火力发电厂输煤系统PLC控制系统

火力发电厂输煤系统PLC控制系统

张伟

华能海南发电股份有限公司海口电厂海南澄迈571923

摘要：火力发电厂输煤系统的工作环境非常恶劣，传统的输煤系统是通过继电器和人工手动协同工作的半自动化操作系统，对在现场操作的工人的身心健康造成很大的危害，同时因为系统机制的限制，生产效率也非常低。随着我国科技水平的快速发展，电力工业的大规模发展过程中，输煤的需求日益增加，传统的继电式输煤系统已经远远无法满足输煤的实际要求。因此，笔者分析了火力电厂的PLC控制系统的构成原理及应用。

关键词：火力发电厂；PLC控制；输煤

引言

火力发电厂应用的是半自动化控制系统，在进行输煤作业时，需要人工配合继电器进行输煤作业，其存在低效率及便捷性低的弊端，同时作业人员的作业环境恶劣，长期工作会对工人的身体造成严重伤害。并且，这种操作系统的管理和监控难度较大，不易发现故障及故障维修需要较长时间，这样不利于提高火力电厂的生产力。

1、PLC自动化控制技术的概述

可编程控制器简称PLC，它是为了工业控制而生，是专业的计算机操作程序，它主要用来取代继电器操作系统。PLC的程序编辑方法灵活，只需设定逻辑运算、进行逻辑处理及操作顺序、时间及数量的操作指令就可以实现设备的工作状态的数字化控制，因此可以确保作业过程的稳定性。工业科技水平发展迅速，同时可编程控制技术也在不断进行开发，不同工业的要求存在差异，根据这些差异要求对可编程控制技术进行拓展，开发出更多的适用于工业的系统模块。火力发电厂目前采用的自动化控制系统在实际中安装和推广的难度均较大，并且自动化技术水平较低。所以为了促进我国火力发电厂事业的发展，采用PLC技术是很有必要的。可编程控制系统的核心是中央处理器单元，其肩负着重要的功能性作用，相关数据及程序借助外设接口输入，应用数据处理技术进行运算、分析及整合。与此同时，中央处理器单元会诊断电源及PLC内部电路系统，并且快速校对输入程序的指令。经过处理的数据信息及系统的工作状态借助扩展接口的输出单元信息输出，经过存储器单元完成数据交互，实现处理后的数据的传输工作。用户输入的操作指令，通过存储器单元，逐条读取程序命令并执行相应的命令操作。

2、火电厂输煤PLC系统控制的应用

2.1PLC系统的组成部分与优点

PLC系统的通常由CPU即中央处理单元、输入/出接口、储存器单元、通信单元等部分组成.PLC自动控制系统具有强大的自动检测功能，其程序控制性较强同时兼备体积小及应用广的优点，因为诸多的优点，民用和工业已经普遍采用这种系统。PLC应用于输煤操作系统可以获得理想的效果。基于PLC的电厂输煤控制系统能够完全实现自动化，自主的进行作业，其功能非常强大，并且性价比较高。除此之外，它还能与企业的控制设备链接形成控制网络。

2.2PLC统计信号的应用

PLC应用在输煤控制系统中，需要采集大量的数据和信号，比如各种输煤设备的位置及运行速度、输送的煤量等，获取这些数据信息后才能实施控制各设备的运行程序，这些工作都依赖于PLC控制系统的搜集和分析数据的能力，PLC自动化系统在接受输入信号的同时通过传感器进行数据监测、分析并输出信号，进而利用这些指令和信号进行设备控制。

2.3PLC编制流程的应用

PLC编程的构成涉及的环节比较多。首先观察设计各设备之间的连接逻辑关系，紧接着绘制出系统控制的节点流程图。除此之外，设计者认真设计好配煤工艺的逻辑控制，对其进行严谨的测验和考量，及时发现自动化配煤系统运行中存在的不足和弊端，进行改进优化后才能保证输煤控制系统的正常运行。最后绘制满足要求的计算器、继电器、PLCI/O数据区，最终绘制出梯形网络图，就获得了一个完整的系统的PLC控制流程图。

3、输煤作业的控制方案

由于电厂的规模不同，在实际操作中，机组结构、输煤的设备、运煤方式、煤场距煤仓的距离等存在差异，其输煤工艺的差异也比较大。但是根据具体的工艺流程和功能性一般是由原煤的卸装、检斤检质及煤场堆放、上煤和配煤这几个流程组成。卸煤工作，将通过火车、轮船等其他运输途径从厂外运来的煤借助卸煤设备运送至厂内的煤场或储煤仓，为后续工作流程做好准备工作。堆煤流程，对煤场或储煤仓的煤使用堆料机进行合理堆放整理，为上煤工序打好基础。输煤系统的关键工艺就是上煤，将原煤经过输煤带输送到原煤仓，在此过程中同时要完成破碎筛分和计量等处理过程，通常需要使用碎煤机和滚轴筛、采样装置、电子皮带及除铁器等设备辅助完成，确保达到正常使用要求。配煤流程，其主要工作是对上煤系统输送的煤根据具体要求、有序的分送至机组的受煤仓内。

3.1输煤系统的设备组成

输煤系统的设备根据其地位和作用包括主、辅助、预启动及保护开关这几种设备。（1）主设备是输煤工艺流程的核心设备，它包含在整个输煤系统的联锁程序内，一旦设备发生故障会导致整个系统联锁停机，涵盖的设备有碎煤机、振动筛、给煤机、除铁器、输煤皮带机等设备。（2）预启动设备，其作用是选择流程，通常要在主设备启动之前启动运行。主要包含皮带头部伸缩装置、三通挡板、警铃、犁煤器等。（3）辅助设备，主要包含皮带秤、除尘器、采样装置、实物校验系统等设备，这类辅助设备通常情况下不会进入流程联锁在内，因此设备能够单独启停。（4）保护开关设备，主要包含拉绳开关、煤流检测器、料位传感器、跑偏开关等各类皮带保护开关，主要作用是流程监控、预警及设备联锁等。

3.2控制方案

通过监控输煤设备，完成把煤场的原煤运送至储煤仓的工作任务，从而实现自动化输煤系统的控制。以下分析了系统控制的原则。

3.2.1上煤工艺原则

（1）远程手动控制方式。主要包括解锁手动控制和联锁手动控制这两种远程式手动控制形式。联锁手动控制应用于一对一的控制煤流方向，首先在设备中设计联锁关系，当某台设备的输煤流程中发生停运情况时，通过连锁设备可以关闭输煤线的全部设备，可以防止发生堵煤状况。（2）就地手动控制方式。火电厂输煤系统很少使用就地手动控制的控制方案，但是它也是一种非常重要的控制方法。在输煤工程中，难免会发生故障从而导致出现堵煤事故，当故障发生时，采用就地手动控制的方式停止全部系统设备，这也是一种比较理想的控制形式。（3）自动程序控制方式是结合上机位实现对系统的自动化控制。首先控制系统先检查控制指令的正确性、是否适应发电现状，紧接着对各种设备的零件是否正常运行进行检查，将检查结果以报告的形式告知给控制工作者，最后控制工作者根据报告发出相应的控制命令，系统根据其命令对作业目标及设备运行状态进行控制，此时系统会自主完成并启动剩余的指令。

结束语

总而言之，基于PLC控制技术的火力电厂的输煤控制系统，不仅使输煤控制作业的效率有了极大地提高，同时实现了火力电厂输煤控制系统的完全自动化，并且确保了输煤作业人员和设备的安全，避免了安全事故的发生。

参考文献：

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