。采用专用编程器。 中型PLC其I/O点数通常从129点到512点，内存在8K以下，适合开关量逻辑控制和过程参数检测及调节，数据处理及A/D，D/A转换，联网通信，运程I/O等功能。 1(按容量来分，可以分为“小”、“中”、“大”三种类型。 2(小型PLC，这类PLC的规模娇小。I/O点数一般从20点到128点。这类PLC的主要功能有逻辑运算，计数，移位等。采用专用编程器。 3(中型PLC其I/O点数通常从129点到512点，内存在8K以下，适合开关量逻辑控制和过程参数检测及调节，数据处理及A/D，D/A转换，联网通信，运程I/O等功能。 大型PLC其I/O点数在513点以上，其中I/O点数在513点至896点为大型机，896点以上为超大型机。它具有高级功能的PLC，除了具有中小型PLC的功能外，还有PID运算及高速功能。配有CRT显示及常规的计算机键盘，与工业空驶计算机相似，既有计算、控制、调节的功能。 从结构上分 按硬件结构不同，将PLC分为三类 整体式结构它是将PLC各组成部分集装在一个机壳内，输入输出接线端子及电源进线分别在机箱的上，下两侧，并有相应的发光二极管显示输入输出状态。 模块式PLC输入输出点数较多的大中型和部分小型PLC采用模块丝结构。、 叠装式PLC。 2.2 上位机监控软件性能功能简介 计算机作为上位机可以提供良好的人机界面，进行全系统的监控和管理;PLC作为下位机进行通信，执行可靠有效的分散控制。在计算机与PLC之间通过通信网络实现信息的传送和交换。在控制系统中，一般计算机仅用于编程、参数设定和修改，图形和数据在线显示，并没有直接参与显示控制，现场上的控制执行者是PLC。因此，即使是计算机出了故障，也不会影响整个生产过程的正常进行，大大提高了系统的可靠性。应用实践表明: 5 沈阳工程学院毕业设计,论文， 上述的分布式控制系统可以综合计算机与PLC的长处，弥补它们各自功能上的不足，实现控制与管理一体化。这种分布式控制系统在工厂自动化(FA)，柔性制造系统(MFS)以及计算机继承制造系统(CIMS)中可以发挥重要的作用。由于当今世界是一个信息技术高度发展的世界，计算机监控软件有INTUCH，组态王，百利等。由于学校的条件，本论文主要介绍紫金桥监控软件。 紫金桥监控软件简介 紫金桥监控软件是一个集成开发环境。工程人员在这个环境中可以完成界面的设计、动画连接的定义、数据库的配置等等。利用人机界面开发部分可以方便的生成各种复杂生动的画面，可以逼真的反映现场数据。数据库中在任何需要的时候把生产现场的新奇实时地传送到控制室，并且通过局域网和Internet,可以在任何地方访问实时和历史产生数据，及时了解、评价生产情况和操作水平。它的基本功能是数据通讯、数据管理、数据交互。具体的说，数据通讯就是1)从现场获取数据并将它们加工成可利用形式的基本功能、2)向把需要控制的信号通过计算机直接发送到现场的执行机构，这样就建立了控制软件所需的双向连接。数据管理就是根据用户的需要，对数据进行更深层次的加工，如量程交换、报警、统计、分析等。数据家户就是根据不同用户的需求，把数据以不用的形式提交给用户以实现交互，如现场操作工需要监控，管理人员需要数据报表、工艺工程师要对数据进行分析等，紫金桥为不同的用户提供了多种交互手段。 从功能上分，紫金桥可以分成组态和运行两个部分;从结构层次上分，紫金桥包括IO驱动、实时数据库、人机界面三个层次。 紫金桥各组成部分的功能介绍如下: 工程管理器。工程管理器是整个系统的管理器，用于创建、删除、备份、恢复、选择当前工程等。 实时数据库(DB)。实时数据库是紫金桥系统的数据处理核心，她一方面管理系统的数据处理，如实时数据的处理、历史数据存储、报警处理、统计数据管理等，另一方面它还要为紫金桥的其他组件提供数据服务，如View、IO驱动程序、网络通讯组件等提供各种服务。因此实时数据库是紫金桥系统的中枢部分、而且是紫金桥分布系统的服务器。 通信程序组件(NetClient/NetServer、TelClient/TelServer、ScomClient/SComServer)通信程序采用以太网(TCP/IP)、电话拨号、串口等多种通讯介质进行数据通讯，它是连接客户端(View)和服务器(实时数据库)的桥梁，是构成紫金桥分布式系统的重要组成部分。 I/O驱动程序。I/O驱动程序是紫金桥与现场IO通讯的中介，它把不同的IO设备虚拟成逻辑设备，用户不必关心设备与计算机通讯的具体协议，它负责把数据从现场设备采集到实时数据库、并把控制指令下达到实际的物理设备。紫金桥系统提供了大量的常用IO驱动，包括常见PLC、板卡、智能仪表、DCS等多种IO设备。 HMI开发系统(Draw)。开发系统是一个集成开发环境，可以进行系统的配置、组态(包括画面组态、数据库组态、IO驱动组态)，用户可以根据自己的需要和工程的实际情况来建立自己的应用系统。 