賈曉梅

(沈陽工程學院 自動化學院，遼寧 沈陽 110136)

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基于AB PLC的火電廠配煤系統智能控制研究

賈曉梅

(沈陽工程學院 自動化學院，遼寧 沈陽 110136)

火力發(fā)電廠的配煤控制系統是輸煤系統的重要組成部分，隨著火電廠機組容量的不斷擴大，配煤系統的安全性、靈活性和可靠性是機組乃至整個電廠穩(wěn)定運行的重要保證。因此，針對配煤系統，采用AB PLC設計出PLC控制程序，利用紫金橋組態(tài)軟件給出了配煤控制系統的監(jiān)控畫面，該系統結構簡單、工作可靠。

配煤系統；AB PLC；組態(tài)畫面

火電廠配煤控制系統是輸煤系統重要的組成部分，為火電廠的有效運行提供了基礎保障，為充分發(fā)揮AB PLC在火電廠配煤系統運行監(jiān)控中的重要作用，最大程度地提升火電廠發(fā)電效率、節(jié)省成本，借鑒國內外先進的理論思想、方法與成功實踐經驗，運用系統工程思想，從AB PLC研究方法及實際應用系統高度出發(fā)，設計了基于AB PLC的火電廠配煤控制系統，不僅有利于豐富AB PLC的理論支持，研究AB PLC不同的應用方法和策略等，而且為火電廠生產過程開發(fā)或選擇有利于生產應用的創(chuàng)新模式提供了科學依據和理論方法支持，為相關研究部門推廣AB PLC提供了先進的管理思想和有關對策建議，這對促進我國電力生產行業(yè)持續(xù)快速發(fā)展，推動我國能源產業(yè)自主創(chuàng)新具有重要的現實意義。

1 火電廠配煤系統的控制過程

1.1 配煤系統的工藝流程

火電廠配煤控制系統的主要組成部件是犁煤器，工藝流程圖如圖1所示，犁煤器由上往下落犁對皮帶上的煤不斷地往各個原煤倉中進行分煤，若分煤結束即皮帶上的煤卸入最后一個原煤倉口時則抬起所有的犁煤器。在程序設計中操作犁煤器的動作由各煤倉中煤位的高低來控制，煤粉按程序合理地卸落在各原煤倉中，使配煤工作過程有序完成。

圖1 配煤工藝流程

1.2 配煤方式及功能

自動配煤控制系統主要通過PLC程序及組態(tài)軟件進行控制,能完成如下功能。

1)采集現場煤位信號。PLC程序遵循三種原則對系統進行自動配煤：優(yōu)先配煤、順序配煤、余額配煤。

2)若某原煤倉出現低煤位信號，將中斷正在運行的PLC程序而啟動低煤位的煤倉的配煤程序，即低煤位信號出現的煤倉優(yōu)先進行配煤。如果出現低煤位信號的原煤倉同時超過2個，則按煤粉流動方向對所有低煤位原煤倉進行順序配煤，延時一段時間后，當所有低煤位的原煤倉信號消失時，則配煤程序按煤流方向對所有原煤倉順序配煤。

3)設置報警功能。在順序配煤過程中任何一個低煤位原煤倉發(fā)出報警信號，程序立即選擇低煤位優(yōu)先配煤，報警解除之后延時一段時間觀察一次，若無異常再改為順序配煤。

4)某犁煤器需要檢修則程序自動跳過此犁煤器。

5)犁煤器出現故障如在落犁抬犁過程中卡住了，則發(fā)出報警信號，若延時15s后，該犁仍未恢復正常，則程序轉入下一個犁煤器進行工作。

6)考慮設備老化，若多個犁煤器出現故障不能自動配煤，則切換到手動配煤方式，并在上位機上顯示每個犁的工作狀態(tài)。

7)當順序配煤到最后一個原煤倉結束時，系統立刻發(fā)出“程序配煤完畢”信號，系統采用順停原則，順著煤粉流動方向依次停止各個犁煤器，并走空皮帶上的所有煤粉。在整個流程結束之前，配煤程序將返回第一個原煤倉進行余額配煤，并采取均分原則。但其中對正在檢修原煤倉、犁煤器的跳過不配。余額配煤過程可以重復進行，直到皮帶上的余煤分配完為止。

8)被檢修的犁煤器的狀態(tài)及操作設置在上位機上，最后原煤尾倉的犁煤器在程序設計時讓它處于落下狀態(tài)。檢修的犁煤器必須處在抬起位置，程序運行時不對它進行控制。

