高飛

（國(guó)投哈密發(fā)電有限公司，新疆 哈密 839000）

世界著名品牌GE，GE Fanuc 自動(dòng)化是GE 公司從事工業(yè)自動(dòng)化的部門，同時(shí)作為一個(gè)全球化的企業(yè)，致力于用最先進(jìn)的、高可靠性的工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)和全球范圍內(nèi)的服務(wù)幫助用戶提高生產(chǎn)力。其中GE 90-30 PLC 系列成本低、性能高，能方便地被應(yīng)用于從簡(jiǎn)單的繼電器邏輯到復(fù)雜的中大型自動(dòng)化方案中。它不但具有邏輯運(yùn)算、定時(shí)、計(jì)數(shù)步進(jìn)、移位等功能，而且還具有算術(shù)運(yùn)算模擬量輸入輸出、模擬量調(diào)節(jié)及高速計(jì)數(shù)等功能，在國(guó)內(nèi)應(yīng)用較為廣泛，為企業(yè)提高自動(dòng)化程度提供了良好的解決方案。

1 超零界機(jī)組輔網(wǎng)控制系統(tǒng)介紹

國(guó)投哈密發(fā)電有限公司2 臺(tái)超臨界機(jī)組容量2X660WM，鍋爐采用四角切圓燃燒方式，每臺(tái)鍋爐煙氣系統(tǒng)配二臺(tái)雙室五電場(chǎng)靜電除塵器，每臺(tái)爐每個(gè)電場(chǎng)設(shè)8 個(gè)灰斗，共40 個(gè)灰斗，其中每臺(tái)爐省煤器下灰斗共6 個(gè)、爐脫硝前置灰斗共6 個(gè)。氣力除灰由壓縮空氣系統(tǒng)、倉(cāng)泵系統(tǒng)、灰斗氣化系統(tǒng)、灰?guī)臁⑤敾夜艿?、進(jìn)料閥、出料閥組成，除灰系統(tǒng)采用正壓濃相氣力輸送，其中1 臺(tái)鍋爐為一個(gè)單元，系統(tǒng)采用GE PLC實(shí)現(xiàn)自動(dòng)程序控制。

2 氣力除灰工作原理

倉(cāng)泵進(jìn)料時(shí)，進(jìn)料閥密封泄壓，延時(shí)3s，進(jìn)料閥開(kāi)啟，物料進(jìn)入倉(cāng)泵至料位計(jì)動(dòng)作，進(jìn)料閥關(guān)閉延時(shí)3s，進(jìn)料閥密封墊沖壓程控啟動(dòng)至進(jìn)料動(dòng)作結(jié)束，進(jìn)料關(guān)閉后，出料閥打開(kāi)，壓縮空氣進(jìn)入泵體內(nèi)，氣化物料，同時(shí)泵體內(nèi)壓力上升，當(dāng)壓力到達(dá)一定程度后，出料閥由PLC 控制打開(kāi)，此時(shí)，物料被送入輸灰管，輸送空壓機(jī)的氣體經(jīng)進(jìn)氣閥進(jìn)入輸送管道，使飛灰被推動(dòng)帶入灰?guī)?。?dāng)物料被輸送完畢后，泵體內(nèi)壓力降至大氣壓，出料閥自動(dòng)關(guān)閉，一次送料完畢，系統(tǒng)進(jìn)入下一次循環(huán)輸送。

3 GE PLC 控制系統(tǒng)介紹

除灰系統(tǒng)采用GE PLC 進(jìn)行氣力除灰的循環(huán)控制，控制器采用ICU695CRU320，網(wǎng)絡(luò)采用Profibus 總線，下位機(jī)的組態(tài)利用Proficy Machine Edit（簡(jiǎn)稱PME）軟件建立LD BLOCK，將所有除灰系統(tǒng)的閥門、倉(cāng)泵控制指令、反饋等信號(hào)統(tǒng)一封裝至Function Block 內(nèi)，分別命名為vale、motor 作為全局變量，任意同類型設(shè)備均可以調(diào)用此類模塊完成相關(guān)操作，指令和反饋通過(guò)Profibus 總線通訊至菲尼克斯卡件，最終通過(guò)硬接線至就地設(shè)備，從而完成設(shè)備控制及監(jiān)控功能，同時(shí)配備冗余控制器，確保系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