HMI运行系统(View)。运行系统是用户开发出来的应用系统的结果显示，可以与最终 6 铁岭发电厂输煤顺序控制系统设计,下位机控制部分， 用户(如现场操作人员等)进行交互，提供流程图显示、历史/实时趋势显示、历史/实时报警显示、报表等多种数据表现方式。 Web服务器(Web Server)。Web服务器是为用户提供Web服务的程序，用户可以通过IE等标准浏览器来访问紫金桥的数据，从远程查看工业现场数据，及时了解工厂生产情况。 7 沈阳工程学院毕业设计,论文， 第三章火电厂输煤控制系统组成及工艺概述 3(1给煤部分介绍 3(1(1斗轮堆取料机 斗轮堆取料机是一种多斗、连续作业的大型散料处理设各，由于这种设备是由斗轮机演变而来的，所以，它们在结构上有相似之处，在外观上也相象。斗轮堆取料机结构形式种类繁多，按照行走方式的不同，可以分为:轨道式、履带式和轮船式等。目前，我国生产的斗轮机大多为轨道式，按照斗轮臂架的平衡方式斗轮堆取料机可分为:活配重式、死配重式、整体平衡式。这里以最为常用的轨道式斗轮堆取料机为例，说明该设备的结构著称。如图3-1所示是长春发电设备总厂研制的、集取料和堆料功能于一身的(双1000/1500.45型)的斗轮取料机，它是斗轮堆取料机的一种典型的结构型式，其结构组成按用途分为四个主要部分: 工作机构 工作机构包括:?斗轮机构，是斗轮机的末端工作装置，由斗轮及其驱动、传动装置构成，工作时，由该机构完成取料、料堆的动作。?受、卸和转送物料装置，负责接受和传送物料。?变幅装置，是斗轮机构的支撑装置，由前臂架、中拉杆、平衡架及其配重、斜支撑和前拉杆I、前拉杆II组成，属于物料传送装置的胶带机沿纵向布置在前臂架上。?回转个机构，负责带动由斗轮机构、变幅装置和立柱等在水平面内传动，完成斗轮在水平面内的方位改变。另外，具体结构的斗轮机在工作装置的著称上还有较大差异。 行走装置 行走装置与门座一起支撑工作机构少}完成整机的移动。 电气设备 电器设备提供动力、照明和电控。 尾车 尾车用与配合斗轮来完成取料和堆料工作。 斗轮堆取料机的作业方式一般有堆料作业和取料作业。对于悬臂式斗轮堆取料机，其 8 铁岭发电厂输煤顺序控制系统设计,下位机控制部分， 具体作业流程为: 机上自动或手动方式想料场堆煤; 机上自动或手动方式取煤; 通过斗轮机尾车向主厂房上煤。 斗轮堆取料机作业有以行走为主的、旋转为之的及定点三种堆料方式。行走为主的堆料又有连续行走和间断行走之分;旋转为主的堆料可分为断续旋转加断续行走堆料及连续旋转堆料。 斗轮堆取料机取料作业有分层取料和斜坡取料两种方法;若按臂架长短分则有旋转取料法和槽式取料法。 3(1(2叶轮给煤机 叶轮给煤机工作于火电厂地下煤沟中。它可沿煤沟纵向向轨道行走或停在某一处，将煤从煤斗拨至输煤皮带上。除在电力部门使用外，叶轮给煤机还可以用于煤炭、采矿、冶金、建材、化工等需要对散装物料进行装卸输送的部门。因为也称之为叶轮拨料机。 组成结构 叶轮给煤机一般由主传动(叶轮传动)、行车传动、电缆牵引机构、除尘机构、电气控制六部分组成。依据结构不同可分为桥式(QYG)、门式(MYG)、双侧式(SYG)和上传动(QSG)叶轮给煤机，其工作原理大致相同。图3-3为常用的桥式叶轮给煤机结构示意图。 9 沈阳工程学院毕业设计,论文， (2)叶轮给煤机具有以下结构特点: 1在额定出力范围内，叶轮拨煤可进行无级调速。 2叶轮、行走有各自拨煤独立的传动机构。 3可在原地或行走中拨煤，无空行程。 (3)工作原理 1通过动力电缆对工作电机供电。 2通过电磁调速电机(主电机)拖动叶轮旋转并在转速范围内进行无级调速。 3通过行车传动系统使机器在预定的轨道上往复行走。 4当机器行至煤沟端头时，靠机侧的行程使机器自动反向运行。 5当两机相遇时，靠机器端部的行程开关使两机自动反向运杆。 工作状况 叶轮给煤机的工作环境十分恶劣，煤斗承台距皮带一般有1。3—1。5m，叶轮上的叶爪把煤拨到皮带上时，由于煤的拨动和下落使煤灰飞扬，机器上与控制箱中会积下大量的煤灰。加上日常的水冲洗，煤沟内空气湿度很大，易使电控部分的电气元件受潮剩锈，绝缘降低，造成电气短路和断路的故障。由于煤斗内的煤松紧程度不均匀，叶轮给煤机在拨煤时会产生很大的振动和机械噪声，长期的振动易使电气元件产生松动、接触不良、脱焊等不良现象。由上述情况可知，叶轮给煤机安全稳定运行的要求和恶劣的工作环境对电气控制部分的可靠性提出了很高的要求。 3(1(3输煤翻车机 火力发电厂及其它矿石燃料、原谅大用户普遍经由铁路进料，其卸料任务重、连续性强、劳动强度大，适于采用输煤(料)翻车机系统进行“牵车解列一整车皮翻卸一空遍列”作业。近年来国产大型输煤(料)翻车机系统已开始应用于大型火电厂、冶金化工企业、 10 铁岭发电厂输煤顺序控制系统设计,下位机控制部分， 煤(原料)中转码头等。 