輸煤程控系統(tǒng)及應(yīng)用

摘要：由于我國(guó)煤產(chǎn)地與電廠間的地理位置或地域不同，就需要通過(guò)汽車(chē)、火車(chē)或輪船把煤運(yùn)到電廠煤倉(cāng)里。通過(guò)由卸煤系統(tǒng)、堆煤系統(tǒng)、上煤系統(tǒng)和配煤系統(tǒng)等組成的輸煤程控系統(tǒng)輸送到指定的煤倉(cāng)或煤筒。由于煤場(chǎng)面積大、工作環(huán)境惡劣、人工作業(yè)通訊難以暢通而傳統(tǒng)輸煤經(jīng)常有皮帶跑偏、皮帶撕裂和落煤管堵塞等，利用現(xiàn)代成熟技術(shù)的PLC和現(xiàn)代總線網(wǎng)絡(luò)通訊實(shí)現(xiàn)其控制功能具有很大的發(fā)展前景。利用PLC進(jìn)行通訊，負(fù)責(zé)整個(gè)系統(tǒng)管理，通過(guò)人機(jī)界面，可對(duì)配煤程控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)互動(dòng)操作。不但實(shí)現(xiàn)了設(shè)備運(yùn)行的自動(dòng)化管理和監(jiān)控，提高了系統(tǒng)的可靠性和安全性，而且改善了工作環(huán)境，提高了企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益和工作效率。

關(guān)鍵詞：燃煤；輸煤程控系統(tǒng)；人機(jī)界面

一、程控系統(tǒng)意義及必要性

傳統(tǒng)的發(fā)電廠輸煤系統(tǒng)是一種基于繼電接觸器和人工手動(dòng)方式的半自動(dòng)化系統(tǒng)，工人們通過(guò)開(kāi)動(dòng)承前起后的皮帶運(yùn)輸機(jī)及取煤機(jī)向鍋爐前的儲(chǔ)煤倉(cāng)輸煤，經(jīng)常有皮帶跑偏、皮帶撕裂和落煤管堵塞等。但對(duì)發(fā)電廠而言，蒸汽工序的爐膛是不允許斷煤的。隨著發(fā)電廠規(guī)模的迅速擴(kuò)大，輸煤系統(tǒng)的作用日益突出，而傳統(tǒng)的輸煤系統(tǒng)己無(wú)法滿足發(fā)電廠的需要，因此需要對(duì)傳統(tǒng)的發(fā)電廠輸煤系統(tǒng)進(jìn)行改造。

二、系統(tǒng)分析

（一）配煤系統(tǒng)功能要求

所有的輸煤設(shè)備按工藝要求進(jìn)行聯(lián)鎖，以防止在啟動(dòng)或停止時(shí)煤在系統(tǒng)中堆積起來(lái)，聯(lián)鎖按下述方式進(jìn)行：

（1）啟動(dòng)時(shí)按逆煤流方向，從最后一條皮帶開(kāi)始依次啟動(dòng)。直到第一條皮帶啟動(dòng)后，才開(kāi)始進(jìn)行供煤。

（2）停運(yùn)時(shí)按順煤流方向，先停供煤設(shè)備，然后從第一臺(tái)至最后一臺(tái)設(shè)備依次停止，每臺(tái)設(shè)備之間按預(yù)定的延時(shí)時(shí)間發(fā)停機(jī)命令，其中碎煤機(jī)和滾軸篩均需另延時(shí)停機(jī)。

（3）故障時(shí)，故障點(diǎn)及其上游設(shè)備瞬時(shí)停機(jī)，故障點(diǎn)下游設(shè)備保持原工作狀態(tài)不變，待故障解除后，可以從故障點(diǎn)向上游重新啟動(dòng)設(shè)備，也可以在故障未解除時(shí)，從故障點(diǎn)下游開(kāi)始延時(shí)停設(shè)備。

（二）抗干擾要求

PLC系統(tǒng)故障可分為內(nèi)部故障和外部故障兩大類(lèi)。經(jīng)研究可知，系統(tǒng)中只有5%的故障發(fā)生在PLC內(nèi)部，說(shuō)明PLC的可靠性遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于外部設(shè)備，提高系統(tǒng)可靠性的重點(diǎn)應(yīng)放在外部設(shè)備方面。因此需要對(duì)外部設(shè)備綜合運(yùn)用幾種抗干擾措施，以保證配煤系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

三、系統(tǒng)設(shè)計(jì)

