熱電廠水路輸煤系統(tǒng) PLC改造

　　1　　概述

　　目前安慶石化熱電廠發(fā)電所需的燃料--煤主要由鐵路和水路兩條線供應(yīng)。其輸煤系統(tǒng)的鐵路部分已采用PLC控制，系統(tǒng)設(shè)有自動和手動操作方式。而水路部分仍采用常規(guī)的繼電器邏輯控制，只能通過操作臺按鈕進(jìn)行操作。此設(shè)備陳舊，繼電器數(shù)量多，動作頻繁，觸點(diǎn)易損壞故障率高，并且只能采用現(xiàn)場手動控制方式，控制室與現(xiàn)場之間需，整個系統(tǒng)分段啟停，自動化程度低，不利于事故處理，嚴(yán)重影響著生產(chǎn)的正常運(yùn)行。

　　為實(shí)現(xiàn)輸煤系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定運(yùn)行，對電廠輸煤控制系統(tǒng)的水路部分進(jìn)行了改造，以工控機(jī)為人機(jī)接口，采用PLC程序控制系統(tǒng)，取消原有的操作臺按鈕操作、繼電器聯(lián)鎖及簡易模擬盤顯示的控制方式，整個操作過程繪制成動態(tài)流程圖畫面，通過工控機(jī)進(jìn)行監(jiān)視與

操作。

　　2　系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

　　2．1控制范圍

　　控制范圍為自江邊煤運(yùn)碼頭經(jīng)皮帶機(jī)運(yùn)送至煤場或煤倉層的整個工作過程的設(shè)備?？刂葡到y(tǒng)的改造包括煤碼頭裝卸監(jiān)控聯(lián)鎖系統(tǒng)（見圖1）和廠內(nèi)輸煤聯(lián)鎖系統(tǒng)（見圖示）兩部分，聯(lián)鎖關(guān)系實(shí)際上是逆煤流方向產(chǎn)生的，即只有后者啟動并進(jìn)入正常運(yùn)行狀態(tài)，前者才能啟動。廠內(nèi)輸煤系統(tǒng)中的皮帶機(jī)為雙帶，分別形成了甲、乙兩路兩種單系統(tǒng)獨(dú)立運(yùn)行方式和兩種獨(dú)立交叉運(yùn)行方式。

圖l煤碼頭裝卸監(jiān)控聯(lián)鎖系統(tǒng)

圖2廠內(nèi)輸煤聯(lián)鎖系統(tǒng)

　　2·2 控制對象

　　整個聯(lián)鎖系統(tǒng)的控制對象主要包括23條皮帶機(jī)及其輔助設(shè)備的控制、檢測和報警。其中，控制參數(shù)主要完成23條皮帶機(jī)及14臺除塵器的啟動和停止；檢測參數(shù)主要包括各條皮帶機(jī)的輕跑偏、重跑偏、開停狀態(tài)、拉線開關(guān)、速度開關(guān)、切換開關(guān)等狀態(tài)的顯示及電機(jī)電流值的顯示，還包括叉管位置、落煤筒擋板、除大木器·犁煤器、斗輪機(jī)、除鐵器、皮帶秤、核子秤及煤倉料位等輔助設(shè)備的狀態(tài)和參數(shù)的顯示，整個聯(lián)鎖系統(tǒng)的輸入、輸出點(diǎn)數(shù)列于表l。

　　表1聯(lián)鎖系統(tǒng)的輸入、輸出點(diǎn)數(shù)

　　2·3 聯(lián)鎖控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

　　整個水路輸煤系統(tǒng)的跨度大，設(shè)備比較分散，現(xiàn)場環(huán)境惡劣，采用一套集中管理分散控制的系統(tǒng)，不僅可以減少整個系統(tǒng)的電纜長度和施工的工程量，也大大提高了系統(tǒng)的可靠性與自動化水平。鑒于本系統(tǒng)的輸入、輸出量主要是開關(guān)量，整個控制屬于順序邏輯控制，因此選用了AB公司的SLC500系統(tǒng)小型可編程序控制器，該系列產(chǎn)品一個主控制器可擴(kuò)展多個遠(yuǎn)程控制站，比較適用于控制對象分散、跨度大的場合，然而擴(kuò)展一個遠(yuǎn)程站也需要增加額外開銷，遠(yuǎn)程站的數(shù)量和位置的確定必須考慮其性能價格比，綜合各方面的因素，本系統(tǒng)改造采用了1個主控制站帶3個遠(yuǎn)程控制站的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)（見圖3）。

