基于PLC技術(shù)的燃煤電廠除灰監(jiān)控系統(tǒng)研究

摘 要：在當(dāng)前社會(huì)中，電力能源依然是最為主要的能源之一，對(duì)社會(huì)發(fā)展和城市建設(shè)都具有重要的意義。由于我國(guó)煤炭資源豐富，因此燃煤電廠是當(dāng)前數(shù)量最多、規(guī)模最大的電廠。在燃煤電廠的運(yùn)行過(guò)程中，由于煤炭燃燒而產(chǎn)生的灰塵是不可避免的。而這些灰塵不但會(huì)對(duì)生態(tài)環(huán)境造成巨大的破壞，同時(shí)也會(huì)影響到燃煤是、電廠的正常運(yùn)行，加大設(shè)備發(fā)生故障的幾率。對(duì)此，應(yīng)當(dāng)建立起一套科學(xué)、有效的除灰監(jiān)控系統(tǒng)，通過(guò)對(duì)PLC技術(shù)的應(yīng)用，降低燃煤電廠對(duì)環(huán)境的影響，提高其運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性。

關(guān)鍵詞：PLC技術(shù)；燃煤電廠；除灰監(jiān)控系統(tǒng)

前言

PLC是一種特殊的電子裝置，能夠在專門的工業(yè)環(huán)境當(dāng)中良好的運(yùn)行。該裝置具有價(jià)格低廉、可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)、體積小等諸多優(yōu)點(diǎn)，因此在工業(yè)領(lǐng)域當(dāng)中取得了十分廣泛的應(yīng)用。尤其是在燃煤電廠當(dāng)中，更是發(fā)揮了十分重要的作用，基于PLC技術(shù)的除灰監(jiān)控系統(tǒng)，能夠在燃煤電廠的運(yùn)行過(guò)程中，有效地監(jiān)控和消除煤炭燃燒產(chǎn)生的煙塵和灰燼，避免其未經(jīng)過(guò)處理排放到大氣中而帶來(lái)生態(tài)破壞和環(huán)境危害。基于以上原因，文章對(duì)基于PLC技術(shù)的燃煤電廠除灰監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行了細(xì)致的研究和分析，以期能夠?qū)ζ溥M(jìn)行進(jìn)一步的優(yōu)化與完善。

1 PLC控制系統(tǒng)的概述

在燃煤電廠的除灰監(jiān)控系統(tǒng)當(dāng)中，應(yīng)當(dāng)能夠進(jìn)行控制程序和切換程序的操作，還應(yīng)當(dāng)支持單組操作和成組操作的功能。此外，該系統(tǒng)還應(yīng)當(dāng)能夠發(fā)揮閉鎖、跳步等方面的作用。

1.1 控制

在燃煤電廠的除灰監(jiān)控系統(tǒng)當(dāng)中，各個(gè)電廠除灰裝置入口的電動(dòng)門、攪拌器、灰斗下的鎖氣器等設(shè)備，都要受到PLC程序的控制和管理。對(duì)于三級(jí)灰漿泵的轉(zhuǎn)速，PLC程序也能夠自動(dòng)對(duì)其進(jìn)行有效的控制。在實(shí)際運(yùn)行的過(guò)程中，如果灰漿池當(dāng)中的液體高度處于比較低的狀態(tài)時(shí)，PLC程序會(huì)對(duì)其轉(zhuǎn)速進(jìn)行自動(dòng)閉鎖。根據(jù)預(yù)先設(shè)定的控制管理?xiàng)l件，對(duì)于三級(jí)灰漿泵及其進(jìn)口和出口的閥門，PLC程序也能夠自動(dòng)進(jìn)行投切控制[1]。除此之外，對(duì)于水泵及其閥門的運(yùn)行狀態(tài)，PLC程序也能夠進(jìn)行有效地控制。

1.2 聯(lián)鎖保護(hù)

燃煤電廠除灰監(jiān)控系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程當(dāng)中，如果運(yùn)行泵發(fā)生事故跳閘，將會(huì)限制到運(yùn)行泵的運(yùn)行狀態(tài)。此時(shí)，將會(huì)自動(dòng)啟動(dòng)運(yùn)行泵的備用泵，運(yùn)行泵出口的電動(dòng)門將會(huì)被自動(dòng)關(guān)閉。如果三級(jí)泵當(dāng)中有某一級(jí)泵發(fā)生了故障，除灰監(jiān)控系統(tǒng)就會(huì)將其他的兩級(jí)泵同時(shí)關(guān)閉，然后自動(dòng)進(jìn)行報(bào)警提示，催促維修人員進(jìn)行檢查和處理。