输煤翻车机系统由重车调车机(简称重调机、夹轮器、翻车机、移轨台、空车调车机)五部分和重车线、空车线两条铁路构成，见下图。 输煤翻车机系统对控制功能要求: 能完成输煤翻车机系统全过程自动控制或由主控制室程控台集中控制或分散就地手动控制。三种控制方式可灵活切换。 系统在任一控制方式下运行中遇到掉电、过载、危急指令、复位指令时，能就地停机并记忆当前状态。重新上电或危急解除后，系统既能从当前状态接续运行，亦可受“复位一启动”指令从初始状态开始运行。 运行中随时监测各驱动电机的电压电流、制动油泵油压和各极限位置。及时实施缺相、过载、短路、低油压及越限保护。 油画运行曲线。重调机、翻车机、移轨台都以低速启动，逐级加速。制动前先减速。特别要保证移轨台能准确对齐重车线(空车线)，翻车机准确返回至“0”位。以减小对设备和车皮的机械撞击和电冲击。 自控悦性方式下能辨识末节车皮，重调机牵末节车中途不停不摘钩，夹轮妻不动作，卸完末车后系统自动复位、停机。 集控运行方式下能辨识非法手动指令，防止误操作。 重调机速度分级、翻车机返回“0”位调整时间、移轨抬对齐重车线/空车线调整时间都应能灵活整定，以适应系统工作环境条件的变化。 3(2输煤部分介绍 3(2(1输煤程控系统的范围、对象和系统构成 输煤程控系统有控制部分、监测保护部分及管理部分组成。第一部分为外围传感器及各被 11 沈阳工程学院毕业设计,论文， 控对象执行环节，用来为系统提供各种运行状态信息和执行控制系统发出的启、停设备命令。第二部分为控制部分，由若干可变成控制器(PLC)组成。通过对可编程控制器的编程来完成现场传感信号的采集，运行设备如皮带机和碎煤机的启、停程序控制，根据煤仓煤位的监测情况控制梨煤器拾、落，以实现煤仓自动配煤。第三部分为管理部分及原有的集中控制抬。主要由监控用工业级PC机、图形显示器及打印机组成。通过与可编程控制器通信获得输煤系统实时运行状态信号，并将这些信号，以图形方式显示到图形显示器上，完成实时信号的各种管理及事故追忆功能。同时可通过通信方式从上位计算机发送程控启停指令，实现控制。 3(2(2输煤程控系统的运行方式 输煤程控系统提供六种运行方式: 码头——煤场; 码头——筒仓; 码头——锅炉原煤仓; 筒仓——锅炉原煤仓; 煤场——锅炉原煤仓; 地下煤斗——锅炉原煤仓。 上述输煤流程中，有三条可同时运行的流程，他们是:?码头——煤场;?码头——筒仓; 12 铁岭发电厂输煤顺序控制系统设计,下位机控制部分， ?码头、煤场、地下煤斗、筒仓至锅炉原煤斗。 3.2.3输煤程控系统的主要功能 系统控制可实现程控自动、程控单动和就地操作(调试方式)三种控制方式。 可由运行人员进行流程选择，实现多余带式输送机的选线和切换。控制系统自动检测流程中各个设备的工作状况，待各个设备允许作业时，发出允许运行信号。禁忌的流程进行闭锁。 流程中各设备按逆煤流方向逐条延时启动;按顺煤流方向逐条延时停止。 当流程中某设备发生故障时，则该设备及其上方所有设备一齐急停(碎煤机延时停止)，下方设备顺序逐条延时停止。 控制台(操作键盘)设有紧急按钮，在发生紧急情况时，按下该按钮将流程中所有一起急停(碎煤机延时停止)。 对流程状态及现场所有设备的状态在控制室进行显示，根据故障类型进行处理并发生生光报警。 3(3配煤部分介绍 配煤系统有自动配煤、手动配煤两种运行方式。自动配煤完全根据现场的煤位信号和梨位信号，以及操作员根据现场要求所设的尾仓和检修梨，自动控制梨的拾落，完成原煤仓的自动配煤，手动配煤则山操作员根据现场的煤位和梨位信号通过上位机一对一操作梨的拾落来完成原煤藏的各仓配煤。 1皮带机的控制 无论是手动还是自动启动皮带机前，都要先响警铃20秒，通知在皮带周围的人员尽快远离，以免发生事故。皮带机是输煤系统的主要运输设备，因此对它的保护和要求也就相应的多了一些。在皮带机两侧设事故拉线开关，巡检人员发现皮带及其附近设备有异常情况时，可直接拉事故拉线，使皮带停止。 皮带重跑偏、纵向撕裂、打滑、管道堵煤等信号都直接进入了PLC，一旦其中某一个事故出现时，都要使皮带机立即停止。但是为了避免由于这些事故的假信号影响正常上煤，还设置了一些屏蔽这些信号的键，当操作人员能够确认某个信号为误动作时，就可以使用屏蔽键令这个信号不起作用，等信号处理好后，要马上恢复此信号的功能，以免造成更大的损失。参看“一号甲皮带控制状态”图，本设备的所有控制和状态都可以在这一幅图中显示出来。 13 沈阳工程学院毕业设计,论文， 本系统对每个设备都设置了一个“检修”键，当现场设备需要检修时,在上位机中设定此设备为“检修”状态，则PLC控制程序禁止此设备运行。 2)电动三通挡板的控制 为了使上煤系统更加灵活，设置了16个电动三通挡板，并且要求其参与系统联锁，且能就地、程控操作。