2 配煤監(jiān)控系統的組態(tài)設計及功能實現

為了實現配煤控制過程的控制、顯示和計量，在動態(tài)模擬畫面上采用紫金橋上位機組態(tài)軟件來實現監(jiān)控系統的動態(tài)顯示、數據采集和記錄。動態(tài)畫面實現的編程方法采用AB公司的 PLC作為控制手段完成原煤倉煤位的判斷、順序配煤及報警。該系統還能與分散控制系統通信連接，使鍋爐燃燒控制系統與分散控制系統有機結合，這樣大大增加了機組自動控制系統的可控性和可靠性。依據上述思想，設計出配煤監(jiān)控系統的硬件結構構建圖，如圖2所示。

利用紫金橋組態(tài)軟件實現動態(tài)畫面的設計，能夠完成配煤的監(jiān)控功能。其構成的動態(tài)畫面如圖3所示。在組態(tài)畫面中可以模擬皮帶配煤的整個情況，如果皮帶上煤流減少，則立刻給出提示信息，皮帶上煤量的多少隨時可以計量顯示，同時畫面中可以直觀顯示煤位高低狀況以便及時進行配煤。系統如果出現斷煤情況、傳感器故障或電機過載能及時報警和有效保護，另外在操作盤上設有查詢記錄功能，最重要的是能查詢首次出現跳閘的原因。

圖2 配煤監(jiān)控系統硬件

圖3 配煤監(jiān)控系統組態(tài)畫面

3 PLC程序設計

PLC采用美國AB公司 ControlLogix5000系列可編程邏輯控制器，該系列PLC是AB公司最新推出的，其功能強大、硬件可靠、性能高、通用性強，并擁有跨平臺的通訊支持，而且提供了通用的控制工具。利用該PLC軟控制手段能實現多種復雜的控制任務，能夠實現運動和離散的控制過程,尤其利用PLC軟件編程容易實現配煤過程的煤粉計量設備故障報警、顯示、記錄等功能，并對設備的檢測與管理能及時監(jiān)控。系統利用ABPLC軟件編程的任務有四個，其一是自動完成順序配煤；二是完成抬犁、落犁過程，并通過此程序能判斷煤位高低信息；三是計算皮帶瞬時煤量和累計煤量；四是根據原煤倉煤位高低及時發(fā)出報警信息。利用PLC實現自動配煤的梯形圖程序如圖4所示。

圖4 PLC自動配煤梯形圖程序

4 結 語

該系統采用紫金橋組態(tài)軟件實現了火電廠輸煤系統配煤過程的動態(tài)監(jiān)控畫面，能逼真顯示各個配煤工作過程和所處狀態(tài)，利用AB PLC軟件編程實現了配煤過程的各種控制功能，能及時準確地進行參數顯示和故障報警，配煤監(jiān)控系統靈活性高，維護量減小，不僅大大提高了系統的自動化水平，并且讓工作人員遠離了充滿煤粉的惡劣環(huán)境，該系統具有廣闊的應用前景。

[1]王永華.現代電氣控制及PLC應用技術[M].北京:北京航空航天大學出版社,2008.

[2]辛海平.大型火電廠輸煤系統的網絡控制系統設計[J].電網技術,2001(2).

[3]王志祥.熱工保護與順序控制[M].北京:中國電力出版社,1995.

(責任編輯 佟金鍇 校對 張 凱)

Intelligent Control System Research of Coal Blending System in Coal-fired Power Plants Based on AB PLC

JIA Xiao-mei

(School of Automation Control Engineering,Shenyang Institute of Engineering,Shenyang 110136,Liaoning Province)

The coal blending system of coal-fired power plants is an important part of coal handling system.With the expansion of the unit capacity in the coal-fired power plant,the security,flexibility and reliability of coal blending system are becoming the important guarantee of stable operation of unit and the whole power plant.In this paper,a coal blending system was designed which used AB PLC to design the control program and the Zijin bridge configuration software to create the monitoring screen of the system.The system has the advantages of simple structure and reliable work.

Coal blending system; AB PLC; configuration screen

2015-03-17

賈曉梅(1968-)，女，遼寧沈陽人，副教授，碩士.

10.13888/j.cnki.jsie(ns).2015.03.016

TM621

A

1673-1603(2015)03-0263-03