基于組態仿真的PLC技術在燃煤電廠輸煤系統中的應用

張穎 朱明非

1.河北省科技工程學校，河北保定 071000

2. 66393部隊，河北保定 071000

摘要 利用Wonderware組態軟件 Intouch9.0仿真技術與PLC技術相結合，不僅能提高系統的安全可靠性，也使人機界面更加生動明了，提高了燃煤電廠輸煤系統的自動化水平和經濟效益，可供其他燃煤電廠借鑒。

關鍵詞 輸煤；PLC；組態軟件；控制

中圖分類號TD1 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708（2012）61-0138-01

0 引言

作為燃煤電廠建設中的一個重要環節 ，輸煤系統在保障機組的安全可靠運行和保證電廠的經濟效益方面都起著舉足輕重的作用。因此，輸煤系統的可靠性和穩定性必須要得到有效的保障，同時其自動化水平也要達到現代化電廠的要求。輸煤系統具有組成設備多且位置分散，工藝流程復雜、沿線環境條件惡劣、安全性可靠性要求高等特點，一般采用以PLC為主要控制設備的監控系統來實現對整個工藝過程的控制。

1 上位監控系統

為了符合現代化工藝的要求，輸煤程控系統采用國際上流行的CRT(上位機監控)方式，設立主控室，將上位機置于主控室內，采用熱備冗余，其功能是能監視設備的運行狀態、設備參數，對各種運行方式進行選擇與切換，同時還可以顯示模擬量參數、進行聲光報警、打印數據等。上位機選用工業觸控平板電腦替代普通的工控機，其特點是外形美觀，前面板采用鋁鎂合金壓鑄成型，結實耐用；集主機、液晶顯示器、觸摸屏合為一體，穩定性好。通過以太網與PLC相連，負責管理PLC系統，發出指令，并處理分析來自PLC的信息，實時模擬顯示現場的運行狀態。

2 PLC控制系統

2.1系統配置

PLC控制系統是該程控系統的核心，本系統設計采用OMRON公司的CPM2AH系列60CDR-A NEW PLC為下位機，用歐姆龍專用的controller link網連接，主機同樣采用雙機熱備形式， 以確保在萬一有一臺PLC主機故障或死機的情況下，整個系統仍可照常運轉。控制系統電源采用雙路220VAC供電，并能夠自動切投；控制電源采用24VDC和l10VDC冗余電源。編程軟件選用CX-Programmer，具有多種語言編輯方式，可在全中文環境下操作，支持Windows的拖拉及粘貼，并配有完備的檢索功能和常用標準位簡易輸入功能，為使用者創造了一個高效的編程操作環境。

2.2 控制方式

整個輸煤程控系統共設置五個I/O站，其中3個置于煤控室，兩個置于煤倉層。PLC主機通過各I/O站對現場設備進行控制，控制方式分為自動控制、手動控制和就地控制三種：1）自動控制方式。此方式實現了對整個輸煤系統的全自動控制，所有操作均在上位機CRT觸控畫面上進行，由PLC系統完成對各個模塊的控制，包括正常情況下的啟停控制，異常情況下的故障報警工作以及緊急情況下的保護控制等。運行人員在系統圖上選擇自動運行模式并進行確認，即能啟動整個系統。現場所有的設備按照工藝要求進行聯鎖，以防止在啟停過程中的煤料堆積現象，對工作和設備造成不良影響。聯鎖分啟動、故障和停機3種方式進行。啟動時，PLC按照逆煤流方向對現場各設備發出啟動信號，每臺設備啟動前以警鈴的方式進行報警，普通設備15s，主要設備30s，警鈴過后，設備自動啟動。故障時，故障設備及其上游各點瞬時停機，其下游各點按順煤流方向依次停機；待故障結束后，重新啟動其他設備。停機分為兩種，一種是正常停機；另一種是緊急停機。正常停機時，PLC按照順煤流方向逐一按預定的延時進行停機；緊急停機時，運行設備立即全線停機，除非運行人員在確保安全的情況下復位急停按鈕，否則系統一直處于禁止啟動狀態。2）手動控制方式。手動控制方式又分為聯鎖手動和解鎖手動兩種。聯鎖手動為半自動化控制，運行人員在上位機CRT畫面上進行操作，通過PLC完成。同樣按照工藝的要求，按逆煤流方向一對一啟動設備，按順煤流方向一對一停機。解鎖手動時，設備間無任何聯鎖關系，可實現設備的單機啟動，常用于調試或檢修等情況。3）就地控制方式。就地方式是通過現場控制箱或開關柜對設備的運行狀態進行控制，在此工作方式下，主控室發出的信號對設備不起作用，常用于設備的檢修、校驗過程。

3 組態設計

監控畫面采用Wonderware組態軟件 Intouch9.0完成系統組態及編程，能適用于Window XP操作系統，為工程師提供了更加簡單易用的開發環境和更豐富、強大的功能。啟動組態軟件，進入開發系統后，首先按照工藝的要求創建工程路徑，采用軟件系統圖形庫中的圖像來模擬工程設備，繪制所需畫面。將需要與組態軟件交換數據的設備都定義為外部設備，使兩者能通過I/O變量進行數據交換。隨后對數據庫進行構建，數據庫是連接上位機與下位機的橋梁，在數據庫中定義好相關的變量后，建立動畫連接，其目的是將畫面的圖形對象與數據變量一一對應，當變量值改變時，圖形以動畫的形式表現出來。運行人員在上位機上發布的指令即可通過實時數據到達操作現場，同時將現場的運行狀況以動畫的形式反映到CRT畫面上。

4 結論

該系統采用PLC程控系統對整個輸煤過程進行控制，將計算機技術、PLC技術、組態技術等融為一體，配備工業觸控平板電腦，應用先進的Wonderware Intouch9.0組態軟件，不僅功能更為強大，模擬效果更加逼真，且極大的方便了編程工作，減少了現場調試的工作量，大大提高了燃煤電廠輸煤系統的自動化水平，使輸煤系統的可靠性和穩定性得到了有效的保障。

參考文獻

[1]邱公偉．可編程控制器網絡通信及應用[M].北京：清華大學出版社，2003．

[2]彭剛.黃埔發電廠輸煤控制系統改造.技術交流，2007(5)：56-58.

[3]劉志遠.可編程控制器原理及其在電廠中的應用[M].北京：中國電力出版社，1999：14-15.