在自动工作状态下，当按下预启动键时，三通挡板根据选定的在其前后两条皮带的位置，自动完成通甲路或通乙路的动作(例如现在选中的是1#甲皮带和2#乙皮带，按下预启动键后，1#三通挡板就自动打在了通乙路的位置上)，为下一步的程启做好准备。 但是由于种种原因，甲、乙路到位信号有可能在使用过一段时间后失灵，因此就又增加了甲路通到位和乙路通到位的假信号，在到位信号失灵后替代实际信号工作。 14 铁岭发电厂输煤顺序控制系统设计,下位机控制部分， 为了避免由于误操作而引起上煤中断，在已经运行的流程中对所有三通挡板操作无效(闭锁操作)。 3)除尘器 系统设置了15个除尘器，自动时，在预启动时启动，但在启动皮带时不判断除尘器是否运行。联锁手动时与所在带式输送机联动，在启动皮带前先输出启动除尘器信号，但不论除尘器启动与否，都继续向下启动皮带机。除尘器自身故障不连跳主设备。 4)除铁器 系统共有2个盘式除铁器和8个带式除铁器，自动时，在预启动时启动，但在启动皮带时不判断除尘器是否运行。联锁手动时与所在带式输送机联动，在启动皮带前先输出启动除铁器信号，但不论除铁器启动与否，都继续向下启动皮带机。除铁器自身故障不连跳主设备。 5)振动器 本系统共有30个振动器。它的功能是在出现堵煤的情况自动振打，或每隔20分钟自动振打10秒，也可切换到手动方式，由操作人员手动随时启停。 6)皮带秤 皮带秤输出的脉冲累加点用于计算累计上煤量。 7)叶轮给煤机 叶轮给煤机利用行走和拨动功能把在火车、汽车卸煤沟中的煤炭运送到皮带上。自动工作状态下，给煤机启动和停止取决于在它后面的皮带的动作，而给煤机的前进和后退，则需要操作人员根 据现场的实际情况进行手动操作。参见“一号叶轮给煤机控制状态”画面。 8)斗轮机 两个斗轮机分别在两个煤厂，负责煤厂煤炭的堆取工作。在机组使用煤炭量较少时，利用斗轮机的堆料功能，配合5#甲、7#甲皮带正转，把卸煤沟的煤炭存储在煤厂中;当锅 15 沈阳工程学院毕业设计,论文， 炉使用大量煤炭时，利用斗轮机的取料功能，配合5#甲、7#甲皮带反转，把存储在煤厂中的煤炭运往原煤仓。 9)滚轴筛 滚轴筛位于8#皮带和9#皮带之间，其作用是把煤炭进行筛分，筛下物直接落到9#皮带运往原煤仓，筛上物通过11#皮带和碎煤机进行破碎后返回煤厂。当滚轴筛出现故障时，煤炭直接从8#皮带落在9#皮带上运往原煤仓，可保证原料的供应不会因为滚轴筛的故障而停止。 10)卸料小车 卸料小车共有两个，10#甲带和10#乙带上面各一个，可在皮带上行走。其功能是把10#皮带上的煤炭卸到原煤仓中。 原煤仓共有12个，1~6#原煤仓给1#机组提供燃料，7~12#原煤仓给2#机组提供燃料，6#仓与7#仓之间有一段距离，其它仓都是并在一起的。原煤仓上装有12个位置开关，可标识小车处于哪一个原煤仓上。 卸料小车上面有三个挡板，可以使小车处于卸料/直通状态。初始位置为直通状态，当开始卸料时，两侧的挡板打开，位于皮带上的挡板关闭，煤炭从皮带两侧落入选定的原煤仓;当小车经过6#仓与7#仓之间时，为了避免煤炭撒落到外面，两侧的挡板关闭，皮带上的挡板打开，此时小车处于直通位置，煤炭经过小车后依然还落在皮带上，最终进入12#原煤仓中。 小车有两种卸料方式，定点/连续方式。定点方式是小车走到选定的原煤仓后，停止不动向原煤仓内卸料;连续方式是小车在选定的原煤仓上来回行走，把煤炭均匀地卸到原煤仓中。 3(4配煤部分介绍 3(4(1自动配煤 自动配煤又称程控，既通过程序进行控制。自动配煤的情况如下: ?配煤程控是根据现场煤位信号进行自动配煤，有3种原则:既优先配、顺序配、余额配煤。 ?若某仓出现低煤位信号，不管原来配仓在哪里进行都将立即中止而转入对低煤位信号的煤仓配煤，既出现低煤位信号的煤仓要优先配煤。如果是有两个以上的煤仓同时出现低煤位的信号，则按煤流方向依次配煤至低煤位信号消失后延时一段时间。当全部低煤位消失时，各煤仓的配煤将按顺煤流方向依次进行。对原煤仓，每个仓都配至高煤位报警信号出现为止。 ?如正在进行顺序配煤时，某煤仓又出现低煤位报警，则立即转到低煤位煤仓进行低煤位优先配煤，配至低煤位消失后延时一段时间，然后返回到刚才顺序配的煤仓进行顺序配煤。 ?如遇到检修梨自动跳过。 ?如果落梨信号发出后10s，该梨仍未落到位，则发出梨煤器卡死信号，而转入下一梨继 16 铁岭发电厂输煤顺序控制系统设计,下位机控制部分， 续配煤。 ?因过多的梨卡死而不能自动配煤，只能用手配方式对各仓进行配煤。或者，如果此梨不在落位，在上位机上设此梨为检修梨，继续程配。 当顺序配煤到尾仓，尾仓出现给煤位时，配煤系统即发出“程配完毕”信号。程配完毕信号发出后，整个流程即要顺煤流方向依次停运各个设备，将皮带上的煤走空。在流程停运之前这一段时间，配煤将返回第一个仓开始余配煤，每个仓均分，配一段时间后才转入下一仓。对检修仓、检修梨会跳过不配。这一轮配完后，下一轮再重复进行，直到皮带声的余煤配完或流程停下来。 ?