周海平

神華陜西國華錦界能源有限責(zé)任公司，陜西榆林 719319

基于PLC的電廠輸煤控制系統(tǒng)的方案分析

周海平

神華陜西國華錦界能源有限責(zé)任公司，陜西榆林 719319

輸煤系統(tǒng)是火力發(fā)電企業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)的重要組成部分，承擔(dān)著為電力生產(chǎn)運(yùn)煤的任務(wù)，如何保證輸煤系統(tǒng)的穩(wěn)定性與安全性，是電廠企業(yè)經(jīng)營管理的重要內(nèi)容。由于電廠輸煤系統(tǒng)工作環(huán)境惡劣、設(shè)備數(shù)量多、勞動(dòng)強(qiáng)度大，采用傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)難以保障輸煤系統(tǒng)的可靠性，抗干擾能力強(qiáng)、易于掌握、可靠性高、響應(yīng)速度快的PLC控制系統(tǒng)得到了廣泛的應(yīng)用。文章在介紹電廠輸煤控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，對基于PLC的電廠輸煤控制系統(tǒng)方案進(jìn)行了簡要的分析。

PLC；電廠輸煤控制系統(tǒng)；方案分析

作為電廠重要的原料供給系統(tǒng)，輸煤系統(tǒng)是電廠企業(yè)管理的重點(diǎn)和難點(diǎn)，因此如何提高輸煤控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性顯得尤為重要。我國電廠輸煤控制系統(tǒng)從上個(gè)世紀(jì)六十年代的繼電器集中控制系統(tǒng)以來，依次經(jīng)歷了晶體管集成電路邏輯控制系統(tǒng)、PLC控制系統(tǒng)和基于PLC、上位機(jī)、工業(yè)電視的輸煤控制系統(tǒng)四個(gè)階段。目前，我國許多電廠使用的輸煤控制系統(tǒng)都屬于最后一種，輸煤系統(tǒng)的穩(wěn)定性得到了很大的改善和提高。

1 電廠輸煤程控系統(tǒng)

目前我國電廠輸煤系統(tǒng)的控制系統(tǒng)實(shí)際上是以PLC為核心，遵循步進(jìn)控制原理，使輸煤系統(tǒng)內(nèi)部協(xié)調(diào)、高效、穩(wěn)定運(yùn)行的一系列硬件與軟件設(shè)備設(shè)施。

1.1 系統(tǒng)流程

輸煤控制系統(tǒng)依靠PLC與工業(yè)觸摸屏等實(shí)現(xiàn)對實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)信號的收集、處理與顯示，為保證輸煤系統(tǒng)的穩(wěn)定、高效運(yùn)行，輸煤控制系統(tǒng)中包含設(shè)備啟?？刂瞥绦蚺c報(bào)警控制程序。設(shè)備啟?？刂瞥绦蚺c報(bào)警控制程序的編制需要結(jié)合輸煤系統(tǒng)的實(shí)際需要，例如報(bào)警控制程序的編制需要結(jié)合堆煤傳感器等傳感器設(shè)備采集的燃煤高度等動(dòng)態(tài)指標(biāo)數(shù)據(jù)。

1.2 控制對象

輸煤控制系統(tǒng)的對象包括細(xì)碎機(jī)、篩分機(jī)、帶式輸送機(jī)、給煤機(jī)等設(shè)備，需要以先進(jìn)的儀器與技術(shù)進(jìn)行智能控制。

1.3 自動(dòng)除鐵計(jì)量煤量

為確保燃煤中所含的金屬成分維持在合理范圍內(nèi)，需要在輸煤系統(tǒng)中加設(shè)除鐵器和相應(yīng)的探測器。如果探測器檢測到燃煤中金屬含量超過合理范圍，將自動(dòng)延時(shí)停機(jī)、啟動(dòng)除鐵器，經(jīng)過除鐵工序且探測器確認(rèn)金屬含量達(dá)標(biāo)的情況下，探測器自動(dòng)啟動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)入下道工序。另外，在輸煤系統(tǒng)中加設(shè)電子秤能夠自動(dòng)計(jì)量輸煤系統(tǒng)輸送的燃煤量，并將數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)分析，以便于輸煤系統(tǒng)的管理。

2 基于PLC的電廠輸煤控制系統(tǒng)的方案

電廠輸煤控制系統(tǒng)不僅控制單元多，而且需要進(jìn)行很好的步進(jìn)協(xié)調(diào)配合。因此，必須采用先進(jìn)的設(shè)備與技術(shù)對輸煤系統(tǒng)進(jìn)行有效的控制，目前較多使用的是基于PLC的電廠輸煤控制系統(tǒng)，采用結(jié)合現(xiàn)地控制與中控兩個(gè)控制系統(tǒng)的自動(dòng)協(xié)調(diào)控制方案。現(xiàn)地控制由PLC分站作為控制核心，中控由PLC總站作為控制中心，主站與分站借助數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行實(shí)時(shí)通信和動(dòng)態(tài)控制。

2.1 冗余設(shè)計(jì)

