張漢　李川

摘 要：火電廠是目前城市發(fā)展以及居民生活用電的主要來源，因此其規(guī)模以及單機容量隨著城市的發(fā)展而不斷的擴大，并且在生產(chǎn)過程中大多數(shù)設(shè)備都為自動、半自動設(shè)備，都配備了相應(yīng)的控制系統(tǒng)。如何將火電廠中的大型設(shè)備管理組織好，令輸煤系統(tǒng)的整體運行效率最佳，是目前火電廠需要解決的輸煤專業(yè)問題中的重點課題。

關(guān)鍵詞：火電廠；PLC；輸煤系統(tǒng)

配煤、上煤、儲煤以及卸煤是火電廠中輸煤系統(tǒng)的主要任務(wù)。對輸煤系統(tǒng)中的相關(guān)設(shè)備予以控制的便是輸煤控制系統(tǒng)，使得輸煤過程中相關(guān)設(shè)備能夠按照既定的順云運行，保證輸煤工作的正常開展。最初的輸煤系統(tǒng)主要通過就地手動的方式予以控制，隨著科技的進步，現(xiàn)代輸煤系統(tǒng)多為集中控制，而根據(jù)方式的差異又分為集中程序控制以及集中手動控制兩種，最終發(fā)展為PLC控制。集中控制是目前我國應(yīng)用較多的輸煤控制方式，但是隨著生產(chǎn)需求的加大，輸煤機組的數(shù)量也逐年提升，如何才能有效控制越來越龐大的機組，PLC控制已經(jīng)成為了我國火電廠輸煤控制系統(tǒng)的選擇的主要方向。

1 功能簡介

輸煤系統(tǒng)的主要作用是將運送至火電廠的煤運送至其儲存的地方，即將斗輪機、卸船機以及翻車機等運送來的煤，經(jīng)過給煤設(shè)備（葉輪給煤機、皮帶給煤機）送到煤倉中，在對每個煤倉利用卸煤器進行卸載。在整個輸煤系統(tǒng)只有煤源設(shè)備、卸煤器、碎煤機以及皮帶和給煤機屬于受控設(shè)備。這個輸煤系統(tǒng)包括三個部分：上位機監(jiān)控部分，配煤程控部分以及上煤程控部分。

2 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的配置以及功能

2.1 系統(tǒng)配置

該輸煤系統(tǒng)采用的上位機為西門子公司出產(chǎn)的WINCC5.0，而下位機PLC則應(yīng)用了西門子的S7系列設(shè)備，其操作平臺運行微軟的Windows2000操作系統(tǒng)。以提高可靠性為目的，將控制系統(tǒng)的上位機以及下位機均采用了雙機雙纜形式的熱備冗余。系統(tǒng)配備西門子S7-400H系列雙CPU熱備冗余主機系統(tǒng)。工作中2臺CPU的控制程序保持同步運行，當(dāng)主CPU出現(xiàn)故障時，備用CPU能自動投入，保證整個PLC程控系統(tǒng)的正常運行。兩臺上位機互為備用、并列工作。PLC主機CPU與上位機之間通過PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)通訊。在本系統(tǒng)中，設(shè)置5個IPO站柜。在煤控室設(shè)置了三個IPO站，在煤倉層設(shè)置了兩個IPO站。主機與各IPO站（即ET200M遠程分站）的通訊網(wǎng)絡(luò)為PROFIBUS-DP現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)，采用雙通道、雙纜熱備冗余配置。除煤控室第三個IPO站與煤倉層第一個IPO站之間通過光端機（OLM）使用光纜通訊外，其余各站以及上下位機之間通訊介質(zhì)均為雙絞線，最大通訊速率為12Mbit/s。

2.2 電源配置

該輸煤系統(tǒng)中應(yīng)用的PLC設(shè)置了獨立的兩路220VAC電源，其中一路留作備用，當(dāng)一路電源發(fā)生突然情況而無法供電時，另一路電源自動投入使用，為設(shè)備供電。系統(tǒng)主要由PLC主機、上位機以及UPS電源構(gòu)成，各站供電均由UPS電源進行集中供電。UPS電源配置的蓄電池能夠用做備用應(yīng)急電源，當(dāng)外部獨立電源因突發(fā)問題均無法進行供電時，蓄電池能夠持續(xù)供電30分鐘，此時操作員及時做出反應(yīng)，例如，將設(shè)備按照順序切換至跳閘位置。

2.3 系統(tǒng)運行

運行人員通過上位機將運行方式進行確定，后便可以將設(shè)備的預(yù)報予以啟動，在進行預(yù)報時，所選的皮帶沿線將會給出警報，預(yù)報時間應(yīng)當(dāng)按要求予以設(shè)定，按照預(yù)定方式現(xiàn)場設(shè)備對動作予以確定，當(dāng)達到預(yù)先設(shè)定位置后，預(yù)報即完成。否則則會反饋通知程控員，不對程控設(shè)備進行啟動。從作業(yè)流程的最終設(shè)備起，將設(shè)備按照逆料流的方向予以啟動，并對每臺設(shè)備的啟動條件進行設(shè)定。當(dāng)正常運行結(jié)束，即流程停止作業(yè)，則依次按照順料流的方向停止運行各個設(shè)備，同樣需要對各臺設(shè)備在什么條件下予以停止進行設(shè)定。

