浅析基于PLC技术的输煤系统控制

浅析基于PLC技术的输煤系统控制

季亚光李平

（山东电力建设第三工程公司266100）

摘要：在当前工业自动化水平要求不断提升的今天，传统发电厂使用的继电器在生产方面的电力控制和输煤控制系统中已经略显疲惫，越来越难以满足火电厂输煤系统的工作需要和生产需求。因此在输煤系统和电器控制的继电器选择上开发出了PLC这样的高效率的控制继电器，使得电力控制的效率和输煤系统的效果获得了极大的提升，使得火电厂的经济成本大大降低，提升了火电厂的效益。本文主要分析探讨了PLC系统在火电厂输煤系统中的应用。

关键词：PLC控制系统；输煤系统；应用

PLC的应用发展时间较短，但是其控制效果在多个领域都有很好的应用。计算机技术和微电子技术的发展带动了PLC技术的产生和成熟，而在国外这项技术则有更加成熟的发展和应用，在我国的发展却有待提高。PLC在火电厂的输煤控制系统中的运用具有新的开发前景，并且确实提升了火电厂的发电效率，取得较为明显的成果。

1输煤系统控制要求

输煤系统有两条输煤线，包括给煤机、皮带机、振动筛、破碎机等共18台设备，在电厂中有着极为重要的地位，一旦不能正常工作，发电就会受到影响。为了保证生产运行的可靠性，输煤系统采用自动（联锁）、手动（单机）两种控制方式，自动、手动方式由开关进行切换。由于输煤廊环境恶劣，全部操作控制都在主厂房的主控制室里进行，仪表盘上设有各个设备的启、停按钮，还有为PLC提供输入信号的控制开关。输煤设备控制功能由PLC实现，设备状态监测和皮带跑偏监测以及事故纪录功能则由上级工业控制计算机完成。为了保证输煤系统的正常、可靠运行，该系统应满足以下要求：

1.1供煤时，各设备的启动、停止必须遵循特定的顺序，即对各设备进行联锁控制；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；运行过程中，某一台设备发生故障时，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；

1.2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；

1.3可以在线选择启动备用设备。在特殊情况下可由两条输煤线的有关设备组成交叉供煤方式；

1.4可以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）做出实时纪录。

2输煤控制的常见形式

输煤控制形式依据输煤控制系统来运行，这个系统主要有PLC控制电路和上位机两者组成，这个系统中的数据采集和指令控制都是可以由PLC来完成的，那么对于PLC的控制是由操作人员对上位机的操控来实现的，在PLC的作用下，它所反馈的信息可以借助于上位机来显示出来，而且它和上位机之间的数据通信可以由无线网络接口完成。

一般来说，电厂输煤控制的形式包括程控方式、集控方式以及手控方式三种，其中程控方式为最主要的输煤方式，后两种只是充当备用作用的，设备在出现了故障后才可能用到的。

程控方式的具体操作是，工作人员通过上位机，按照规定的流程菜单来完成一系列的相应操作，例如在输煤工作开始时，挡板到位后PLC就会向上位机发出已准备就绪的信号，如果没有故障异常在大约20秒后上位机就会发出启动的信号，那么皮带就会按照与输送煤方向相反启动，在停机时，所有的设备会按照与输送煤方向一致的顺序逐个停机，如果在某一设备上发生了严重的安全事故，那么系统就会迅速的连跳与输送煤相反的所有设备，这样可以有效防止安全事故的进一步恶化。

集控方式主要是操作人员按照运行所制定的不同要求和准则，借助于上位机实现对PLC进行的一系列操作形式，这种形式所具有的明显特征就是可以对任何设备进行启动和停动。

手动方式主要是以MCC柜或者是就地控制箱为基础，在此基础上操作人员会进行手动操作，通常情况下，这种方式的实际应用并不是很多，它的应用主要是针对于上位机来说的，一般是上位机出现了失灵等故障。

