摘 要：在當前社會中，電力能源依然是最為主要的能源之一，對社會發(fā)展和城市建設(shè)都具有重要的意義。由于我國煤炭資源豐富，因此燃煤電廠是當前數(shù)量最多、規(guī)模最大的電廠。在燃煤電廠的運行過程中，由于煤炭燃燒而產(chǎn)生的灰塵是不可避免的。而這些灰塵不但會對生態(tài)環(huán)境造成巨大的破壞，同時也會影響到燃煤是、電廠的正常運行，加大設(shè)備發(fā)生故障的幾率。對此，應(yīng)當建立起一套科學、有效的除灰監(jiān)控系統(tǒng)，通過對PLC技術(shù)的應(yīng)用，降低燃煤電廠對環(huán)境的影響，提高其運行的安全性和穩(wěn)定性。

關(guān)鍵詞：PLC技術(shù)；燃煤電廠；除灰監(jiān)控系統(tǒng)

前言

PLC是一種特殊的電子裝置，能夠在專門的工業(yè)環(huán)境當中良好的運行。該裝置具有價格低廉、可靠性高、抗干擾能力強、體積小等諸多優(yōu)點，因此在工業(yè)領(lǐng)域當中取得了十分廣泛的應(yīng)用。尤其是在燃煤電廠當中，更是發(fā)揮了十分重要的作用，基于PLC技術(shù)的除灰監(jiān)控系統(tǒng)，能夠在燃煤電廠的運行過程中，有效地監(jiān)控和消除煤炭燃燒產(chǎn)生的煙塵和灰燼，避免其未經(jīng)過處理排放到大氣中而帶來生態(tài)破壞和環(huán)境危害。基于以上原因，文章對基于PLC技術(shù)的燃煤電廠除灰監(jiān)控系統(tǒng)進行了細致的研究和分析，以期能夠?qū)ζ溥M行進一步的優(yōu)化與完善。

1 PLC控制系統(tǒng)的概述

在燃煤電廠的除灰監(jiān)控系統(tǒng)當中，應(yīng)當能夠進行控制程序和切換程序的操作，還應(yīng)當支持單組操作和成組操作的功能。此外，該系統(tǒng)還應(yīng)當能夠發(fā)揮閉鎖、跳步等方面的作用。

1.1 控制

在燃煤電廠的除灰監(jiān)控系統(tǒng)當中，各個電廠除灰裝置入口的電動門、攪拌器、灰斗下的鎖氣器等設(shè)備，都要受到PLC程序的控制和管理。對于三級灰漿泵的轉(zhuǎn)速，PLC程序也能夠自動對其進行有效的控制。在實際運行的過程中，如果灰漿池當中的液體高度處于比較低的狀態(tài)時，PLC程序會對其轉(zhuǎn)速進行自動閉鎖。根據(jù)預先設(shè)定的控制管理條件，對于三級灰漿泵及其進口和出口的閥門，PLC程序也能夠自動進行投切控制[1]。除此之外，對于水泵及其閥門的運行狀態(tài)，PLC程序也能夠進行有效地控制。

1.2 聯(lián)鎖保護

燃煤電廠除灰監(jiān)控系統(tǒng)在運行過程當中，如果運行泵發(fā)生事故跳閘，將會限制到運行泵的運行狀態(tài)。此時，將會自動啟動運行泵的備用泵，運行泵出口的電動門將會被自動關(guān)閉。如果三級泵當中有某一級泵發(fā)生了故障，除灰監(jiān)控系統(tǒng)就會將其他的兩級泵同時關(guān)閉，然后自動進行報警提示，催促維修人員進行檢查和處理。

2 硬件的配置

在通常情況下來說，在大多數(shù)燃煤電廠除灰監(jiān)控系統(tǒng)當中，對除灰工作的監(jiān)控，是通過對兩臺工控機的共同使用來完成的。在除灰監(jiān)控系統(tǒng)當中，能夠進行雙機熱備用[2]。對于兩臺爐的除灰系統(tǒng)控制，每一臺工控機都能夠有效地實現(xiàn)。可以將PLC程序分別獨立設(shè)置在兩臺爐上，其中的通訊模塊、中央處理器模塊等，在雙機熱備用中都是十分重要的部分，這樣才能夠?qū)Τ冶O(jiān)控系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性和可靠性進行更好的保障。

2.1 網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)

