基于組態(tài)仿真的PLC技術(shù)在燃煤電廠輸煤系統(tǒng)中的應(yīng)用

張穎 朱明非

1.河北省科技工程學(xué)校，河北保定 071000

2. 66393部隊，河北保定 071000

摘要 利用Wonderware組態(tài)軟件 Intouch9.0仿真技術(shù)與PLC技術(shù)相結(jié)合，不僅能提高系統(tǒng)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(tǒng)的自動化水平和經(jīng)濟效益，可供其他燃煤電廠借鑒。

關(guān)鍵詞 輸煤；PLC；組態(tài)軟件；控制

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

0 引言

作為燃煤電廠建設(shè)中的一個重要環(huán)節(jié) ，輸煤系統(tǒng)在保障機組的安全可靠運行和保證電廠的經(jīng)濟效益方面都起著舉足輕重的作用。因此，輸煤系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性必須要得到有效的保障，同時其自動化水平也要達(dá)到現(xiàn)代化電廠的要求。輸煤系統(tǒng)具有組成設(shè)備多且位置分散，工藝流程復(fù)雜、沿線環(huán)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(shè)備的監(jiān)控系統(tǒng)來實現(xiàn)對整個工藝過程的控制。

1 上位監(jiān)控系統(tǒng)

為了符合現(xiàn)代化工藝的要求，輸煤程控系統(tǒng)采用國際上流行的CRT(上位機監(jiān)控)方式，設(shè)立主控室，將上位機置于主控室內(nèi)，采用熱備冗余，其功能是能監(jiān)視設(shè)備的運行狀態(tài)、設(shè)備參數(shù)，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(shù)、進行聲光報警、打印數(shù)據(jù)等。上位機選用工業(yè)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(jié)實耐用；集主機、液晶顯示器、觸摸屏合為一體，穩(wěn)定性好。通過以太網(wǎng)與PLC相連，負(fù)責(zé)管理PLC系統(tǒng)，發(fā)出指令，并處理分析來自PLC的信息，實時模擬顯示現(xiàn)場的運行狀態(tài)。

2 PLC控制系統(tǒng)

2.1系統(tǒng)配置

PLC控制系統(tǒng)是該程控系統(tǒng)的核心，本系統(tǒng)設(shè)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(wǎng)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(tǒng)仍可照常運轉(zhuǎn)。控制系統(tǒng)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(huán)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(biāo)準(zhǔn)位簡易輸入功能，為使用者創(chuàng)造了一個高效的編程操作環(huán)境。

2.2 控制方式

整個輸煤程控系統(tǒng)共設(shè)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(xiàn)場設(shè)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(xiàn)了對整個輸煤系統(tǒng)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(tǒng)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(tǒng)圖上選擇自動運行模式并進行確認(rèn)，即能啟動整個系統(tǒng)。現(xiàn)場所有的設(shè)備按照工藝要求進行聯(lián)鎖，以防止在啟停過程中的煤料堆積現(xiàn)象，對工作和設(shè)備造成不良影響。聯(lián)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?qū)ΜF(xiàn)場各設(shè)備發(fā)出啟動信號，每臺設(shè)備啟動前以警鈴的方式進行報警，普通設(shè)備15s，主要設(shè)備30s，警鈴過后，設(shè)備自動啟動。故障時，故障設(shè)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(jié)束后，重新啟動其他設(shè)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(yù)定的延時進行停機；緊急停機時，運行設(shè)備立即全線停機，除非運行人員在確保安全的情況下復(fù)位急停按鈕，否則系統(tǒng)一直處于禁止啟動狀態(tài)。2）手動控制方式。手動控制方式又分為聯(lián)鎖手動和解鎖手動兩種。聯(lián)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(shè)備，按順煤流方向一對一停機。解鎖手動時，設(shè)備間無任何聯(lián)鎖關(guān)系，可實現(xiàn)設(shè)備的單機啟動，常用于調(diào)試或檢修等情況。3）就地控制方式。就地方式是通過現(xiàn)場控制箱或開關(guān)柜對設(shè)備的運行狀態(tài)進行控制，在此工作方式下，主控室發(fā)出的信號對設(shè)備不起作用，常用于設(shè)備的檢修、校驗過程。

3 組態(tài)設(shè)計

監(jiān)控畫面采用Wonderware組態(tài)軟件 Intouch9.0完成系統(tǒng)組態(tài)及編程，能適用于Window XP操作系統(tǒng)，為工程師提供了更加簡單易用的開發(fā)環(huán)境和更豐富、強大的功能。啟動組態(tài)軟件，進入開發(fā)系統(tǒng)后，首先按照工藝的要求創(chuàng)建工程路徑，采用軟件系統(tǒng)圖形庫中的圖像來模擬工程設(shè)備，繪制所需畫面。將需要與組態(tài)軟件交換數(shù)據(jù)的設(shè)備都定義為外部設(shè)備，使兩者能通過I/O變量進行數(shù)據(jù)交換。隨后對數(shù)據(jù)庫進行構(gòu)建，數(shù)據(jù)庫是連接上位機與下位機的橋梁，在數(shù)據(jù)庫中定義好相關(guān)的變量后，建立動畫連接，其目的是將畫面的圖形對象與數(shù)據(jù)變量一一對應(yīng)，當(dāng)變量值改變時，圖形以動畫的形式表現(xiàn)出來。運行人員在上位機上發(fā)布的指令即可通過實時數(shù)據(jù)到達(dá)操作現(xiàn)場，同時將現(xiàn)場的運行狀況以動畫的形式反映到CRT畫面上。

4 結(jié)論

該系統(tǒng)采用PLC程控系統(tǒng)對整個輸煤過程進行控制，將計算機技術(shù)、PLC技術(shù)、組態(tài)技術(shù)等融為一體，配備工業(yè)觸控平板電腦，應(yīng)用先進的Wonderware Intouch9.0組態(tài)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(xiàn)場調(diào)試的工作量，大大提高了燃煤電廠輸煤系統(tǒng)的自動化水平，使輸煤系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性得到了有效的保障。

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