检修梨的设置都在上位机上进行，尾仓的梨在程配时处于落下位置，后面的仓不参与配煤，设置检修梨前，需要在就地将此梨打在拾起位置，在程配时不对此梨进行控制。铁岭电厂配煤系统如图3—6所示。 3(4(2手动配煤、 手动配煤和自动配煤操作方式的选择，是通过“配煤方式”选择开关来实现的。对于铁岭电厂输煤系统。当把“配煤方式”选择开关打到“集控”情况时，可进行手动配煤。 17 沈阳工程学院毕业设计,论文， 手动配煤是系统提供的针对发生故障时的一种配煤方式。在此方式下，只能在控制台上一对一操作梨煤器，不受程序控制。操作员可根据模拟屏上显示的煤仓煤位信号由人工配煤。如:当煤带漏煤时，由于输煤皮带的运转已不能保证在程控的时间内实现配煤，如果继续用程控配煤，有可能在同一时间有多个原煤仓发出低煤位报警信号，进行发生停炉的危险。 手动配煤是通过上位机手动操作每个梨的拾、落，进行配煤，手动配煤保护信号仍然有效，在设备出现故障的情况下，自动连跳相关设备。 3(4(3其他配煤方式 除了以上两种配煤方式以外，皮带上的余煤采用第三种配煤方式，即余煤配煤，即将余煤配给了高煤位信号消失的煤仓或尾仓。第一种方式和第二种方式是交叉进行的，只要一个煤仓出现就优先为其配煤。 18 铁岭发电厂输煤顺序控制系统设计,下位机控制部分， 第四章 铁岭电厂输煤计算机监控系统设计 4(1铁岭电厂输煤系统的组成 铁岭发电厂输煤系统包括:12台皮带机，38台梨煤机，10台除铁器，4台叶轮给煤机，2台碎煤机，2台概率筛，9台电动挡板，4台缓冲滚筒，煤位信号，堵煤信号，撕裂信号，欠速信号，叶轮给煤机位置信号在内的286套装置信号。 由图可见，上煤系统主要由皮带机组成，上煤流程为:叶轮给煤机1G?1号皮带机1P?电动挡板1D?2号?皮带机2P?3号皮带机3P?碎煤机SM?4号皮带机4P?电动挡板2D?5号皮带机5P?梨煤机?锅炉原煤仓。 以上系统为双路系统，可一路运行，也可双路同时运行。在1P、2P及4P、5P皮带机转接点处经过1Da、1Db、2Da、2Db 4台电动挡板实现系统的交叉运行。这些交叉点的设置为系统运行提供了灵活性，即使发生故障仍能保证燃料的可靠供给，但由于交叉点的设置使系统的运行方式的组合呈级数增加。 下面以上煤方式之一1Ga?1Pa?2Pa?3Pa?SM?4Pa?5Pa?煤仓为例说明系统的运行，从中找出系统控制程序基础。正常启动为逆煤流起动，其顺序是: 5Pa启动?4Pa启动?3Pa启动?????1Ga启动 按上述启动的顺序保证了当1Pa开始上煤时整个系统已正常运行，而不至于发生跑煤或皮带上堆煤现象。 正常停止为顺煤流停车，其顺序是: 1Ga停?延时t1后1Pa停?延时t2后2Pa停?????延时t5后5Pa停 延时的目的是使被停的皮带上不存煤，计算公式: T?s/v 式中:t该号皮带机延时时间，s该号皮带机长度，v该号皮带机运行速度。 当系统中某一环节发生故障，在故障点前各皮带机应立即停车，故障点后的各皮带余煤按 19 沈阳工程学院毕业设计,论文， 顺序停机方式进行。 5P皮带下为多个锅炉的原煤仓，煤仓内有高低煤位信号传感器，配煤的要求是:每个煤仓都应保证有煤，且应在高低煤位之间，即煤仓出现低煤位则马上要求配煤，出现高煤位则停止想该仓配煤。当所有煤仓都达到各个锅炉的要求后，停止整个系统。 4.2 铁岭电厂输煤控制系统结构 铁岭电厂输煤系统采用可编程控制器(PLC)进行控制，通过工业计算机进行显示、操作，结构如下图。 该设计实现了全部皮带机起停程序控制，全部煤仓煤位的连续监测及犁煤器程序控制自动配煤，用各种监测传感器对输煤系统运行进行实时监测及故障的实时紧急控制，实现各种实时信急的自动管理、图形显示及事故情况下参数的纪录和追忆。 4.2.1 铁岭电厂输煤控制系统功能 铁岭电厂为实现所要求达到的程控功能，采用了送煤程序控制。送煤的程序控制为正常状态下优先采用的方式，按事先编好的程序选其一种运行方式，可以实现下述程控功能:(1)程序启动，即逆煤流方向依次启动。(2)程序停机，即顺煤流方向依次延时停机。(3)联锁停机，当系统中某一设备或部位故障而停止运行时，该部位逆煤流方向的全部设备(碎 20 铁岭发电厂输煤顺序控制系统设计,下位机控制部分， 煤机除外)瞬时停机，顺煤流方向的设备延时停机。(4)紧急停机，即全部停机，碎煤机延时40s 停机。(5)自动程序配煤，采用自动、手动和其他配煤方式。 操作控制功能 铁岭电厂输煤系统的运行具有程序自动控制、集中手动控制和就地手动控制功能，其中集中控制分为基于PT 的集控功能和原集控室的控制功能。 现场设备除堆取料机只参加联锁外均具有程控、集控和就地控制功能。 根据生产的需要和设备的备用状态，操作人员可通过计算机鼠标或键盘对输煤系统进行操作。彩色图形化的操作界面令操作直观准确。 程序控制状态下，系统可对运行设备的启停进行自编排、调整，从多种可能的运行方式中优选出一种进行执行。 