2 硬件的配置

在通常情況下來(lái)說(shuō)，在大多數(shù)燃煤電廠除灰監(jiān)控系統(tǒng)當(dāng)中，對(duì)除灰工作的監(jiān)控，是通過(guò)對(duì)兩臺(tái)工控機(jī)的共同使用來(lái)完成的。在除灰監(jiān)控系統(tǒng)當(dāng)中，能夠進(jìn)行雙機(jī)熱備用[2]。對(duì)于兩臺(tái)爐的除灰系統(tǒng)控制，每一臺(tái)工控機(jī)都能夠有效地實(shí)現(xiàn)。可以將PLC程序分別獨(dú)立設(shè)置在兩臺(tái)爐上，其中的通訊模塊、中央處理器模塊等，在雙機(jī)熱備用中都是十分重要的部分，這樣才能夠?qū)Τ冶O(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性和可靠性進(jìn)行更好的保障。

2.1 網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)

在操作員工作站當(dāng)中，PLC與中央處理器之間的通訊是通過(guò)特定的通訊軟件實(shí)現(xiàn)的。操作員工作站的通訊，是通過(guò)對(duì)主控室工作站和信息系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的管理來(lái)實(shí)現(xiàn)的，在信息系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)管理的過(guò)程當(dāng)中，采用了互聯(lián)網(wǎng)當(dāng)中應(yīng)用的TCP/IP協(xié)議作為其通用協(xié)議。所以說(shuō)，在實(shí)際應(yīng)用中，操作員工作站與互聯(lián)網(wǎng)之間能夠?qū)崿F(xiàn)完全的組網(wǎng)。不過(guò)在互聯(lián)網(wǎng)當(dāng)中，如果想要觀看到監(jiān)控系統(tǒng)當(dāng)中的監(jiān)控畫面，還需要先得到高級(jí)管理員的權(quán)限才能實(shí)現(xiàn)[3]。

2.2 監(jiān)控計(jì)算機(jī)

在操作員工作站當(dāng)中，除了要實(shí)現(xiàn)與PLC的中央處理器之間的實(shí)時(shí)通信之外，還應(yīng)當(dāng)實(shí)現(xiàn)與主控室工作站之間的數(shù)據(jù)交換。因此，在工控機(jī)的內(nèi)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(jiān)控系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，中央處理器和內(nèi)存的配置必須滿足規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)。如果配置過(guò)低，在實(shí)際的運(yùn)行過(guò)程中，將可能會(huì)出現(xiàn)死機(jī)的情況，從而對(duì)系統(tǒng)的運(yùn)行產(chǎn)生十分不良的影響。

2.3 PLC系統(tǒng)

在PLC系統(tǒng)當(dāng)中，主要以采用了美國(guó)所生產(chǎn)提供的PLC5系列產(chǎn)品，在聯(lián)網(wǎng)、遠(yuǎn)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(chǎn)品都具有十分優(yōu)越的表現(xiàn)，相比于其他產(chǎn)品來(lái)說(shuō)，具有較為明顯的優(yōu)勢(shì)。在該系統(tǒng)當(dāng)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(hào)，在該模塊的開關(guān)當(dāng)中，是由三種模式共同構(gòu)成的，分別為遠(yuǎn)程模式、編程模式、以及運(yùn)行模式。如果開關(guān)處在遠(yuǎn)程模式，利用相應(yīng)的應(yīng)用軟件，系統(tǒng)能夠進(jìn)行修改和轉(zhuǎn)變運(yùn)行狀態(tài)、測(cè)試情況、遠(yuǎn)程編程等。如果開關(guān)處在編程模式，系統(tǒng)能夠?qū)?shù)據(jù)文件進(jìn)行刪除、修改或是創(chuàng)建，但無(wú)法進(jìn)行輸出。而如果開關(guān)處在運(yùn)行模式，情況與編程模式恰好相反，系統(tǒng)不能進(jìn)行數(shù)據(jù)文件的刪除、修改或創(chuàng)建，但是能夠正常進(jìn)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(yuǎn)程I/O柜當(dāng)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(dāng)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(yuǎn)程適配器模塊，第二種模塊的類型為熱備通信模塊。在開關(guān)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(diǎn)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(diǎn)輸入模塊。在模擬量輸出和輸入模塊當(dāng)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(jī)架之前應(yīng)當(dāng)進(jìn)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(jī)架之前，也應(yīng)當(dāng)進(jìn)行跳線的操作。

2.4 電氣柜和就地儀表

在基于PLC技術(shù)的燃煤電廠除灰監(jiān)控系統(tǒng)當(dāng)中，電氣柜共有六臺(tái)，分別為兩臺(tái)灰斗遠(yuǎn)程控制柜、一臺(tái)遠(yuǎn)程控制柜、一臺(tái)三級(jí)泵本地控制柜、一臺(tái)PLC柜、以及一臺(tái)電源柜[5]。在除灰監(jiān)控系統(tǒng)的運(yùn)行過(guò)程當(dāng)中，為了使系統(tǒng)運(yùn)行的安全性和可靠性得到確保，在電源柜當(dāng)中，專門進(jìn)行了兩臺(tái)不間斷電源的配備和連接。其中一臺(tái)為就地儀表提供電能，而另一臺(tái)則為監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行提供電力供應(yīng)。

