基于PLC的火電廠自動排故輸煤系統設計與仿真

趙 勇（華電重工股份有限公司，北京 100077）

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基于PLC的火電廠自動排故輸煤系統設計與仿真

趙 勇
（華電重工股份有限公司，北京 100077）

摘 要：火電廠自動排故輸煤系統是火電廠中重要的系統，可以說沒有該系統，火電廠將無法正常運轉，也就無法正常的產電，將會影響電能的正常調度，因此保證該系統的正常運行非常關鍵，而如果將可編程控制器應用其中，也就是PLC，對減少系統故障具有重大的意義。本文首先介紹了基于PLC的火電廠自動排故輸煤系統設計與仿真的必要性，其次分別從設計與仿真兩方面來對此進行探討，希望能夠為設計與仿真人員提供幫助。

關鍵詞：PLC；火電廠；自動排故輸煤系統；設計；仿真

火電廠自動排故輸煤系統設計與仿真工作是一項非常復雜的工作，需要相關人員給予充分的掌握計算機可編程控制器語言，了解相關的設計理念，否則難以達到預期的設計與仿真效果，在可編程控制器的基礎上，來對輸煤系統進行設計與仿真，主要的目的是減少事故以及在最短的時間內解決事故。

一、基于PLC的火電廠自動排故輸煤系統設計與仿真的必要性

鍋爐是火力發電廠的三大主機中最基本的能量轉換設備。輸煤系統是其重要的輔助機構，與其它相應的機電設備共同擔負著火電廠電力生產燃料的供應任務，完成從煤源至儲煤場，再由儲煤場到主機煤倉，或者直接到主機煤倉的卸煤、貯煤、上煤和配煤任務。輸煤系統具有控制設備多、分布廣、工作環境惡劣，操作頻繁及維護工作量大等特點。傳統的控制方法依靠人工手動啟、停及檢修輸煤系統，大大落后于電廠向自動化、一體化發展的步伐。隨著工礦企業的發展及其生產規模不斷擴大，發電量日漸增加，對輸煤系統的穩定性、自動化、多功能、安全可靠等要求越來越高，這就迫切需要一種具備自動啟動、停止、排除故障、便于檢修及運行穩定等特點的的鍋爐輸煤系統。

二、輸煤系統的硬件設計

可編程控制器即PLC，是火電廠必不可少的一種設備，該設備被應用在火電廠不同的系統中，排故輸煤系統就是其中之一，因為將可編程控制器應用該系統中，提高了該系統的自動化程度，利于輸煤系統自動排故，減少故障的出現，提高了該系統的輸沒效率，為火電廠正常的運轉提供了條件。在利用可編程控制器的基礎上，對火電廠自動排故輸煤系統進行設計，在對其設計進行研究之前，首先對其該系統的硬件進行設計，其硬件系統設計主要包括如下內容：

1 鍋爐輸煤系統的組成。如果火電廠的規模并不大，其中的輸煤系統會將煤粉利用相關的設備輸送到1號運輸機中，之后再利用篩煤機進行有效的篩選，篩選下細煤之后利用相關設備輸送到2號運輸機中。再次，煤粉通過三通擋板以及煤倉間等，最終輸送到3號運輸機中。1號、2號以及3號運輸機的型號相同，都為TD75，其帶寬為10m，機長1號機為60m，2號機為40m，3號機為30m，無論是1號、2號，還是3號運輸機都需要準備兩臺，一臺應用，另一臺作為備用。

2 輸入/輸出模塊地址分配。選擇使用的可編程控制的型號為CPU226CN，輸煤系統中的輸入模塊由很多部分共同組成，其中比較重要的有啟動按鈕、繼電保護以及切換按鈕等，而其輸出模塊也由眾多部分構成，其中比較重要的就是1號、2號以及3號皮帶，另外，還有故障指示燈。

3 設計可編程控制器外圍硬件線路。可編程控制器主要是融合了集成技術，進而使得其機械觸點大為減少，此外，硬件連線數量也大幅度減少，進而使得輸煤系統的硬件設備穩定性更高，另外，使用可編程控制器之后，硬件系統可以自行檢測故障，但是在接口的位置上，應該安裝設置光電隔離，進而能夠有效的避免電氣以及輻射等帶來的不良影響。

三、PLC軟件設計

可編程控制器的軟件設計是火電廠自動排故輸煤系統設計的要點，可以說，其設計質量的高低直接影響著輸煤系統輸煤排故的水平的高低。其設計步驟如下：

1 軟件總體設計。按照被控制的對象，也就是輸煤設備以及具體的輸送過程，所要達到的目標以及具體的設計要求，來編寫相應的流程程序圖，其使用的計算機語言為可編程控制器語言，并且按照指令模塊化的設計方法進行設計，其流程圖主要是由四大部分構成，一是工步；二是有向連線；三是轉換條件；四是動作等，這四部分各自承擔著不同的任務，彼此之間有相互照應，進而完成可編程控制器的控制任務。

2 梯形語句設計。按照軟件程序總的流程圖來對梯形語句進行設計，其設計的重點內容就是各個模塊，其中比較重要的有初始化模塊以及故障排除模塊等。

四、編譯與仿真

編譯以及仿真是將可編程控制器應用在火電廠自動排故輸煤系統中的基礎，編譯與仿真效果與現實應用的效果十分接近，因此設計人員十分注意。

1 軟件編譯與調試。編譯與調試應該選擇使用正規的可編程控制器的編程軟件，購買正規廠家生產的軟件，以便網絡病毒，該編程軟件應該適是以Windows系統了基礎，因為我國幾乎所有的計算機系統都是該系統，因此在編程軟件時，也應該以該系統為準，這對提高其功能性具有重要的作用，同時對軟件還具備簡單易學的特點，這樣在培訓相關員工時，不必耗費大量的人力物力，編譯程序時，還應該注重語法檢查，避免出現錯誤，影響后期操作，除此之外，還應該將LAD轉化為STI。

2 S7-200PLC程序仿真。這種仿真軟件可以對相關程序進行脫機仿真處理，并且能夠將可編程控制器的工作狀態完全的模擬出來，以此確定檢查程序的準確性。當自動排故輸煤系統發生異常情況時，故障點就會自動將信號輸入其中，接收到故障信號之后，故障設備會馬上停止運轉，不僅如此，其前級設備也會出現馬上停止運轉的現象，進而煤粉輸送中斷，防止煤粉堆積情況的出現，根據運行順序當發生異常情況的設備經過3號皮帶時，將會繼續工作，根據聯鎖停車順序原理逐一停止作業，這時指示燈會做出相應的指示，以明確哪一個設備出現了故障，這時檢修人員將會立即檢修，為縮短檢修時間做出了重大貢獻。

結語

綜上所述，可知對基于PLC的火電廠自動排故輸煤系統設計與仿真進行研究十分必要，因為自動排故輸煤系統在火電廠中占有重要的地位，其設計與仿真事關整個火電廠的生產任務，為了保證設計與仿真效果，應該選擇聘用專業人員來進行設計與仿真研究，以此確保設計完成之后，能夠馬上應用。

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