當(dāng)在設(shè)備運行過程中由于某些原因而發(fā)生故障時，那么應(yīng)當(dāng)及時作出反應(yīng)，對出現(xiàn)故障的設(shè)備以及設(shè)備上游所有的部分予以停運，而下游設(shè)備則繼續(xù)運行，等運送通道上物料全部排空后，進行故障的排除，待故障排除后再將停運的設(shè)備進行啟動。主要的的操作方式包括手動操作、半自動、集中手動。通過現(xiàn)場的手動方式對設(shè)備進行控制，主要在操作箱上由負責(zé)操作的工作人員進行操作指令的發(fā)出，通過控制指令對單臺設(shè)備進行控制，該種方式主要在設(shè)備的維護中更加適用。在設(shè)備旁必須設(shè)置轉(zhuǎn)換開關(guān)，通過手動方式對現(xiàn)場電氣進行控制的方式無需通過PLC進行執(zhí)行，而是直接通過萬能轉(zhuǎn)換按鈕或者萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)予以實現(xiàn)。而集中手動的方式則主要通過在CRT操作站由操作員進行操控，通過操作指令的發(fā)出對部分設(shè)備予以控制，通過該種方式，對相應(yīng)需要控制的工業(yè)設(shè)備通過控制系統(tǒng)予以控制。必須將現(xiàn)場轉(zhuǎn)換開關(guān)設(shè)置在聯(lián)動位置。半自動的控制方式，主要是通過操作人員預(yù)先在控制系統(tǒng)中設(shè)定程序，設(shè)備通過預(yù)設(shè)的程序進行運行，同時控制系統(tǒng)對設(shè)備進行監(jiān)控。同樣，對于該系統(tǒng)的現(xiàn)場轉(zhuǎn)換開關(guān)要設(shè)置在聯(lián)動位置。螺旋卸車機、堆取料機、電液動犁式卸料器和除鐵器不納入連鎖控制，通過人工對設(shè)備進行機上操作或者機旁操作，但是此類設(shè)備在運行過程中，其啟動需要根據(jù)中控室的啟動命令才能予以運行，在設(shè)備旁邊設(shè)置有應(yīng)答按鈕。

在一些情況下輸煤系統(tǒng)會遇到一些非正常情況需要停機，常見的情況包括：（1）現(xiàn)場遇緊急情況，就地事故拉線開關(guān)動作停機；（2）一齊停止按鈕，中控室按此按鈕時，則運行中的作業(yè)流程所有設(shè)備一齊停止；（3）緊急停止按鈕，在非常情況下中控室按此按鈕，則所有運行中的作業(yè)流程設(shè)備一齊停止。

控制程序PLC中主要采用梯形圖語言進行編制，輸煤系統(tǒng)中所有受控設(shè)備需要事先將運行邏輯在FC模塊中進行編制，由上一級FC模塊對編號的運行邏輯進行調(diào)用，最終被系統(tǒng)調(diào)用。輸煤系統(tǒng)在運行過程中使用的設(shè)備相同種類的數(shù)量較多，因此將相同種類的設(shè)備進行集成化的管理使得程序簡化許多，并降低了編程的重復(fù)率，減少了出錯率，方便了維護和設(shè)備的調(diào)試。PLC程序雖然在管理上方便簡潔，但是其程序量較大，需要在實踐中予以探討。通過實際的使用，該系統(tǒng)中，上位機使用的監(jiān)控程序為WINCC5.0編制，而下位機PLC同為西門子的產(chǎn)品，因此在兼容性上十分優(yōu)越，方便數(shù)據(jù)庫的建立以及通信系統(tǒng)的連接。

3 結(jié)束語

該輸煤系統(tǒng)中在設(shè)計上采用的技術(shù)為先進的控制、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，在現(xiàn)代的火電廠中輸煤系統(tǒng)的控制關(guān)系到火電廠的整體生產(chǎn)效率，采用PLC系統(tǒng)對輸煤設(shè)備進行控制能夠在提升系統(tǒng)可靠性的基礎(chǔ)上，通過網(wǎng)絡(luò)通信，實現(xiàn)資源的全面共享。另外，監(jiān)控管理設(shè)備同控制器之間實現(xiàn)了通過網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸為基礎(chǔ)的即時通信，及時的對系統(tǒng)中發(fā)現(xiàn)的問題以及故障進行處理，這在實現(xiàn)火電廠輸煤控制的自動化中十分關(guān)鍵。

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