傳統(tǒng)的PLC 均采用梯形圖進(jìn)行組態(tài)，如圖1 所示。

圖1

由于除灰系統(tǒng)設(shè)備數(shù)量大，且各個(gè)設(shè)備控制方式不一，在組態(tài)過(guò)程中，如果對(duì)于每個(gè)設(shè)備均搭建梯形圖，工作量巨大，且容易出現(xiàn)錯(cuò)誤，出現(xiàn)錯(cuò)誤不易查找，給調(diào)試工作帶來(lái)不便?；谝陨显颍蚁到y(tǒng)設(shè)計(jì)之初經(jīng)各技術(shù)人員溝通后，確定對(duì)組態(tài)工作進(jìn)行模塊化轉(zhuǎn)換，對(duì)于同一類型的設(shè)備采用統(tǒng)一封裝FUNCTION BLOCK，并設(shè)置為全局變量，使用時(shí)直接調(diào)用即可，大大減少了組態(tài)工作量，同時(shí)也減少了程序在CPU 的占用量，提高了PLC 控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性及快速性。

圖2

4 模塊化組態(tài)簡(jiǎn)介

通過(guò)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的特性分析，以及結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，經(jīng)專業(yè)討論后決定將C 語(yǔ)言中全局變量的概念移植至本技改項(xiàng)目。以雙指令電機(jī)類設(shè)備進(jìn)行實(shí)例分析，首先在PME 軟件內(nèi)建立LD block 模塊，命名為motor，對(duì)電機(jī)類設(shè)備的控制特性進(jìn)行分析研究后，決定使用remote（遠(yuǎn)方）、check（檢修）、auto_sta(自動(dòng)位）、manu（手動(dòng)）、pro_o（程啟）、pro_c（程停）、run（運(yùn)行）、sto（停止）、in_err（故障反饋）、reset（故障復(fù)位）、start（啟動(dòng)指令）、stop（停止指令）、sta_err（啟動(dòng)故障報(bào)警）、sto_err（停止故障報(bào)警）、man_o（手動(dòng)啟）、man_c（手動(dòng)停），16 組信號(hào)作為控制模塊的引腳，經(jīng)試驗(yàn)，以上信號(hào)可以滿足所有電機(jī)類設(shè)備的控制功能，如圖2。

此模塊左側(cè)部分為現(xiàn)場(chǎng)及上位機(jī)指令，即左側(cè)為輸入，右側(cè)部分是輸出指令，組態(tài)時(shí)只要依據(jù)此原則進(jìn)行連線即可，整個(gè)電機(jī)控制程序一目了然，且不容易出現(xiàn)錯(cuò)誤。下面對(duì)對(duì)模塊內(nèi)部“START”、“STOP”、“STA_ERR”、“STO_ERR”四個(gè)輸出引腳進(jìn)行介紹，如圖3。

圖3

START 引腳組態(tài)介紹，當(dāng) “REMOTE”信號(hào)觸發(fā)、無(wú)“IN_ERR”內(nèi)部故障、無(wú)“STA_ERR”啟動(dòng)故障且無(wú)“檢修”狀態(tài)時(shí)，與以下三個(gè)任一條件相“與”發(fā)出啟動(dòng)指令：“AUTO”（電機(jī)處于自動(dòng)狀態(tài)）與“PRO_O”(電機(jī)程序控制啟動(dòng))同時(shí)觸發(fā)；“MANU”（電機(jī)處于手動(dòng)狀態(tài)）與“MAN_STA”(電機(jī)手動(dòng)控制啟動(dòng))同時(shí)觸發(fā)；“START”（電機(jī)啟動(dòng)指令自保持狀態(tài)）、“MAN_STO”(電機(jī)手動(dòng)控制啟動(dòng))與“非RUN”（電機(jī)運(yùn)行反饋取反）同時(shí)觸發(fā)（圖4）。