在操作員工作站當中，PLC與中央處理器之間的通訊是通過特定的通訊軟件實現(xiàn)的。操作員工作站的通訊，是通過對主控室工作站和信息系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的管理來實現(xiàn)的，在信息系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)管理的過程當中，采用了互聯(lián)網(wǎng)當中應(yīng)用的TCP/IP協(xié)議作為其通用協(xié)議。所以說，在實際應(yīng)用中，操作員工作站與互聯(lián)網(wǎng)之間能夠?qū)崿F(xiàn)完全的組網(wǎng)。不過在互聯(lián)網(wǎng)當中，如果想要觀看到監(jiān)控系統(tǒng)當中的監(jiān)控畫面，還需要先得到高級管理員的權(quán)限才能實現(xiàn)[3]。

2.2 監(jiān)控計算機

在操作員工作站當中，除了要實現(xiàn)與PLC的中央處理器之間的實時通信之外，還應(yīng)當實現(xiàn)與主控室工作站之間的數(shù)據(jù)交換。因此，在工控機的內(nèi)存配置和中央處理器選擇方面，其具體的要求也就變得更高了。為了能夠滿足除灰監(jiān)控系統(tǒng)的穩(wěn)定運行，中央處理器和內(nèi)存的配置必須滿足規(guī)定的標準。如果配置過低，在實際的運行過程中，將可能會出現(xiàn)死機的情況，從而對系統(tǒng)的運行產(chǎn)生十分不良的影響。

2.3 PLC系統(tǒng)

在PLC系統(tǒng)當中，主要以采用了美國所生產(chǎn)提供的PLC5系列產(chǎn)品，在聯(lián)網(wǎng)、遠程通信、尚未接口、掃描速度、抗干擾性、可靠性等諸多方面，該系列產(chǎn)品都具有十分優(yōu)越的表現(xiàn)，相比于其他產(chǎn)品來說，具有較為明顯的優(yōu)勢。在該系統(tǒng)當中，主要采用了以下幾種主要的模塊選型[4]。

中央處理器模塊選擇的是1785L80C型號，在該模塊的開關(guān)當中，是由三種模式共同構(gòu)成的，分別為遠程模式、編程模式、以及運行模式。如果開關(guān)處在遠程模式，利用相應(yīng)的應(yīng)用軟件，系統(tǒng)能夠進行修改和轉(zhuǎn)變運行狀態(tài)、測試情況、遠程編程等。如果開關(guān)處在編程模式，系統(tǒng)能夠?qū)?shù)據(jù)文件進行刪除、修改或是創(chuàng)建，但無法進行輸出。而如果開關(guān)處在運行模式，情況與編程模式恰好相反，系統(tǒng)不能進行數(shù)據(jù)文件的刪除、修改或創(chuàng)建，但是能夠正常進行輸出。電源模塊選擇的是1771P7和1771P6S兩種類型，其中，第一類電源模塊為交流電壓二百二十伏、十六安的電源，能夠安裝在遠程I/O柜當中。第二種電源模塊類型為交流電壓二百二十伏、八安的電源，需要安裝在本地PLC柜當中。適配器模塊選擇的是1171ASB和1785BCM兩種類型，其中，第一種模塊的類型為遠程適配器模塊，第二種模塊的類型為熱備通信模塊。在開關(guān)量的輸出和輸入模塊中，輸出模塊選擇的是1771OW16B的類型，它是十六點繼電器輸出模塊。而輸入模塊選擇的是1771IMD類型，它是交流電壓二百二十伏、十六點輸入模塊。在模擬量輸出和輸入模塊當中，輸出模塊選擇的是111771OFE2的類型，它是十二位、四路的電流型模塊，在插入機架之前應(yīng)當進行跳線。而輸入模塊選擇的是1771IFE的類型，它是十二位、八路差分、十六路單端的模塊，在插入機架之前，也應(yīng)當進行跳線的操作。

2.4 電氣柜和就地儀表

在基于PLC技術(shù)的燃煤電廠除灰監(jiān)控系統(tǒng)當中，電氣柜共有六臺，分別為兩臺灰斗遠程控制柜、一臺遠程控制柜、一臺三級泵本地控制柜、一臺PLC柜、以及一臺電源柜[5]。在除灰監(jiān)控系統(tǒng)的運行過程當中，為了使系統(tǒng)運行的安全性和可靠性得到確保，在電源柜當中，專門進行了兩臺不間斷電源的配備和連接。其中一臺為就地儀表提供電能，而另一臺則為監(jiān)控系統(tǒng)運行提供電力供應(yīng)。

