基于PLC技術的燃煤電廠除灰監控系統研究

摘 要：在當前社會中，電力能源依然是最為主要的能源之一，對社會發展和城市建設都具有重要的意義。由于我國煤炭資源豐富，因此燃煤電廠是當前數量最多、規模最大的電廠。在燃煤電廠的運行過程中，由于煤炭燃燒而產生的灰塵是不可避免的。而這些灰塵不但會對生態環境造成巨大的破壞，同時也會影響到燃煤是、電廠的正常運行，加大設備發生故障的幾率。對此，應當建立起一套科學、有效的除灰監控系統，通過對PLC技術的應用，降低燃煤電廠對環境的影響，提高其運行的安全性和穩定性。

關鍵詞：PLC技術；燃煤電廠；除灰監控系統

前言

PLC是一種特殊的電子裝置，能夠在專門的工業環境當中良好的運行。該裝置具有價格低廉、可靠性高、抗干擾能力強、體積小等諸多優點，因此在工業領域當中取得了十分廣泛的應用。尤其是在燃煤電廠當中，更是發揮了十分重要的作用，基于PLC技術的除灰監控系統，能夠在燃煤電廠的運行過程中，有效地監控和消除煤炭燃燒產生的煙塵和灰燼，避免其未經過處理排放到大氣中而帶來生態破壞和環境危害。基于以上原因，文章對基于PLC技術的燃煤電廠除灰監控系統進行了細致的研究和分析，以期能夠對其進行進一步的優化與完善。

1 PLC控制系統的概述

在燃煤電廠的除灰監控系統當中，應當能夠進行控制程序和切換程序的操作，還應當支持單組操作和成組操作的功能。此外，該系統還應當能夠發揮閉鎖、跳步等方面的作用。

1.1 控制

在燃煤電廠的除灰監控系統當中，各個電廠除灰裝置入口的電動門、攪拌器、灰斗下的鎖氣器等設備，都要受到PLC程序的控制和管理。對于三級灰漿泵的轉速，PLC程序也能夠自動對其進行有效的控制。在實際運行的過程中，如果灰漿池當中的液體高度處于比較低的狀態時，PLC程序會對其轉速進行自動閉鎖。根據預先設定的控制管理條件，對于三級灰漿泵及其進口和出口的閥門，PLC程序也能夠自動進行投切控制[1]。除此之外，對于水泵及其閥門的運行狀態，PLC程序也能夠進行有效地控制。

1.2 聯鎖保護

燃煤電廠除灰監控系統在運行過程當中，如果運行泵發生事故跳閘，將會限制到運行泵的運行狀態。此時，將會自動啟動運行泵的備用泵，運行泵出口的電動門將會被自動關閉。如果三級泵當中有某一級泵發生了故障，除灰監控系統就會將其他的兩級泵同時關閉，然后自動進行報警提示，催促維修人員進行檢查和處理。

2 硬件的配置

在通常情況下來說，在大多數燃煤電廠除灰監控系統當中，對除灰工作的監控，是通過對兩臺工控機的共同使用來完成的。在除灰監控系統當中，能夠進行雙機熱備用[2]。對于兩臺爐的除灰系統控制，每一臺工控機都能夠有效地實現。可以將PLC程序分別獨立設置在兩臺爐上，其中的通訊模塊、中央處理器模塊等，在雙機熱備用中都是十分重要的部分，這樣才能夠對除灰監控系統運行的穩定性和可靠性進行更好的保障。

2.1 網絡系統

在操作員工作站當中，PLC與中央處理器之間的通訊是通過特定的通訊軟件實現的。操作員工作站的通訊，是通過對主控室工作站和信息系統網絡的管理來實現的，在信息系統網絡管理的過程當中，采用了互聯網當中應用的TCP/IP協議作為其通用協議。所以說，在實際應用中，操作員工作站與互聯網之間能夠實現完全的組網。不過在互聯網當中，如果想要觀看到監控系統當中的監控畫面，還需要先得到高級管理員的權限才能實現[3]。

2.2 監控計算機

在操作員工作站當中，除了要實現與PLC的中央處理器之間的實時通信之外，還應當實現與主控室工作站之間的數據交換。因此，在工控機的內存配置和中央處理器選擇方面，其具體的要求也就變得更高了。為了能夠滿足除灰監控系統的穩定運行，中央處理器和內存的配置必須滿足規定的標準。如果配置過低，在實際的運行過程中，將可能會出現死機的情況，從而對系統的運行產生十分不良的影響。

2.3 PLC系統

在PLC系統當中，主要以采用了美國所生產提供的PLC5系列產品，在聯網、遠程通信、尚未接口、掃描速度、抗干擾性、可靠性等諸多方面，該系列產品都具有十分優越的表現，相比于其他產品來說，具有較為明顯的優勢。在該系統當中，主要采用了以下幾種主要的模塊選型[4]。