1段上煤和5段上配煤均可作为独立子站实现程控及就地操作。 1段叶轮给煤机按设定的给煤量恒定给煤，叶轮给煤机按程序在1 段遥控行走，给煤量可在就地及程控室进行设定和瞬时调整。 5段通过38 台犁煤器的程控起落，以实现时间配煤、条件配煤、跳仓、强置、均煤等自动控制，按储煤量设定对20 个储煤仓进行最优化配煤。 输煤现场各段的10台除铁器具有程控、就地控制功能。 监视、提示、报警功能 在程控室具有同时动态监视卸煤车、1段、2段、3段、4段、5断、6段、7段等8处设备及输煤情况的功能，通过装在现场的28台工业摄像机输煤程控人员及输煤公司经理可随时通过监视器自动或人工选择，显示各处现状。 具有拉线开关状态、皮带打滑、皮带跑偏、皮带撕裂、;落煤筒堵塞、动力电机电流、除铁器励磁电流、碎煤机工作电流、皮带秤测量结果等的直观显示功能，并通过对各个信号量的分析比较和计算，输出声报警CRT 提示报警。 通过PC机运行状态模拟，以预知个部分可工作情况。 故障检测及保护联锁功能 输煤系统各设备均可实现具有条件和时间相关的联锁，令系统运行稳定可靠，程序故障检测具有对故障信号自动处理，数字滤波功能，以消除误动作的干扰。 对皮带机等大型设备进行过流检测保护、对拉线开关状态、皮带打滑、皮带跑偏、皮带撕裂、落煤筒堵塞故障信号进行检测 系统各开关量、模拟量及远程通讯喘口具有继电器或光电隔离保护措施，保证安全可靠工作。 系统具有设备故障诊断、自动提示报警、自动寻找切换工作坊式的能力，可进行模拟运行和预报。 4.3 铁岭电厂控制系统硬件设计 目前，国内外的PLC产品有几十个系列，上百个型号，各个种类的PLC的容量、结构 21 沈阳工程学院毕业设计,论文， 形式、性能、指令系统、编程方法、价格各不相同，适应的工作场合也有差异。因此，对于每一个准备使用PLC的用户来说，合理的选择PLC是非常重要的，它直接影响几个方面的内容，下面简要介绍PLC的选型原则，并介绍本文所选用的PLC。 选择机型 目前国内使用的PLC以国外产品居多。美国是PLC的发源地，以大中型机为主，功能完备，单机价格高，GE公司、MODICON公司、AB公司是其代表。日本的PLC以中小型机为主，价格便宜，典型代表为OMRON公司、三菱(MITSUBISHI)公司的产品。德国SIEMENS公司的产品以可靠性高著称，其主要产品有S5，S7两个系列，包括了从大型机到小型机各个型号，在国内使用广泛。 选择容量 PLC的容量包空主机用户存储器的内存容量和I/O控制点数两个方面，选择时应留有适当的裕量做备用。叶轮给煤机的控制点数在巧点左右，选择20点左右工//0即可满足要求。 选择I/O模块 输入模块是直流24V DC和交流220V AC两种。本文选用24V DC输入。 输出模块有三种形式:继电器输出，晶体管输出和可控硅输出。晶体管输出模块只能带直流负载，是直流输出模块，用于高速小功率负载;可控硅输出模块是交流输出模块，只用于高速大功率负载;继电器输出模块是交直流输出模块，即可带直流也可带交流，因其有触点，故只能用于低速负载。叶轮给煤机电控部分控制对象为接触器，属于交流低速负载，故本文选用交流(220V AC)继电器式输出模块 综合考虑以上三点原则，本文选用S工EMENS公司的SIMATIC S7—200型PLC，该机属于整体式PLC，主机集成了中央处理单元(CPU224)，13KB程序和数据存储器，24路数字量I/O点，P工D控制器和一个RS—485通讯编程口。并可连接7个扩展模块(包括模拟量工//O模块)，最大数字量输入/输出映像区128/128，最大模拟量输入/输出映像区32/32。 SIMATIC S7-200型机的技术性能指标如下:\ 编程语言:STL，LAD和FBD 程序存储器:8K字节/典型值为2.6K条指令 数据存储器:2.5K字 扫描速度:0.37μs/指令 指令集:基本编程指令134条 本机I/O:14入/10出 通讯口数量:1(RS-485) 支持协议:PP工，DP/T，自由口 特殊功能:PID控制器。内置高速计数器 4.4铁岭电厂控制系统软件设计 铁岭电厂控制系统软件的设计是本论文的重点，也是工作中心。在控制系统中的软件 22 铁岭发电厂输煤顺序控制系统设计,下位机控制部分， 采用西门子的S7-200系列，通过编程梯形图程序来进行控制。由于程序很大，只给出部分梯形图程序，见下一章。上位机监控画面的编程内容，下载到下位机PLC的FFPROM中运行 系统运行前，首先利用紫金桥软件的工程管理器，绘制被控工艺流程图，生成静态画面;再通过确定动态变量数及属性、定义变量名TAGNAMF及T/O地址，以便通过现场控制与PLC进行联结。系统运行时，通过紫金桥监视画面进行控制。利用相应画面操作按钮对画面进行控制，PLC存储器中梯形图程序决定紫金桥动态画面状态;也可查看操作指导、系统说明等辅控画面。