可编程控制器在电厂输煤控制系统中的应用 |
| 2012-07-06 10:43 作者：刘亮 修志刚 来源：硅谷网 HV： 编辑： 【搜索试试】
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硅谷网讯 （原文载于《硅谷》杂志1月下）可编程控制器具有使用方便、控制灵活、扩展方便、可靠性高等特点，使其在工业控制领域中的应用有着得天独厚的优势，以输煤控制系统为例，通过对采用PLC程控系统实现的输煤控制系统的特点、设计原则、系统组成及其功能的介绍，阐明采用可编程控制器，对提高火电厂输煤控制系统的效率及增强系统的稳定性、可靠性和可扩展性的作用。
随着火电厂单台装机容量的不断增大，对输煤系统各方面的技术性能及工艺要求也在不断提高，常规强电集中控制方式已不能满足电厂输煤控制系统对自动化及生产工艺的要求。由于PLC功能强大、组态灵活，PLC系统已广泛应用于工业控制的各个领域，尤其是在顺序控制系统中，可编程控制器能够全面提高控制的精度性、稳定性和可靠性。因此，可编程控制（以下简称PLC程控）器在新建电厂输煤控制系统中已经取代常规强电集中控制方式，并在实际运行的检验下取的了令人满意的经济效益。
2程控输煤控制系统
2.1系统特点：
PLC程控输煤控制系统是通过可编程序控制器对输煤控制系统的传输过程进行控制。PLC程控是软件程序控制，PLC机内部软件接点通过程序编制可进行多路输出控制，不仅可靠性高，而且仅需修改内部程序，就能达到灵活改变输煤系统工艺要求的目的。PLC程控输煤控制系统不仅能够实现强电集中控制的要求，而且还可以实现强电集中控制很难实现的一些较高要求的控制。它可以设置多种闪光频率，从而显示出设备不同的运行状态，因此采用PLC程控器能实现更多的控制功能和显示功能。而且它操作简便，运行人员无需死记工艺流程，只要通过开关、按钮或键盘操作即可实现各种控制功能，从而提高了输煤系统的运行可靠性。上位机可通过通信网络与PLC进行实时数据交换，实现对输煤控制系统的微机监控，实现输煤控制系统少人或无人值守。综上所述各方面优点，PLC程控是火电厂输煤控制系统目前首选的控制方式。
2.2系统设计的一般原则
1）后台机系统采用双机热备系统，一台为主机，另一台为从机，主机和从机通过网络连接，正常情况下主机处于工作状态，从机处于监视状态，一旦从机发现主机异常，从机将会在很短的时间内代替主机，进行实时检测并保存历史数据，当主机修复，重新启动后，从机检测到主机正常后会自动将主机丢失的历史数据通过网络传输给主机，从机将重新处于监视状态。这样即使是发生了事故，系统也能保存一个完整的数据库，实现实时数据的热备和历史数据的热备。
2）为确保系统的可靠性，系统宜采用双通道通信网络结构。
3）根据输煤系统被控对象较多，布置分散的特点，为减少电缆连接，应就地配置远程I/O终端。
4）由于火电厂环境恶劣，干扰严重，为提高抗干扰能力，程控器模块采集的现场信号应使用DC220V强电传递，并且所有输出和输入系统的信号采用带继电器隔离的输出和输入模块或装设继电器隔离后在去驱动执行机构。
2.3系统组成
程控系统主设备布置在输煤控制室，主要由现地PLC控制屏、网络系统、后台微机系统构成。系统采用一个主机架（安装CPU的机架）和一个扩展机架组成，各机架按现场信号种类安装开关量输入（DI）模块、开关量输出（DO）模块、模拟量输入（AI）模块、通讯模块。PLC采集现场的开关量状态和测量数据，通过现场总线送到后台机，同时接收后台机的操作命令，按预制程序控制现场设备。如图所示：
2.4系统基本功能
2.4.1上煤控制功能
上煤操作控制分为自动、手动及就地操作三种方式，在操作员工作站的屏幕上通过鼠标进行选择。
1）自动方式
自动方式下的所有操作均可通过控制工作站实现，运行人员根据工艺要求，可在CRT上用鼠标调出预选的流程菜单，确认后，如果程序选择有错误，CRT会自动弹出“程选错误”报警画面，而不允许启动该程序。当程序选择无误时，确认后，CRT上自动改变被选设备的颜色，发出“启动”命令后，所选皮带按逆煤流方向启动各台设备，每条皮带启动前报警器发出10秒音响，皮带启动后现场蜂鸣器停止发声。同样根据停机指令，从煤源开始顺煤流方向逐一按预定的延迟时间停机。
2）手动方式
当在屏幕上选择手动方式后，可连锁手动，也可以解锁手动。两种方式都在屏幕的模拟操作台上操作。连锁手动是运行人员按照逆煤流方向一对一地启动设备，按顺煤流方向一对一地停机。由于流程内存在连锁关系，所以当手动停任何一台正在运行的设备时，逆煤流方向的所有设备连锁停机。解锁手动时，运行人员可随意启停任何一台设备，此时无任何连锁关系，只作为设备调试时使用，绝不能带负荷运行。
3）就地操作方式
就地操作方式时，PLC停止程序运行，在就地控制箱上进行的操作，此时主控制室对设备不起控制作用。
2.4.2煤量统计功能
输煤系统具有完善的计量及分场计量功能，为电厂的平衡计算创造条件。计量是通过电子皮带称装置发出0.1吨计量脉冲送入PLC进行计量，PLC将数据处理后送后台计算机数据库，供报表和系统运行使用。
2.4.3显示功能
1）皮带系统图显示功能
采用红、黄、绿显示皮带运行、入选、停止三种状态。
2）数据显示功能
在关键设备位置显示设备运行数据。
3）运行状态显示
显示各设备的运行状态、停止状态、入选状态。
4）报警显示
以模拟信号灯方式和列表方式显示报警信号和事故信号，同时发出声音报警信号。
5）运行曲线显示
可显示煤流动态曲线，大型电动机电流曲线。
6）报表显示功能
对已形成的和正在形成的报表进行显示。
2.4.4报表记录打印功能
可记录和打印班、日、月、年报表。记录时间为一年。
2.4.5报警及记录功能
对现场设备发生故障及事故发出声音报警，同时按时间循序记录到数据库，可查询或打印。
2.4.6通讯功能
系统提供通讯接口，与现地智能设备实现通讯，采集多功能测量仪表实时数据。
3结论
PLC程控器在电厂输煤系统中的应用，充分体现了其优良的功能和良好的可靠性，对电厂安全、可靠、经济运行起到了非常重要的作用，也使电厂自动化水平达到了新的高度。PLC程控器自身所具有的优点，必将使其应用领域不断扩大有着广阔的发展前景。（《硅谷》杂志 刘亮 修志刚）
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