中央處理器模塊選擇的是1785L80C型號，在該模塊的開關當中，是由三種模式共同構成的，分別為遠程模式、編程模式、以及運行模式。如果開關處在遠程模式，利用相應的應用軟件，系統能夠進行修改和轉變運行狀態、測試情況、遠程編程等。如果開關處在編程模式，系統能夠對數據文件進行刪除、修改或是創建，但無法進行輸出。而如果開關處在運行模式，情況與編程模式恰好相反，系統不能進行數據文件的刪除、修改或創建，但是能夠正常進行輸出。電源模塊選擇的是1771P7和1771P6S兩種類型，其中，第一類電源模塊為交流電壓二百二十伏、十六安的電源，能夠安裝在遠程I/O柜當中。第二種電源模塊類型為交流電壓二百二十伏、八安的電源，需要安裝在本地PLC柜當中。適配器模塊選擇的是1171ASB和1785BCM兩種類型，其中，第一種模塊的類型為遠程適配器模塊，第二種模塊的類型為熱備通信模塊。在開關量的輸出和輸入模塊中，輸出模塊選擇的是1771OW16B的類型，它是十六點繼電器輸出模塊。而輸入模塊選擇的是1771IMD類型，它是交流電壓二百二十伏、十六點輸入模塊。在模擬量輸出和輸入模塊當中，輸出模塊選擇的是111771OFE2的類型，它是十二位、四路的電流型模塊，在插入機架之前應當進行跳線。而輸入模塊選擇的是1771IFE的類型，它是十二位、八路差分、十六路單端的模塊，在插入機架之前，也應當進行跳線的操作。

2.4 電氣柜和就地儀表

在基于PLC技術的燃煤電廠除灰監控系統當中，電氣柜共有六臺，分別為兩臺灰斗遠程控制柜、一臺遠程控制柜、一臺三級泵本地控制柜、一臺PLC柜、以及一臺電源柜[5]。在除灰監控系統的運行過程當中，為了使系統運行的安全性和可靠性得到確保，在電源柜當中，專門進行了兩臺不間斷電源的配備和連接。其中一臺為就地儀表提供電能，而另一臺則為監控系統運行提供電力供應。

3 軟件的設計

在基于PLC技術的燃煤電廠除灰監控系統當中，除了硬件之外，最重要的就是軟件系統，它支持了系統所有功能的正常發揮。其中應用的軟件主要可分為三個部分，分別為通信軟件、上位監控軟件以及編程軟件。

3.1 通信軟件

通信軟件要想確保正常的運行狀態，就要在操作員工作站的工控機當中，進行與硬件系統相匹配的通信軟件的安裝。之后，才能夠準確的檢測到其他的工作站、PLC當中的中央處理器等設備。最后，只需要編號相應的工作站，就能夠實現通信軟件作用的正常發揮。

3.2 上位監控軟件

3.2.1 上位監控軟件的特點

在監控軟件當中，對于標簽數據庫，無需導入整個數據庫，而是可以直接進行開啟瀏覽。對于很多不同標準的圖形格式，監控軟件都能夠很好地支持，無需進行重建就能夠直接進行利用。在監控軟件中，擁有的圖形庫十分強大，同時還能夠隨時連接網絡，進行數據庫的更新。對于軟件中的點數，能夠迅速地進行升級和擴展[6]。此外，資源工具箱裝載在上位機監控軟件當中，對于其工作和運行效率，也具有極大地提升作用。

3.2.2 控制系統的功能

在系統運行的過程中，可以對其運行參數進行實時監測，如果有故障出現在設備中，或者超過了限制的模擬量，在監測網絡中，就能夠將發生故障的設備名稱顯示出來，同時進行提示報警。故障信息會同時被服務器在數據庫當中進行存儲備用。如果有需要，可以隨時查詢相關的歷史數據記錄。在該監控系統當中，支持記錄全部的數據信息和資料。

3.3 編程軟件

在開發軟件的過程中，應用編程軟件，其具體的步驟和程序為：首先對PLC中的中央處理器型號進行設置和確定，然后掃描遠程站點，根據掃描得出的結果，配備相應的遠程站模塊[7]。之后需要進行梯形圖的編寫，要確保其準確性，使其能夠良好的匹配整個系統。最后下載相應的運行程序和應用程序，在PLC的中央處理器當中進行存儲，以備需要的時候進行調用。

4 結束語

我國在當前以及未來很長一段時間之內，都要以燃煤電廠作為電力供應的主要來源。因此，燃煤電廠運行中產生的灰塵等問題就需要進行有效地控制。其中最為重要的就是建立一套行之有效的除灰監控系統。隨著相關技術的不斷發展，基于PLC技術的燃煤電廠除灰監控系統在實際應用中體現出了十分良好的效果。我們應當在掌握了PLC控制系統基本情況的前提下，對監控系統的硬件及軟件進行正確配置，從而使其能夠安全穩定的運行。

參考文獻

[1]林舜華.基于PLC技術的燃煤電廠除灰監控系統研究[D].上海交通大學，2013.

[2]樊振國.基于PLC的分布式系統在鍋爐監控中的應用研究[D].太原理工大學，2012.

[3]張連國.試分析燃煤電廠除灰監控系統中PLC技術的應用[J].科技創新導報，2014，1：32.

[4]陳衛勇.火電廠氣力除灰控制系統設計與應用[D].上海交通大學，2014.

[5]黨莉.電廠氣力除灰系統監測與控制研究[D].西安工業大學，2011.

[6]田麗潔.基于PLC的火電廠除灰系統監測與控制研究[D].河北：華北電力大學，2012.

[7]張超.火電廠除灰閥門PLC控制系統的設計[D].河北：華北電力大學，2013.