PLC在蒙西发电厂输煤程控系统中的应用

【摘要】我国火电厂的生产规模在不断扩大，机组的容量越来越大，自动化的程度越来越高。新的控制理念和控制方法正在被火电机组应用。这势必要求火电厂的系统及设备要与之相适应。目前，我国火电厂是以燃煤为主，所以输煤系统是组成火电厂辅机系统的重要部分，输煤系统的任务是从煤源到煤场，再到主机煤仓的上煤和配煤，输煤系统的特点是占地面积大，设备多，控制工艺复杂。

【关键词】PLC；输煤程控系统；程序控制

蒙西发电厂输煤系统主要由四部分组成。卸煤部分：完成外来煤接卸，避免造成待卸车辆积压。上煤部分：完成煤的输送、破碎、除铁、 筛分、计量等。储煤部分：储存堆放来煤、调节煤的供需矛盾。配煤部分：把煤按运行要求配入锅炉的原煤斗。

一、输煤系统的特点及存在的问题

输煤系统运行的环境恶劣，设备种类繁多，分布分散，系统的工艺流程复杂，所以导致系统的故障点多。蒙西发电厂输煤系统目前存在的问题是：（l）设备和元件较多；（2）整个控制系统自动化程度不高，不能根据需要自动进行调节控制；（3）在系统运行过程中需要大量的人员进行现场操作控制，达不到减员增效的目的。

因此，蒙西发电厂输煤系统需要改进，用自动化水平更高的PLC程控系统代替以继电器为主的集中控制系统。用PLC程控系统后可以实现：（1）通过上位机实现远程操作；（2）具有更高的可靠性；（3）具有在线监测以及故障报警功能；（4）系统组态更加灵活；（5）便于实现科学化管理。

二、PLC型号的确定

设计选型主要依据蒙西电厂输煤系统流程的特点和控制系统的要求。其次就是按照PLC的兼容性和可扩展性的思想选型。PLC系统的硬件、软件配置应适应于蒙西电厂输煤系统的规模和控制要求，工作人员熟悉功能表图和编程语言。从蒙西电厂实际出发，将采用AB公司生产的新一代集成化控制系统CONTROLLOGIX系列PLC。CPU采用AB公司的CONTROLLOGIX5562系列控制器L62，CPU的内存4M。支持电源、CPU、以太网、总线的冗余，保证整个系统的运行不断。输入/输出（I/O）模件采用AB公司的1756系列模件，因为它具有更多的输入点与输出点，适合蒙西电厂所设计的全自动输煤系统多输入与输出的特性。

PLC系统从硬件和软件上都采用冗余技术，采用完全相同的两套配置，一个叫热备系统主机，一个叫备用机，也就是两个机架、两个电源、两个CPU、两个通讯模块。该PLC系统运行稳定，有非常低的错误率，编程简单易学，易于维护，货源在国内供应充足，配件也容易买到，售后服务相对稳定，在我国的工业生产中有了广泛的应用。

三、PLC控制系统的软件实现

软件部分主要由监控软件、编程软件以及实时数据库组成，它们分别实现PLC上位机人机接口的监视和控制、PLC逻辑控制功能以及系统内部、外部的数据接口。

由系统控制要求和工艺流程决定PLC控制系统软件采用AB公司的正版RSVIEW32工业监控软件，软件容量不小于3000点且满足系统的最终运行需求。编程软件基于WINDOWS 2000及以上版本环境下运行，能对PLC进行控制算法和逻辑组态。此编程软件支持多种方法编程：功能块图、梯形图、顺序功能流程图等可离线也可在线进行组态。

四、系统的控制功能

PLC系统的任务是对整个输煤系统进行数据采集和控制，对采集的数据进行分析、处理，通过上位计算机对系统设备输出操作指令，同时把采集来的数据进行动态显示，以便及时监视现场各种设备的工作状况，操作员把程控指令发往PLC主站，PLC主站接到指令按照事先编好的程序经远程I/0站输出，实现运煤系统的程控。其中一套PLC为主控制器，另一套为备用控制器，两台PLC控制器的电源、框架、CPU通信模块、I/O模块配置完全相同，软件结构也相同。

PLC系统实现的是顺序控制，顺序控制指通过软件的功能用操作键对运煤系统实现三种控制，对配煤系统实现两种控制。运煤控制指顺序控制、单机联锁启停控制和在调试过程中无联锁的单机启停控制，配煤控制指对原煤斗按自动顺序配煤和对单个配煤设备的启停控制。

本论文设计的PLC系统有自动控制、联锁手动、试机三种运行方式，在现场设备状态正常的情况下，自动控制为系统的最佳运行方式。联锁手动方式是按逆煤流方向一一启动过程中的设备，再按顺煤流方向一一停车，要求设备启动前要将三通挡板启动到位，设备的保护动作处理和自动控制方式一样。试机是在不带负载运行的情况下解除设备间的联锁关系，因为设备间已经不存在联跳功能。

1.上煤控制

上煤控制分程控自动、程控手动和就地手动三种方式。

（1）程控自动方式：所有操作都在主控室中电脑上操作（键盘+鼠标）进行，每个设备在PLC的控制下按要求实现自动联锁运行。

（2）程控手动方式：程控手动方式有两种，一种是程控联锁手动，另一种是程控解锁手动。在输煤集控室控制台上只保留急停开关，两种方式都在上位机上软操作。程控连锁手动是逐一手动起停设备，相关的设备间存在联锁关系。程控解锁手动时各设备间没有联锁关系，任何一台设备都能在上位机上由运行人员操作任意启停。这种方式同时可用于远方调试。

（3）就地手动方式：此操作主要用在检修、调试操作中。是指主控制室的操作键控制不了各设备，每个设备之间也失去联锁关系。运行人员只能操作就地控制箱。

2.配煤控制

本系统有自动配煤、手动配煤两种运行方式。

（1）自动配煤

自动配煤是根据现场煤位信号按照优先配、顺序配、余煤配三种原则配煤。优先配指如果一个仓在一个低煤数字信号的情况下，无论原来进行配煤的仓位在什么地方都要被立即中止，然后转入到对低煤位信号的仓配煤。顺序配是指如果低煤位的信号出现在两个以上的仓位，就按顺煤流方向顺次进行配煤并且延迟一段时间，一直到低煤位信号消失后一段时间。余煤配指当低煤位信号全部消失后，每个仓的煤就按照顺煤流的方向依次来进行配煤，对原煤仓的配煤配至高煤位信号出现为止，对于圆筒仓的配煤，如果高煤位没有出现，定时配10分钟，高煤位出现，马上转到下一个。整个配煤流程就按顺煤流方向依次停运各个设备，直到皮带上的煤配完。如果从开始配煤就出现高煤位，那么配一段时间后才转入下一仓。对检修犁会跳过不配。一遍又一遍，直到结束。

（2）手动配煤

手动配煤是要通过上位机手动操作每个犁的升降进行配煤，手动配煤保护信号仍然有效。

参考文献

[1]王宝忠.谈对火电厂输煤系统的综合治理[D].武汉：中国电力企业管理，2009

[2]范伟.大型火电厂输煤自动化发展方向与实现方式探讨[D].长：发电设备，2004