趙 勇（華電重工股份有限公司，北京 100077）

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基于PLC的火電廠自動排故輸煤系統(tǒng)設計與仿真

趙 勇
（華電重工股份有限公司，北京 100077）

摘 要：火電廠自動排故輸煤系統(tǒng)是火電廠中重要的系統(tǒng)，可以說沒有該系統(tǒng)，火電廠將無法正常運轉，也就無法正常的產電，將會影響電能的正常調度，因此保證該系統(tǒng)的正常運行非常關鍵，而如果將可編程控制器應用其中，也就是PLC，對減少系統(tǒng)故障具有重大的意義。本文首先介紹了基于PLC的火電廠自動排故輸煤系統(tǒng)設計與仿真的必要性，其次分別從設計與仿真兩方面來對此進行探討，希望能夠為設計與仿真人員提供幫助。

關鍵詞：PLC；火電廠；自動排故輸煤系統(tǒng)；設計；仿真

火電廠自動排故輸煤系統(tǒng)設計與仿真工作是一項非常復雜的工作，需要相關人員給予充分的掌握計算機可編程控制器語言，了解相關的設計理念，否則難以達到預期的設計與仿真效果，在可編程控制器的基礎上，來對輸煤系統(tǒng)進行設計與仿真，主要的目的是減少事故以及在最短的時間內解決事故。

一、基于PLC的火電廠自動排故輸煤系統(tǒng)設計與仿真的必要性

鍋爐是火力發(fā)電廠的三大主機中最基本的能量轉換設備。輸煤系統(tǒng)是其重要的輔助機構，與其它相應的機電設備共同擔負著火電廠電力生產燃料的供應任務，完成從煤源至儲煤場，再由儲煤場到主機煤倉，或者直接到主機煤倉的卸煤、貯煤、上煤和配煤任務。輸煤系統(tǒng)具有控制設備多、分布廣、工作環(huán)境惡劣，操作頻繁及維護工作量大等特點。傳統(tǒng)的控制方法依靠人工手動啟、停及檢修輸煤系統(tǒng)，大大落后于電廠向自動化、一體化發(fā)展的步伐。隨著工礦企業(yè)的發(fā)展及其生產規(guī)模不斷擴大，發(fā)電量日漸增加，對輸煤系統(tǒng)的穩(wěn)定性、自動化、多功能、安全可靠等要求越來越高，這就迫切需要一種具備自動啟動、停止、排除故障、便于檢修及運行穩(wěn)定等特點的的鍋爐輸煤系統(tǒng)。

二、輸煤系統(tǒng)的硬件設計

可編程控制器即PLC，是火電廠必不可少的一種設備，該設備被應用在火電廠不同的系統(tǒng)中，排故輸煤系統(tǒng)就是其中之一，因為將可編程控制器應用該系統(tǒng)中，提高了該系統(tǒng)的自動化程度，利于輸煤系統(tǒng)自動排故，減少故障的出現(xiàn)，提高了該系統(tǒng)的輸沒效率，為火電廠正常的運轉提供了條件。在利用可編程控制器的基礎上，對火電廠自動排故輸煤系統(tǒng)進行設計，在對其設計進行研究之前，首先對其該系統(tǒng)的硬件進行設計，其硬件系統(tǒng)設計主要包括如下內容：

1 鍋爐輸煤系統(tǒng)的組成。如果火電廠的規(guī)模并不大，其中的輸煤系統(tǒng)會將煤粉利用相關的設備輸送到1號運輸機中，之后再利用篩煤機進行有效的篩選，篩選下細煤之后利用相關設備輸送到2號運輸機中。再次，煤粉通過三通擋板以及煤倉間等，最終輸送到3號運輸機中。1號、2號以及3號運輸機的型號相同，都為TD75，其帶寬為10m，機長1號機為60m，2號機為40m，3號機為30m，無論是1號、2號，還是3號運輸機都需要準備兩臺，一臺應用，另一臺作為備用。