、 对这样一个复杂及工艺特点，优秀为采用PLC核心构成程序控制。 PLC程序设计: 针对输煤系统的控制要求以及具体控制方案的实现，两段皮带启停设计的程序流程如图4-3所示。程序说明如下: 子模块0:初始化子程序。在PLC加电时根据各个开关的位置设立标志位，仅在第1个扫描周期执行。 子模块1:并行一线联锁启动、连锁停车，并判断事故停车信号以实现事故停车。 子模块2:并行一线连锁启停控制程序。根据启动标志位1实现并行二线的连锁启动、连锁停车，停车。并判断事故停车信号以实现事故停车。 子模块:交叉线连锁启停控制程序，根据启动标志位3实现交叉线的连锁启动、连锁停车，并判断事故停车信号以实现事故停车。 PLC的输出信号控制电机的接触器，启动送高电平，停止送低电平。程序特点: 特殊标志位的使用:使用特殊标志位SM0.1，使得初始化子程序(子模块0)仅在第1个扫描周期执行，而在以后的扫描周期不再执行。这样，个别标志位在PLC加电后不受开关变化的影响。例如，并行模块和交叉模式对应标志位仅在关掉主控开关后才能改变。 内部标志位的使用:在程序中，利用标志位来表示不同的现场情况和程序状态，增加了程序的可靠性和灵活性。 程序模块化:程序由不同子模块构成，各子模块独立完成各自功能，互不干扰，因而程序结构清晰，便于修改。 定时器的使用:程序中，利用不同的定时器来设定不同设备的延时时间，可以灵活地控制要求进行延时时间的设定。 23 沈阳工程学院毕业设计,论文， 24 铁岭发电厂输煤顺序控制系统设计,下位机控制部分， 第五章 铁岭电厂输煤计算机梯形图的设计 梯形图是PLC的一种主要编程语言，设计好梯形图程序是用好PLC的关键。在继电器电路图中，各继电器可以同时动作，而PLC的CPU是串行工作的，即CPU同时只能处理一条指令，因此在设计梯形图时应注意以下几点: 应遵守梯形图语言中的语法规定。 设置中间单元。在梯形图若多个线圈都受到某一触点串并联电路的控制，为了简化电路，在梯形图中可以设置用该电路控制的存储器位，它类似于继电器电路中的中间继电器。 尽量减少PLC的输入信号和输出信号。PLC的价格与I/O点数有关，每一输入信号和输出信号的点数是降低硬件费用的主要措施。 设立外部连锁电路。为了防止控制正反转的两个接触器同时动作造成三相电源短路，应在PLC外部设置硬件连锁电路。 梯形图的优化设计。为了减少语句表指令条数，在串联电路中单个触点应放在右边，在并联电路中单个触点应放在下面。 外部负载的额定电压。 对于铁岭电厂输煤系统程序控制中的皮带启动，停止语句表如下，梯形图见附录1。 //V0.0皮带一段 启动按钮V1.0 //V0.1皮带二段 停止按钮V1.2 //V0.2皮带三段 皮带急停V1.2 //V0.3皮带四段 复位按钮V1.3 Network 1 //按下皮带启动按钮V1.0，五段输煤皮带转动。 LD V1.0 V0.4 AN V1.1 AN V1.4 = V0.4 TON T37, +50 Network 2 //50s后四段输煤皮带转动，定时器T38计时50s LD T37 = V0.3 TON T38 +50 Network 3 //50s后三段输煤皮带转动，定时器T39计时50s LD T38 = V0.2 25 沈阳工程学院毕业设计,论文， TON T39 +50 Network 4 //50s后三段输煤皮带转动，定时器T40计时50s LD T39 = V0.1 TON T40 +50 Network 5 //50s后一段输煤皮带转动 LD T40 = V0.0 Network 6 //按停止按钮V1.2，计时开始 LD T1.2 V0.5 AN V1.3 //55s后二段停 LD T39 AN T42 = V0.3 Network 9 //105s后三段停 LD T38 AN T43 = V0.2 Network 10 //155s后四段停 LD T37 AN T44 = 0.3 Network 11 //205s后五段停 LD V1.0 V0.4 AN T45 = V0.4 输煤顺序控系统是以上位机和PLC为基础， 作为整个系统的控制中心。上位机和PLC之 间通过PC/PPI通信电缆相连，PLC和输煤系统中被控制设备之间通过电缆连接。整个控制 系统的构成如图5—1所示，及该控制系统的控制单元输入输出端分配5—1所示: 26 铁岭发电厂输煤顺序控制系统设计,下位机控制部分， 与任何控制系统一样，输煤控制系统要达到自动控制首先应有比较稳定的生产流程和较高的设备健康水平同时控制系统应具有一定的灵活性和可靠性。本系统采用了基于PLC的集中空驶方式，整个控制系统是将所有被控设备按照生产流程的要求次序和条件自动启停和调节。以及各个被控设备的动作过程在上位机的模拟屏上均有显示，且可通过计算机鼠标或键盘对输煤系统进行操作。究其控制系统主要功能如下: 整个控制过程在上位机的模拟屏上有显示。 