圖4

STOP 引腳組態(tài)介紹，當(dāng) “REMOTE”信號(hào)觸發(fā)、無(wú)停止故障“STO_ERR”且無(wú)“CHECK”檢修狀態(tài)時(shí)，與以下三個(gè)任一條件相“與”發(fā)出停止指令：“AUTO”（電機(jī)處于自動(dòng)狀態(tài)）與“PRO_C”(電機(jī)程序控制停止)同時(shí)觸發(fā)；“MANU”（電機(jī)處于手動(dòng)狀態(tài)）與“MAN_STO”(電機(jī)手動(dòng)控制停止)同時(shí)觸發(fā)；“STOP”（電機(jī)停止指令自保持狀態(tài)）、“MAN_STA”(電機(jī)手動(dòng)控制啟動(dòng)取反)與“RUN”（電機(jī)運(yùn)行反饋）同時(shí)觸發(fā)，如圖5。

圖5

“STA_ERR”引腳經(jīng)過(guò)兩個(gè)中間點(diǎn)“QB”、“ERR”判斷后觸發(fā)，由于“STA_ERR”與“STO_ERR”引腳組態(tài)類似，本文只對(duì)“STA_ERR”引腳做詳細(xì)介紹，如圖6。

圖6

“QB”引腳介紹，當(dāng) “REMOTE”信號(hào)觸發(fā)、無(wú)啟動(dòng)故障 “STA_ERR” 、無(wú)內(nèi)部估做賬“IN_ERR”、無(wú)停止反饋“STOP”且無(wú)“CHECK”檢修狀態(tài)時(shí)，與以下兩個(gè)任一條件相“與”發(fā)出啟動(dòng)中間點(diǎn)指令“QB”：“AUTO”（電機(jī)處于自動(dòng)狀態(tài)）與“START”(電機(jī)程序控制啟動(dòng))或啟動(dòng)中間點(diǎn)指令“QB”同時(shí)觸發(fā)；“MANU”（電機(jī)處于手動(dòng)狀態(tài)）與“START”(電機(jī)程序控制啟動(dòng))或啟動(dòng)中間點(diǎn)指令“QB”同時(shí)觸發(fā)，如圖7。

“ERR”引腳介紹，“TON”模塊為延時(shí)接通模塊，引腳“IN”為模塊輸入，“PT”是延時(shí)接通時(shí)間設(shè)定值，為“DINT”（雙整型）；“Q”為延時(shí)接通后發(fā)出的指令，是布爾量，“ET”為延時(shí)時(shí)間顯示為，是“DINT”（雙整型），當(dāng)“IN”引腳觸發(fā)后延時(shí)3 秒，發(fā)出“ERR”指令。即當(dāng)“QB”信號(hào)與電機(jī)運(yùn)行信號(hào)“RUN”取反后相與條件同時(shí)觸發(fā)時(shí)此模塊開(kāi)始運(yùn)算，如圖8。

圖8

“STA_ERR”引腳介紹，當(dāng)“QB”信號(hào)與電機(jī)故障中間點(diǎn)“ERR”信號(hào)同時(shí)觸發(fā)或者啟動(dòng)信號(hào)故障“STA_ERR”，與系統(tǒng)復(fù)位“RESET”取反同時(shí)觸發(fā)時(shí)，發(fā)出電機(jī)啟動(dòng)故障信號(hào)。

5 結(jié)語(yǔ)

國(guó)投哈密發(fā)電有限公司兩臺(tái)機(jī)組共240 余臺(tái)設(shè)備的控制均采用GE PLC 模塊化組態(tài)，利用IFIX 軟件建立PDB 數(shù)據(jù)庫(kù)以及grf、tgd 全局模塊，完成設(shè)備控制、監(jiān)視及調(diào)整，同時(shí)，在GE PLC 中利用VB 語(yǔ)言進(jìn)行輔助控制，極大地減少了搭建梯形圖的工作量，降低了設(shè)備調(diào)試周期，增加了設(shè)備可靠性，現(xiàn)兩臺(tái)機(jī)組均已調(diào)試完畢，且運(yùn)行狀況良好。