2 輸入/輸出模塊地址分配。選擇使用的可編程控制的型號為CPU226CN，輸煤系統(tǒng)中的輸入模塊由很多部分共同組成，其中比較重要的有啟動按鈕、繼電保護以及切換按鈕等，而其輸出模塊也由眾多部分構成，其中比較重要的就是1號、2號以及3號皮帶，另外，還有故障指示燈。

3 設計可編程控制器外圍硬件線路?？删幊炭刂破髦饕侨诤狭思杉夹g，進而使得其機械觸點大為減少，此外，硬件連線數(shù)量也大幅度減少，進而使得輸煤系統(tǒng)的硬件設備穩(wěn)定性更高，另外，使用可編程控制器之后，硬件系統(tǒng)可以自行檢測故障，但是在接口的位置上，應該安裝設置光電隔離，進而能夠有效的避免電氣以及輻射等帶來的不良影響。

三、PLC軟件設計

可編程控制器的軟件設計是火電廠自動排故輸煤系統(tǒng)設計的要點，可以說，其設計質量的高低直接影響著輸煤系統(tǒng)輸煤排故的水平的高低。其設計步驟如下：

1 軟件總體設計。按照被控制的對象，也就是輸煤設備以及具體的輸送過程，所要達到的目標以及具體的設計要求，來編寫相應的流程程序圖，其使用的計算機語言為可編程控制器語言，并且按照指令模塊化的設計方法進行設計，其流程圖主要是由四大部分構成，一是工步；二是有向連線；三是轉換條件；四是動作等，這四部分各自承擔著不同的任務，彼此之間有相互照應，進而完成可編程控制器的控制任務。

2 梯形語句設計。按照軟件程序總的流程圖來對梯形語句進行設計，其設計的重點內容就是各個模塊，其中比較重要的有初始化模塊以及故障排除模塊等。

四、編譯與仿真

編譯以及仿真是將可編程控制器應用在火電廠自動排故輸煤系統(tǒng)中的基礎，編譯與仿真效果與現(xiàn)實應用的效果十分接近，因此設計人員十分注意。

1 軟件編譯與調試。編譯與調試應該選擇使用正規(guī)的可編程控制器的編程軟件，購買正規(guī)廠家生產的軟件，以便網絡病毒，該編程軟件應該適是以Windows系統(tǒng)了基礎，因為我國幾乎所有的計算機系統(tǒng)都是該系統(tǒng)，因此在編程軟件時，也應該以該系統(tǒng)為準，這對提高其功能性具有重要的作用，同時對軟件還具備簡單易學的特點，這樣在培訓相關員工時，不必耗費大量的人力物力，編譯程序時，還應該注重語法檢查，避免出現(xiàn)錯誤，影響后期操作，除此之外，還應該將LAD轉化為STI。

2 S7-200PLC程序仿真。這種仿真軟件可以對相關程序進行脫機仿真處理，并且能夠將可編程控制器的工作狀態(tài)完全的模擬出來，以此確定檢查程序的準確性。當自動排故輸煤系統(tǒng)發(fā)生異常情況時，故障點就會自動將信號輸入其中，接收到故障信號之后，故障設備會馬上停止運轉，不僅如此，其前級設備也會出現(xiàn)馬上停止運轉的現(xiàn)象，進而煤粉輸送中斷，防止煤粉堆積情況的出現(xiàn)，根據(jù)運行順序當發(fā)生異常情況的設備經過3號皮帶時，將會繼續(xù)工作，根據(jù)聯(lián)鎖停車順序原理逐一停止作業(yè)，這時指示燈會做出相應的指示，以明確哪一個設備出現(xiàn)了故障，這時檢修人員將會立即檢修，為縮短檢修時間做出了重大貢獻。

結語

綜上所述，可知對基于PLC的火電廠自動排故輸煤系統(tǒng)設計與仿真進行研究十分必要，因為自動排故輸煤系統(tǒng)在火電廠中占有重要的地位，其設計與仿真事關整個火電廠的生產任務，為了保證設計與仿真效果，應該選擇聘用專業(yè)人員來進行設計與仿真研究，以此確保設計完成之后，能夠馬上應用。

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