（一）系統(tǒng)工藝

本系統(tǒng)的具體結(jié)構(gòu)是由給料機(jī)、滾筒篩、皮帶機(jī)、碎煤機(jī)、除鐵器、除塵器、犁式卸煤器組成。

工藝過(guò)程介紹：首先由振動(dòng)給料機(jī)將原煤送到1號(hào)傳送帶上，并完成除雜操作；接著送入滾筒篩進(jìn)行篩選，篩選出來(lái)的粗煤經(jīng)2號(hào)傳送帶進(jìn)入碎煤機(jī)，精煤經(jīng)3號(hào)傳輸帶傳送到煤倉(cāng)位置，最終再通過(guò)犁式卸煤器進(jìn)行配煤，從第一路經(jīng)碎煤機(jī)破碎出來(lái)的精煤也通過(guò)犁式卸煤器進(jìn)行配煤。通過(guò)犁式卸煤器對(duì)三個(gè)煤倉(cāng)進(jìn)行平均配煤。當(dāng)煤倉(cāng)1配滿煤后，系統(tǒng)自動(dòng)地停止對(duì)煤倉(cāng)1的配煤操作，只對(duì)煤倉(cāng)2和煤倉(cāng)3進(jìn)行平均配煤；當(dāng)煤倉(cāng)1和煤倉(cāng)2都配滿煤后，系統(tǒng)自動(dòng)對(duì)煤倉(cāng)1和煤倉(cāng)2停止配煤，只對(duì)煤倉(cāng)3進(jìn)行配煤。當(dāng)三個(gè)煤倉(cāng)都配滿煤的時(shí)候，系統(tǒng)按照順煤流方向停止，為了使后面設(shè)備不堆煤以及清空設(shè)備中的殘留煤，以便下次的重新空載啟動(dòng)。此系統(tǒng)具體過(guò)程的工藝流程如圖3-1 工藝流程圖所示。

（二）系統(tǒng)工藝

按照系統(tǒng)的要求，根據(jù)S7-200系列的PLC硬件提供的可用地址。

四、核心模塊實(shí)現(xiàn)

（一）啟動(dòng)、停止模塊

在啟動(dòng)按鈕啟動(dòng)后，利用定時(shí)器對(duì)設(shè)備的聯(lián)鎖進(jìn)行關(guān)聯(lián)啟動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)設(shè)備的逆煤流方向啟動(dòng)。Q0.0-Q0.7分別對(duì)應(yīng)著振動(dòng)給料機(jī)、1號(hào)皮帶機(jī)、除鐵器、滾筒篩、2號(hào)皮帶機(jī)、碎煤機(jī)、除塵器、3號(hào)皮帶機(jī)。在停止按鈕啟動(dòng)后，按鈕動(dòng)作輸入地址I1.1作為停止按鈕。

（二）故障燈顯示模塊

故障時(shí)，故障點(diǎn)及其上游設(shè)備瞬時(shí)停機(jī)，滾筒篩和碎煤機(jī)需要延時(shí)停機(jī)。故障設(shè)備前面的設(shè)備必須停機(jī)，利用故障設(shè)備的故障信號(hào)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)鎖控制使前面設(shè)備進(jìn)行停機(jī)，此時(shí)滾筒篩和碎煤機(jī)需要延時(shí)停機(jī)，此時(shí)利用定時(shí)器實(shí)現(xiàn)。故障解除后，可以從故障點(diǎn)向上游重新啟動(dòng)設(shè)備。故障解除后需要進(jìn)行系統(tǒng)恢復(fù)運(yùn)行，也是按照逆煤流方向進(jìn)行重新啟動(dòng)，以使系統(tǒng)正常運(yùn)行，不出現(xiàn)堆煤現(xiàn)象。當(dāng)振動(dòng)給料機(jī)、1號(hào)皮帶機(jī)、除鐵器、滾筒篩、2號(hào)皮帶機(jī)、碎煤機(jī)、除塵器、3號(hào)皮帶機(jī)中任何一個(gè)設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)，系統(tǒng)故障指示燈都能進(jìn)行故障指示，Q1.3為故障燈的輸出地址。

五、功能實(shí)現(xiàn)

現(xiàn)在用一個(gè)仿真軟件對(duì)本系統(tǒng)進(jìn)行功能測(cè)試，可以形象地將系統(tǒng)的功能體現(xiàn)出來(lái)。

（一）按逆煤流方向啟動(dòng)

按下啟動(dòng)鍵時(shí)，各個(gè)設(shè)備按照逆煤流方向啟動(dòng)，從Q0.7開(kāi)始啟動(dòng)，隨后按逆煤流方向一個(gè)一個(gè)設(shè)備進(jìn)行啟動(dòng)，直至所有設(shè)備都完全啟動(dòng)。

（二）按逆煤流方向停止

按下停止鍵時(shí)，各個(gè)設(shè)備按照順煤流方向停止，從Q0.0開(kāi)始停止，隨后按逆煤流方向一個(gè)一個(gè)設(shè)備進(jìn)行啟動(dòng)，直至所有設(shè)備都完全停止，清空設(shè)備中的殘留煤，以便下次的重新空載啟動(dòng)。

（三）系統(tǒng)設(shè)備出故障

故障輸入，舉個(gè)例子：當(dāng)除塵器有故障時(shí)，此設(shè)備以及前面的所有設(shè)備要停止運(yùn)行，故障燈Q1.3亮起警示，但是碎煤機(jī)和滾筒篩需要延時(shí)停止。

【參考文獻(xiàn)】

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[3]王淑英.S7-200西門(mén)子PLC基礎(chǔ)教程[M].北京：人民郵電出版社， 2009.

作者簡(jiǎn)介：王志芹，女，山東翔通工程技術(shù)服務(wù)有限公司，本科，研究方向：自動(dòng)化，職稱(chēng)：助理工程師。