電廠輸煤控制系統(tǒng)設(shè)立了專門的PLC子系統(tǒng)對各個(gè)輸煤設(shè)備進(jìn)行控制，能夠在現(xiàn)地開展操作調(diào)試等具體工作。由于輸煤系統(tǒng)工作線過長，PLC分站數(shù)量也隨之較多，為控制系統(tǒng)投資，通常由廠用電配電室向各個(gè)PLC系統(tǒng)供電，PLC主站由獨(dú)立供電系統(tǒng)供電，以保證整個(gè)輸煤控制系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，降低系統(tǒng)故障影響廣度。另外，主站與分站都單獨(dú)建立以工業(yè)計(jì)算機(jī)、觸摸屏技術(shù)等設(shè)備和技術(shù)為基礎(chǔ)的控制系統(tǒng)，以提高輸煤系統(tǒng)控制的自動(dòng)化水平。

電廠輸煤控制系統(tǒng)的可靠性十分重要，通常需要采用冗余技術(shù)分別設(shè)立現(xiàn)地與中控兩套輸煤控制系統(tǒng)，以提高系統(tǒng)可靠性。兩套系統(tǒng)間建立局域網(wǎng)絡(luò)，兩臺(tái)工業(yè)計(jì)算機(jī)由獨(dú)立的電源供電，如果某個(gè)計(jì)算機(jī)發(fā)生故障，由另一臺(tái)計(jì)算機(jī)負(fù)責(zé)維持輸煤控制系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。這種互為備用的系統(tǒng)模式能夠大幅度降低故障的影響程度，實(shí)現(xiàn)合理調(diào)度、有效監(jiān)控的目的。

2.2 硬件設(shè)計(jì)

輸煤控制系統(tǒng)可以選擇S7—300型號的PLC和相應(yīng)的監(jiān)控系統(tǒng)，該系統(tǒng)不僅數(shù)據(jù)處理能力十分強(qiáng)大，還能夠借助通訊接口實(shí)現(xiàn)主站、分站等系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)通信和實(shí)時(shí)監(jiān)控。在選定PLC的基礎(chǔ)上，還需要選擇合適的變頻器，集成變頻器功能全面、維護(hù)方便、抗干擾性強(qiáng)，與PLC配合使用能夠起到很好的節(jié)能降耗效果，提高電機(jī)的工作效率。

在傳感器方面，可以選擇堆煤傳感器等傳感器設(shè)備對各輸煤設(shè)備的工作信號進(jìn)行收集，并對電機(jī)啟停等工作進(jìn)行動(dòng)態(tài)操控。如果發(fā)現(xiàn)皮帶斷帶、煤堆超高、煙霧濃度超標(biāo)、電機(jī)故障等問題，傳感器能夠依靠網(wǎng)絡(luò)將信號傳輸?shù)綌?shù)據(jù)處理單元，從而避免事故的進(jìn)一步惡化。

在觸摸屏方面，需要選用抗干擾性強(qiáng)的工業(yè)觸摸屏，利用電子軟開關(guān)，并能依靠系統(tǒng)自檢功能周期性巡檢輸煤系統(tǒng)的運(yùn)行工況，出現(xiàn)異常時(shí)可以實(shí)時(shí)發(fā)出報(bào)警提示。

2.3 軟件設(shè)計(jì)

輸煤控制系統(tǒng)需要依靠軟件對輸煤系統(tǒng)的設(shè)備啟停等實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)控制?？刂葡到y(tǒng)在得到PLC主站或分站或操作人員由觸摸屏發(fā)出的指令時(shí)，能夠結(jié)合電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)對電路約束進(jìn)行準(zhǔn)確的判別，并啟動(dòng)變頻器。

例如輸煤控制系統(tǒng)接收到啟動(dòng)信號后，會(huì)檢測應(yīng)啟動(dòng)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，當(dāng)該設(shè)備沒有進(jìn)入啟動(dòng)狀態(tài)時(shí)啟動(dòng)變頻器和延時(shí)計(jì)時(shí)器、電機(jī)，計(jì)時(shí)達(dá)到設(shè)定參數(shù)后再啟動(dòng)其它變頻器和延時(shí)計(jì)時(shí)器、電機(jī)，直至按照程序完全啟動(dòng)該設(shè)備。在啟停設(shè)備的過程中，軟件系統(tǒng)還需要?jiǎng)討B(tài)改變并傳輸該設(shè)備的工況信號，更新設(shè)備的工作參數(shù)和監(jiān)控狀態(tài)，并在設(shè)備成功啟停后初始化變頻器。

2.4 監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)

監(jiān)控系統(tǒng)的人機(jī)界面便于相關(guān)人員及時(shí)、準(zhǔn)確掌握系統(tǒng)運(yùn)行工況和電壓等細(xì)節(jié)數(shù)據(jù)，并結(jié)合歷史數(shù)據(jù)等及時(shí)發(fā)現(xiàn)安全隱患，予以解決，因而能夠有效提高監(jiān)控的自動(dòng)化水平。

3 結(jié)論

綜上所述，基于PLC的電廠輸煤控制系統(tǒng)能夠有效提高輸煤系統(tǒng)的自動(dòng)化水平，從而提高輸煤系統(tǒng)的效率和可靠性?；赑LC的輸煤控制系統(tǒng)的成功應(yīng)用，不僅需要科學(xué)、合理的方案設(shè)計(jì)，還需要高質(zhì)量的設(shè)備、完善的工藝、良好的人員素質(zhì)、健全的管理制度，只有全面加強(qiáng)輸煤系統(tǒng)各方面的管理工作，才能為電廠的高效穩(wěn)定運(yùn)行提供原料供給的保障。

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1674-6708（2012）59-0086-02