基于PLC的電廠輸煤控制系統的方案分析

周海平

神華陜西國華錦界能源有限責任公司，陜西榆林 719319

基于PLC的電廠輸煤控制系統的方案分析

周海平

神華陜西國華錦界能源有限責任公司，陜西榆林 719319

輸煤系統是火力發電企業生產系統的重要組成部分，承擔著為電力生產運煤的任務，如何保證輸煤系統的穩定性與安全性，是電廠企業經營管理的重要內容。由于電廠輸煤系統工作環境惡劣、設備數量多、勞動強度大，采用傳統的控制系統難以保障輸煤系統的可靠性，抗干擾能力強、易于掌握、可靠性高、響應速度快的PLC控制系統得到了廣泛的應用。文章在介紹電廠輸煤控制系統的基礎上，對基于PLC的電廠輸煤控制系統方案進行了簡要的分析。

PLC；電廠輸煤控制系統；方案分析

作為電廠重要的原料供給系統，輸煤系統是電廠企業管理的重點和難點，因此如何提高輸煤控制系統的穩定性和可靠性顯得尤為重要。我國電廠輸煤控制系統從上個世紀六十年代的繼電器集中控制系統以來，依次經歷了晶體管集成電路邏輯控制系統、PLC控制系統和基于PLC、上位機、工業電視的輸煤控制系統四個階段。目前，我國許多電廠使用的輸煤控制系統都屬于最后一種，輸煤系統的穩定性得到了很大的改善和提高。

1 電廠輸煤程控系統

目前我國電廠輸煤系統的控制系統實際上是以PLC為核心，遵循步進控制原理，使輸煤系統內部協調、高效、穩定運行的一系列硬件與軟件設備設施。

1.1 系統流程

輸煤控制系統依靠PLC與工業觸摸屏等實現對實時數據信號的收集、處理與顯示，為保證輸煤系統的穩定、高效運行，輸煤控制系統中包含設備啟停控制程序與報警控制程序。設備啟停控制程序與報警控制程序的編制需要結合輸煤系統的實際需要，例如報警控制程序的編制需要結合堆煤傳感器等傳感器設備采集的燃煤高度等動態指標數據。

1.2 控制對象

輸煤控制系統的對象包括細碎機、篩分機、帶式輸送機、給煤機等設備，需要以先進的儀器與技術進行智能控制。

1.3 自動除鐵計量煤量

為確保燃煤中所含的金屬成分維持在合理范圍內，需要在輸煤系統中加設除鐵器和相應的探測器。如果探測器檢測到燃煤中金屬含量超過合理范圍，將自動延時停機、啟動除鐵器，經過除鐵工序且探測器確認金屬含量達標的情況下，探測器自動啟動系統進入下道工序。另外，在輸煤系統中加設電子秤能夠自動計量輸煤系統輸送的燃煤量，并將數據進行存儲分析，以便于輸煤系統的管理。

2 基于PLC的電廠輸煤控制系統的方案

電廠輸煤控制系統不僅控制單元多，而且需要進行很好的步進協調配合。因此，必須采用先進的設備與技術對輸煤系統進行有效的控制，目前較多使用的是基于PLC的電廠輸煤控制系統，采用結合現地控制與中控兩個控制系統的自動協調控制方案。現地控制由PLC分站作為控制核心，中控由PLC總站作為控制中心，主站與分站借助數據通信網絡進行實時通信和動態控制。

2.1 冗余設計

電廠輸煤控制系統設立了專門的PLC子系統對各個輸煤設備進行控制，能夠在現地開展操作調試等具體工作。由于輸煤系統工作線過長，PLC分站數量也隨之較多，為控制系統投資，通常由廠用電配電室向各個PLC系統供電，PLC主站由獨立供電系統供電，以保證整個輸煤控制系統的穩定運行，降低系統故障影響廣度。另外，主站與分站都單獨建立以工業計算機、觸摸屏技術等設備和技術為基礎的控制系統，以提高輸煤系統控制的自動化水平。

電廠輸煤控制系統的可靠性十分重要，通常需要采用冗余技術分別設立現地與中控兩套輸煤控制系統，以提高系統可靠性。兩套系統間建立局域網絡，兩臺工業計算機由獨立的電源供電，如果某個計算機發生故障，由另一臺計算機負責維持輸煤控制系統的穩定運行。這種互為備用的系統模式能夠大幅度降低故障的影響程度，實現合理調度、有效監控的目的。

2.2 硬件設計

輸煤控制系統可以選擇S7—300型號的PLC和相應的監控系統，該系統不僅數據處理能力十分強大，還能夠借助通訊接口實現主站、分站等系統間的數據通信和實時監控。在選定PLC的基礎上，還需要選擇合適的變頻器，集成變頻器功能全面、維護方便、抗干擾性強，與PLC配合使用能夠起到很好的節能降耗效果，提高電機的工作效率。

在傳感器方面，可以選擇堆煤傳感器等傳感器設備對各輸煤設備的工作信號進行收集，并對電機啟停等工作進行動態操控。如果發現皮帶斷帶、煤堆超高、煙霧濃度超標、電機故障等問題，傳感器能夠依靠網絡將信號傳輸到數據處理單元，從而避免事故的進一步惡化。

在觸摸屏方面，需要選用抗干擾性強的工業觸摸屏，利用電子軟開關，并能依靠系統自檢功能周期性巡檢輸煤系統的運行工況，出現異常時可以實時發出報警提示。

2.3 軟件設計

輸煤控制系統需要依靠軟件對輸煤系統的設備啟停等實現動態控制。控制系統在得到PLC主站或分站或操作人員由觸摸屏發出的指令時，能夠結合電機運行狀態對電路約束進行準確的判別，并啟動變頻器。

例如輸煤控制系統接收到啟動信號后，會檢測應啟動設備的運行狀態，當該設備沒有進入啟動狀態時啟動變頻器和延時計時器、電機，計時達到設定參數后再啟動其它變頻器和延時計時器、電機，直至按照程序完全啟動該設備。在啟停設備的過程中，軟件系統還需要動態改變并傳輸該設備的工況信號，更新設備的工作參數和監控狀態，并在設備成功啟停后初始化變頻器。

2.4 監控系統設計

監控系統的人機界面便于相關人員及時、準確掌握系統運行工況和電壓等細節數據，并結合歷史數據等及時發現安全隱患，予以解決，因而能夠有效提高監控的自動化水平。

3 結論

綜上所述，基于PLC的電廠輸煤控制系統能夠有效提高輸煤系統的自動化水平，從而提高輸煤系統的效率和可靠性。基于PLC的輸煤控制系統的成功應用，不僅需要科學、合理的方案設計，還需要高質量的設備、完善的工藝、良好的人員素質、健全的管理制度，只有全面加強輸煤系統各方面的管理工作，才能為電廠的高效穩定運行提供原料供給的保障。

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TM7

A

1674-6708（2012）59-0086-02