按煤流方向自动起动和停止被控设备。 在程序控制中，任一设备启动不成功，均能按逆煤流方向停机。 在下常运行中，任一设备发生故障时，均能按逆煤流停机。 正常程序配煤的顺序是从1号煤仓向3号煤仓依次进行。每个煤仓均设定一个低煤位信号和一个高煤位信号，当一个煤仓出现低煤位信号时对其进行配煤。 梯形图完成的功能是:整个输煤系统由4条输煤皮带机、1台叶轮给煤机、2台碎煤机、3个梨煤器及漏斗等设备组成，完成从煤矿到电厂煤仓的输煤任务，输煤系统的各个设备按照煤流方向顺序动作。为了保证不发生堵煤现象，要求系统按逆煤流启动，顺煤流停止。 27 沈阳工程学院毕业设计,论文， 叶轮给煤机以恒定的给煤量给煤。输煤皮带机带动输煤皮带将煤一层一层通过碎煤机、漏斗直至最后一层再经梨煤器配煤输送到电厂原煤仓。配煤顺序为:优先1号炉煤仓配煤，优先下限煤仓配煤。 由于梯形图比较大，请看附录2。 28 铁岭发电厂输煤顺序控制系统设计,下位机控制部分， 结论 本文全面分析了输煤系统的基本知识，及其重要意义。并详细的研究了顺序控制的过程及方法，PLC在输煤系统中的应用。同时在以下几个方面作了探讨: 文章通过对输煤系统的介绍，分析了目前该系统控制的情况，详细展望了输煤系统发展的趋势和方向。 通过探讨可编程控制器的功能，及其和继电器的比较，确定在输煤控制系统中的使用地位，同时把它与位机监控配合，来共同控制输煤系统，不仅提高效率，同时也大大提高了生产效益。故此，提出将大力改善可编程控制器在输煤系统的使用范围。 本文通过介绍输煤系统主要设备的情况，对于可编程控制器的优越性，针对铁岭电厂输煤现状进行可编程控制分析，说明，尤其在送煤，配煤上，通过梯形图和上位机进行联合控制。 29 沈阳工程学院毕业设计,论文， 致谢 在本文脱稿之际，我首先要感谢我的老师——李玉杰。老师渊博的知识，严谨的治学态度，开拓创新的工作作风，高昂的工作热情以及执著的追求精神使我受益非浅。在整个课题阶段，老师挤出宝贵时间为我答译解难，在此对培育我的老师致以崇高的敬意和衷心的感谢。李老师不仅在学习，论文上给我很大的帮助和支持，而且在生活，思想上也给予极大的帮组。在调节过程中，得到了铁岭电厂的大力支持有关同志的热情帮助，在次表示感谢。同时还要感谢继续教育中心给予提供了电脑，让我进行了程序的编写和调试。也要感谢母校给予了我这次设计的机会～ 30 铁岭发电厂输煤顺序控制系统设计,下位机控制部分， 参考文献 [1]程周.电气控制与PLC原理及应用.电子工业出版社，2003 [2]杜金城.电气变频调速设计技术.中国电力出版社 2001 [3]王永华 现代电气控制及PLC应用技术 北京航空航天大学出版社 1996 [4]李进 发电厂循环水处理方式的可行性试验研究 华北电力技术 1999.5 [5]高丽杰 发电厂循环水处理系统程控技术的应用 内蒙古电力技术 1997 [6]高海贵 高浓缩倍率循环水处理技术在火电厂的应用 华北电力技术 2003.9 [7]张宏 火力发电厂循环水处理药剂的开发与现场应用 工业水处理 2004.12 [8]叶建军 自动化装置在循环水处理方案中的应用 工业水处理 2001.9 [9]陈春雨 李景学.可编程序控制器应用软件设计力法与技巧 工业出版社 1992 [10]王宁 火力发电厂输煤系统程控技术研究 山东工业大学 1998 [11]朱善君，翁樟等 可编程序控制系统原理、应用、维护 清华大学出版社 1995 [12]紧风楼 火力发电厂燃料输送及系统 吉林人民出版社 1996 [13]黄芳 PLC在电厂输煤自控系统中的应用 岳阳职业技术学院学报 2003 [14]范伟 大型火电厂输煤自动化发展方向与实现方式探讨 发电设备 2003 [15]王爽心等 开关量控制技术实验系统的研制及应用 中国电力 1998 [16]徐建涛等 火电厂输煤系统PLC程控的研究 现代电力 1997(2) [17]王志祥等 热工保护与顺序控制 水利电力出版社 1995 [18] 徐建涛等 火电厂输煤监控系统的设计与仿真 华北电力技术 2000 [19]蒙涛等 大型火力发电厂监控系统的研发与应用 控制工程 2002 [20]文乔，汪小澄 火电厂输煤控制系统的开发 控制工程 2004 [21]丁仁杰等 元宝山电厂输煤程控系统的研究与开发清华人学学报 1997(7) [22]方涛，温振荣 输煤控制系统调试中若干问题的技术处理 2003.6 [23]李雪珍，李波勇，艾贤成 PLC装置在电厂输煤监控系统中的应用 长沙电力学院学报(自然科学版)第19卷第1期2004年2月 31 沈阳工程学院毕业设计,论文， [24]常连生，许宝成，何缨 电厂输煤斗轮机调速装置的研究 现代电力 第15卷第2期1998 年5月 [25]廖延常 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