3 軟件的設(shè)計(jì)

在基于PLC技術(shù)的燃煤電廠除灰監(jiān)控系統(tǒng)當(dāng)中，除了硬件之外，最重要的就是軟件系統(tǒng)，它支持了系統(tǒng)所有功能的正常發(fā)揮。其中應(yīng)用的軟件主要可分為三個(gè)部分，分別為通信軟件、上位監(jiān)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(yùn)行狀態(tài)，就要在操作員工作站的工控機(jī)當(dāng)中，進(jìn)行與硬件系統(tǒng)相匹配的通信軟件的安裝。之后，才能夠準(zhǔn)確的檢測(cè)到其他的工作站、PLC當(dāng)中的中央處理器等設(shè)備。最后，只需要編號(hào)相應(yīng)的工作站，就能夠?qū)崿F(xiàn)通信軟件作用的正常發(fā)揮。

3.2 上位監(jiān)控軟件

3.2.1 上位監(jiān)控軟件的特點(diǎn)

在監(jiān)控軟件當(dāng)中，對(duì)于標(biāo)簽數(shù)據(jù)庫(kù)，無(wú)需導(dǎo)入整個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)，而是可以直接進(jìn)行開啟瀏覽。對(duì)于很多不同標(biāo)準(zhǔn)的圖形格式，監(jiān)控軟件都能夠很好地支持，無(wú)需進(jìn)行重建就能夠直接進(jìn)行利用。在監(jiān)控軟件中，擁有的圖形庫(kù)十分強(qiáng)大，同時(shí)還能夠隨時(shí)連接網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)的更新。對(duì)于軟件中的點(diǎn)數(shù)，能夠迅速地進(jìn)行升級(jí)和擴(kuò)展[6]。此外，資源工具箱裝載在上位機(jī)監(jiān)控軟件當(dāng)中，對(duì)于其工作和運(yùn)行效率，也具有極大地提升作用。

3.2.2 控制系統(tǒng)的功能

在系統(tǒng)運(yùn)行的過(guò)程中，可以對(duì)其運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，如果有故障出現(xiàn)在設(shè)備中，或者超過(guò)了限制的模擬量，在監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)中，就能夠?qū)l(fā)生故障的設(shè)備名稱顯示出來(lái)，同時(shí)進(jìn)行提示報(bào)警。故障信息會(huì)同時(shí)被服務(wù)器在數(shù)據(jù)庫(kù)當(dāng)中進(jìn)行存儲(chǔ)備用。如果有需要，可以隨時(shí)查詢相關(guān)的歷史數(shù)據(jù)記錄。在該監(jiān)控系統(tǒng)當(dāng)中，支持記錄全部的數(shù)據(jù)信息和資料。

3.3 編程軟件

在開發(fā)軟件的過(guò)程中，應(yīng)用編程軟件，其具體的步驟和程序?yàn)椋菏紫葘?duì)PLC中的中央處理器型號(hào)進(jìn)行設(shè)置和確定，然后掃描遠(yuǎn)程站點(diǎn)，根據(jù)掃描得出的結(jié)果，配備相應(yīng)的遠(yuǎn)程站模塊[7]。之后需要進(jìn)行梯形圖的編寫，要確保其準(zhǔn)確性，使其能夠良好的匹配整個(gè)系統(tǒng)。最后下載相應(yīng)的運(yùn)行程序和應(yīng)用程序，在PLC的中央處理器當(dāng)中進(jìn)行存儲(chǔ)，以備需要的時(shí)候進(jìn)行調(diào)用。

4 結(jié)束語(yǔ)

我國(guó)在當(dāng)前以及未來(lái)很長(zhǎng)一段時(shí)間之內(nèi)，都要以燃煤電廠作為電力供應(yīng)的主要來(lái)源。因此，燃煤電廠運(yùn)行中產(chǎn)生的灰塵等問(wèn)題就需要進(jìn)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(jiān)控系統(tǒng)。隨著相關(guān)技術(shù)的不斷發(fā)展，基于PLC技術(shù)的燃煤電廠除灰監(jiān)控系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用中體現(xiàn)出了十分良好的效果。我們應(yīng)當(dāng)在掌握了PLC控制系統(tǒng)基本情況的前提下，對(duì)監(jiān)控系統(tǒng)的硬件及軟件進(jìn)行正確配置，從而使其能夠安全穩(wěn)定的運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)

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