圖3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

　　根據(jù)水路輸煤系統(tǒng)現(xiàn)場設(shè)備的實(shí)際運(yùn)行及分布情況，主控制系統(tǒng)設(shè)置于新建控制室內(nèi)，在8#、9#''站和犁煤器現(xiàn)場操作室分別設(shè)置l個遠(yuǎn)程控制站，現(xiàn)場設(shè)備的輸入、輸出信號根據(jù)就近原則進(jìn)人各遠(yuǎn)程控制站。其中，煤碼頭裝卸系統(tǒng)通過本次電氣改造，聯(lián)鎖信號可直接由新建配電室內(nèi)的低壓開關(guān)柜送至控制室儀表柜P－l內(nèi)；廠內(nèi)輸煤系統(tǒng)的聯(lián)鎖信號則取自各現(xiàn)場操作室的開關(guān)柜，其中8#站、廠內(nèi)控制現(xiàn)場操作室的電氣開關(guān)柜（7#P甲乙、12#P甲乙皮帶）聯(lián)鎖信號分別送至8#站現(xiàn)場操作室儀表柜P－2，9#、10#站現(xiàn)場操作室的電氣開關(guān)柜（13#P甲乙、14#P甲乙皮帶）聯(lián)鎖信號分別送至9#站現(xiàn)場操作室儀表柜p一3，犁煤器現(xiàn)場操作室的電氣開關(guān)柜（15#P甲乙、17#P甲乙皮帶）聯(lián)鎖信號分別送至犁煤器現(xiàn)場操作室儀表柜P－4。各遠(yuǎn)程控制站通過遠(yuǎn)程I / O模塊由l根通信電纜，即可實(shí)現(xiàn)與控制室的主控制器之間的信號傳輸（見圖4）。

圖4聯(lián)鎖系統(tǒng)主站與遠(yuǎn)程控制站的分布

　　2·4　PLC控制系統(tǒng)配置

　　PLC控制系統(tǒng)由上位機(jī)（含微機(jī)操作臺等）和PLC（含機(jī)柜等）二部分組成。

　　2·4·1上位機(jī)部分

　　本系統(tǒng)在控制室設(shè)置1臺工控機(jī)，同時配有操作鍵盤、鼠標(biāo)等，通過安裝設(shè)備驅(qū)動程序RSLINX實(shí)現(xiàn)與PLC的通信。工控機(jī)具有很強(qiáng)的數(shù)據(jù)處理和抗*力，安裝基于視窗Windows平臺下的中文版RS View32組態(tài)包和運(yùn)行包，通過組態(tài)實(shí)現(xiàn)與程控裝置的信息交換。

　　2·4·2　PLC部分

　　PLC是整個控制系統(tǒng)的核心設(shè)備，負(fù)責(zé)輸入輸出、邏輯運(yùn)算及通信。PLC部分主要包括以下模塊：CPU模板、電源模板、通信模板、EEPROM存儲器模板、遠(yuǎn)程I / O掃描器模板、遠(yuǎn)程I / O適配器模板、開關(guān)量輸入模板、開關(guān)量輸出模板、模擬量輸入模板、機(jī)架、電纜等。

　　2·4·3　系統(tǒng)軟件

　　系統(tǒng)軟件包括PLC運(yùn)行控制軟件和上位機(jī)組態(tài)軟件兩部分。

　　PLC運(yùn)行控制軟件為AB公司提供的9324一RLD300ENE編程軟件，整個系統(tǒng)的運(yùn)行主要由固化在PLC內(nèi)的控制軟件來實(shí)現(xiàn)，該軟件編程采用梯形圖語言，主要實(shí)現(xiàn)輸入、輸出量對應(yīng)在PLC中的地址分配，運(yùn)行控制狀態(tài)切換，正常、故障和緊急狀態(tài)間邏輯關(guān)系的處理以及與上位機(jī)間的通信等功能。

　　上位機(jī)組態(tài)軟件為中文版RS View32開發(fā)版軟件，通過組態(tài)為zui終用戶提供可直接進(jìn)行顯示和操作的人機(jī)界面，該軟件主要由系統(tǒng)配置、監(jiān)控畫面設(shè)計、報警處理、數(shù)據(jù)庫設(shè)計及安全性設(shè)置等幾個功能組件構(gòu)成。組態(tài)后水路輸煤控制聯(lián)鎖系統(tǒng)的畫面主要包括系統(tǒng)總貌畫面、主控畫面、輔助設(shè)備監(jiān)控畫面、皮帶機(jī)運(yùn)行畫面、狀態(tài)信息測覽畫面、報警顯示畫面、趨勢顯示畫面等。

　　3　　系統(tǒng)功能

　　3．1控制功能

　　操作人員能在CRT上對輸送方式和控制方式進(jìn)行選擇，以實(shí)現(xiàn)對整個輸煤系統(tǒng)的設(shè)備進(jìn)行控制，并動畫顯示整個聯(lián)鎖流程，以箭頭的方式指示聯(lián)鎖操作順序。系統(tǒng)的控制方式分為集中自動、連鎖手動、解鎖手動及現(xiàn)場手動操作等4種方式，通過各種方式選線啟停輸煤系統(tǒng)。