3PLC在电厂输煤控制系统中的应用

3.1PLC配置分析

我们在对PLC配置进行选择时，需要注意以下几点：第一，它的可靠性必须很高，这也是PLC配置不能忽视的因素；第二，它的自身体积较小，便于进行安放设置；第三，扩展很便利，这也是其主要功能之一；第四，它的操作使用具有很好的灵活性，这是PLC最明显的优势所在，使用较多的PLC有S7-200型号。

3.2PLC和输煤集中监控系统的关系

在这一系统中，上位机和PLC相通信，上位机也就是工业控制计算机，需要做好相应的采样工作，具体的采样包括两方面，一方面是皮带出现的跑偏信号；另一方面也是设备的具体运行状况，可以在系统的监控屏幕上直接显示出输煤系统运行的仿真画面，能够对设备的运行状况有实时掌握监控。一旦皮带跑偏偏差了15°，监控屏幕上就会出现警报信号，维修人员要在第一时间采取有效措施进行维修，如果设备的故障已经产生，或者是跑偏偏差超出了30°，监控屏幕在显示出警报信号的同时还会直接向PLC发出停止运行的警报。

PLC会根据控制开关的输入信号，执行相应的程序块，对电机的对应功能做到合理控制，这种功能作用主要包括，向上级工业控制计算机发送工作组态信息，并接收上级工业控制计算机所发送的事故信号。在实现处理作用的同时还要启动报警设备，在两者的共同配合下实现输煤系统所具有的监测和控制功能。

4PLC的设计程序

4.1程序说明

不同的子模块所具有的功能各不一样，子模块0是初始化子程序，还要在PLC加电时依据不同开关位置设立相应的标志位，只需要在第一个扫描周期执行就可以了；子模块1是并行一线连锁控制程序，按照启动标志位1来实现并行一线的连锁启动、连锁停车；子模块2是并行二线连锁启动停止控制程序，按照启动标志位2以及实现并行二线的连锁启动和连锁停车，对停车信号进行合理判断这样可以实现事故停车；子模块3是交叉线连锁启动停动控制程序，按照启动标志位3实现交叉线的连锁启动和连锁停动，根据事故信号的判断来完成事故停车。PLC的输出信号对电机的接触器进行控制。

4.2对于程序特点的特殊性标志位的使用分析

采用特殊标志位SMQ.1，这样可以保证初始化子程序只会在第一个扫描周期进行执行，对于后期的扫描周期不会再继续执行，个别标志位经过PLC加电后就具有一定的独立性，不会受到开关变化的影响。例如对于并行模式和交叉模式来说，两者所对应的标志位只可以在保证主控开关关闭后才可以发生改变。对于内部标志位来说，它的使用是：在程序中，采用标志位来对不同的现场情况和程序状态进行表示，提高程序的可靠性和灵活性，那么程序的模块化来说，程序是由不同的子模块构成的，所有的子模块可以独立的完成自身所具有的功能，相互之间不会被干扰，因此，它的程序结构较为清晰，同时也便于修改，此外，对于定时器来说，它在程序中使用要利用不同的定时器来设定不同设备的延时时间，进而可以灵活的按照所控制的要求来进行延时时间的合理设定。

5总结

在现代电厂的输煤集中监控系统中，PLC的应用十分广泛，这与其自身所具有的独特优势是密切相关的，它可以对系统运行进行实时的监控，具有很好的安全可靠性，并且自身体积也很小方便管理，在系统的运行中一旦设备出现了故障异常，就可以及时准确的发出警报信号，便于维修人员第一时间采取措施进行弥补，对电厂输煤集中监控系统来说具有重要意义，在具体的应用中还要结合电厂的实际状况，有针对性的应用。

参考文献

[1]张鹏.基于GE-PLC控制的电厂输煤程控系统[J].工程技术,2008,(16).

[2]章旋.从苏州华能电厂输煤程控谈电站辅助系统的配置[J].电站辅机,2001,(1).

[3]刘错,周海.深入浅出西门子S7-300PLC[M].北京:北京航空抗天大学出版社,2004.