3 軟件的設(shè)計

在基于PLC技術(shù)的燃煤電廠除灰監(jiān)控系統(tǒng)當中，除了硬件之外，最重要的就是軟件系統(tǒng)，它支持了系統(tǒng)所有功能的正常發(fā)揮。其中應(yīng)用的軟件主要可分為三個部分，分別為通信軟件、上位監(jiān)控軟件以及編程軟件。

3.1 通信軟件

通信軟件要想確保正常的運行狀態(tài)，就要在操作員工作站的工控機當中，進行與硬件系統(tǒng)相匹配的通信軟件的安裝。之后，才能夠準確的檢測到其他的工作站、PLC當中的中央處理器等設(shè)備。最后，只需要編號相應(yīng)的工作站，就能夠?qū)崿F(xiàn)通信軟件作用的正常發(fā)揮。

3.2 上位監(jiān)控軟件

3.2.1 上位監(jiān)控軟件的特點

在監(jiān)控軟件當中，對于標簽數(shù)據(jù)庫，無需導入整個數(shù)據(jù)庫，而是可以直接進行開啟瀏覽。對于很多不同標準的圖形格式，監(jiān)控軟件都能夠很好地支持，無需進行重建就能夠直接進行利用。在監(jiān)控軟件中，擁有的圖形庫十分強大，同時還能夠隨時連接網(wǎng)絡(luò)，進行數(shù)據(jù)庫的更新。對于軟件中的點數(shù)，能夠迅速地進行升級和擴展[6]。此外，資源工具箱裝載在上位機監(jiān)控軟件當中，對于其工作和運行效率，也具有極大地提升作用。

3.2.2 控制系統(tǒng)的功能

在系統(tǒng)運行的過程中，可以對其運行參數(shù)進行實時監(jiān)測，如果有故障出現(xiàn)在設(shè)備中，或者超過了限制的模擬量，在監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)中，就能夠?qū)l(fā)生故障的設(shè)備名稱顯示出來，同時進行提示報警。故障信息會同時被服務(wù)器在數(shù)據(jù)庫當中進行存儲備用。如果有需要，可以隨時查詢相關(guān)的歷史數(shù)據(jù)記錄。在該監(jiān)控系統(tǒng)當中，支持記錄全部的數(shù)據(jù)信息和資料。

3.3 編程軟件

在開發(fā)軟件的過程中，應(yīng)用編程軟件，其具體的步驟和程序為：首先對PLC中的中央處理器型號進行設(shè)置和確定，然后掃描遠程站點，根據(jù)掃描得出的結(jié)果，配備相應(yīng)的遠程站模塊[7]。之后需要進行梯形圖的編寫，要確保其準確性，使其能夠良好的匹配整個系統(tǒng)。最后下載相應(yīng)的運行程序和應(yīng)用程序，在PLC的中央處理器當中進行存儲，以備需要的時候進行調(diào)用。

4 結(jié)束語

我國在當前以及未來很長一段時間之內(nèi)，都要以燃煤電廠作為電力供應(yīng)的主要來源。因此，燃煤電廠運行中產(chǎn)生的灰塵等問題就需要進行有效地控制。其中最為重要的就是建立一套行之有效的除灰監(jiān)控系統(tǒng)。隨著相關(guān)技術(shù)的不斷發(fā)展，基于PLC技術(shù)的燃煤電廠除灰監(jiān)控系統(tǒng)在實際應(yīng)用中體現(xiàn)出了十分良好的效果。我們應(yīng)當在掌握了PLC控制系統(tǒng)基本情況的前提下，對監(jiān)控系統(tǒng)的硬件及軟件進行正確配置，從而使其能夠安全穩(wěn)定的運行。

參考文獻

[1]林舜華.基于PLC技術(shù)的燃煤電廠除灰監(jiān)控系統(tǒng)研究[D].上海交通大學，2013.

[2]樊振國.基于PLC的分布式系統(tǒng)在鍋爐監(jiān)控中的應(yīng)用研究[D].太原理工大學，2012.

[3]張連國.試分析燃煤電廠除灰監(jiān)控系統(tǒng)中PLC技術(shù)的應(yīng)用[J].科技創(chuàng)新導報，2014，1：32.

[4]陳衛(wèi)勇.火電廠氣力除灰控制系統(tǒng)設(shè)計與應(yīng)用[D].上海交通大學，2014.

[5]黨莉.電廠氣力除灰系統(tǒng)監(jiān)測與控制研究[D].西安工業(yè)大學，2011.

[6]田麗潔.基于PLC的火電廠除灰系統(tǒng)監(jiān)測與控制研究[D].河北：華北電力大學，2012.

[7]張超.火電廠除灰閥門PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計[D].河北：華北電力大學，2013.