　　集中自動方式實(shí)現(xiàn)輸煤系統(tǒng)的全自動控制，*由PLC系統(tǒng)完成正常情況下的循環(huán)運(yùn)行控制、異常情況下的故障報警及保護(hù)控制、緊急情況下的系統(tǒng)控制及故障報警等。

　　連鎖手動操作為半自動控制，由操作人員通過使用鼠標(biāo)或鍵盤對人機(jī)界面上的按鍵一對一啟停設(shè)備，通過上位機(jī)與PLC之間的通信，將操作命令送給PLC，從而實(shí)現(xiàn)手動停任一設(shè)備，即逆煤流方向的所有設(shè)備停機(jī)的半自動控制的目的。

　　解鎖手動操作是指在上煤的情況下，由操作人員在上位機(jī)上手動啟停任何一臺設(shè)備，此時無任何聯(lián)鎖關(guān)系。

　　現(xiàn)場手動操作通過現(xiàn)場切換開關(guān)對設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行控制，此時主控室對設(shè)備不起控制作用。

　　3·2顯示功能

　　總貌畫面：顯示各條皮帶機(jī)和輔助設(shè)備的狀態(tài)。

　　主控畫面:動態(tài)顯示整個聯(lián)鎖流程及各條皮帶機(jī)的狀態(tài)，并以箭頭的方式指示聯(lián)鎖操作順序。

　　輔助設(shè)備監(jiān)控畫面：顯示輔助設(shè)備的狀態(tài)。

　　皮帶機(jī)運(yùn)行畫面：顯示各條皮帶機(jī)運(yùn)行，動態(tài)顯示輸煤過程，并顯示電流趨勢圖。

　　狀態(tài)信息測覽畫面：列表顯示皮帶機(jī)的工作狀態(tài)、控制狀態(tài)、實(shí)時電流、叉管位置及除塵器、除鐵器、除大木器、碎煤機(jī)等設(shè)備的工作狀態(tài)。

　　報警顯示畫面：顯示皮帶機(jī)的電流越限、速度開關(guān)、堵煤信號、拉線開關(guān)、重跑偏、輕跑偏等狀態(tài)，并自動進(jìn)行相應(yīng)的報警處理，同時予以記錄保存。

　　趨勢顯示畫面：顯示皮帶秤和核子秤的實(shí)時趨勢和歷史趨勢。

　　3·3　系統(tǒng)安全保護(hù)功能

　　在控制室操作臺上設(shè)置緊急停車按鈕，實(shí)現(xiàn)緊急情況下停止運(yùn)煤系統(tǒng)所有設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)。

　　通過設(shè)置不同級別操作員的安全口令靈活定義用戶的操作權(quán)限，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的安全性和可靠性。

　　在上位機(jī)主控畫面中設(shè)置復(fù)位按鈕，當(dāng)安全保護(hù)裝置動作時，與該部分相關(guān)聯(lián)的設(shè)備將被閉鎖，只有復(fù)位后方可重新啟動系統(tǒng)。

　　在上位機(jī)主控畫面中設(shè)置檢查與預(yù)啟動按鈕，以檢查各主要設(shè)備與輔助設(shè)備是否到位，在未到位的情況下系統(tǒng)不會實(shí)現(xiàn)自動聯(lián)鎖。

　　通過上位機(jī)動態(tài)顯示各皮帶機(jī)的電流值與趨勢圖，并實(shí)現(xiàn)電流越限報警，從而提高整個系統(tǒng)的安全性。

　　4　小結(jié)

　　①采用PLC程序控制系統(tǒng)使整個輸煤系統(tǒng)的自動化水平有了很大的提高，實(shí)現(xiàn)了輸煤系統(tǒng)的自動、安全和穩(wěn)定運(yùn)行。

　?、谕ㄟ^PLC系統(tǒng)的應(yīng)用，提高了控制系統(tǒng)的可靠性，解決了繼電器控制系統(tǒng)因誤動作而影響生產(chǎn)的問題。通過應(yīng)用軟件中的故障顯示，操作人員可隨時糾正操作中的失誤并快速診斷設(shè)備的故障。

　?、弁ㄟ^設(shè)置3個遠(yuǎn)程I / O站，由1根通信電纜直接將信號傳輸至控制室，節(jié)省了大量的控制電纜，也大大降低了施工和安裝費(fèi)用。

　?、苡捎赑LC系統(tǒng)的靈活性，可方便地通過改變應(yīng)用軟件隨時改變工藝參數(shù)，增加控制功能，故zui終必然取代傳統(tǒng)的繼電器控制。