第一篇：提高輸煤程控系統運行可靠性的探討

提高輸煤程控系統運行可靠性的探討

陳銀萬

(廈門華夏國際電有限責任公司, 廈門 361026)

摘要: 本文根據現場工作實際經驗，系統分析了大型火力發電廠輸煤程控系統及其現場

設備存在主要問題，并探討提高其運行可靠性的辦法。

關鍵詞： 輸煤程控、PLC、上位機、傳感器、干擾

1、概述

火電廠輸煤系統，設備分布廣，皮帶沿線設備多、種類多，由于現場粉塵大，潮氣大，干擾源多，特備是輸煤現場處在惡劣的環境下，設備故障率高，對正常加倉、卸煤造成嚴重影響，本文將根據嵩嶼電廠輸煤程控系統存在的主要故障進行分類分析，討論提高其可靠性有效途徑。

2、設備狀況

嵩嶼電廠裝機容量為4×300MW，輸煤系統主要由碼頭兩臺1400t/h的小車牽引抓斗式卸船機、22條輸煤皮帶、兩臺圓形堆取料機、篩碎設備、除三塊、除鐵器、除塵器、三通擋板、犁煤器等組成。根據電廠機組建設時間分兩期建設，其中卸船機及部分輸送皮帶為95年投用，輸煤程控系統在二期建設時部分進行改造升級，主要更換PLC主機由Modicon984升級為Quantun 140 CPU 434 12 PLC主機，上位機由C++語言編程圖形界面升級為IFX3.5系統監控軟件，編程軟件由Modsoft升級為Concept2.6，保留原來4個遠程800系列I/O站，新建4個I/O站系統，舊I/O站采用冗余同軸電纜進行通信，新I/O站通過光端機采用光纖通信，形成整個輸煤電氣系統的核心控制部分。

3、設備存在問題及其原因

3.1 PLC系統故障。在輸煤程控系統中，PLC本身在設計上已具備一定的抗干擾能力，有著較高的可靠性。但各遠程站一般安裝在輸煤現場，存在粉塵大、溫度高、潮氣大，工作條件惡劣，如果現場環境無法達到其工況要求，容易造成模塊損壞。

3.2 通信故障。PLC主機站與遠程站距離較遠，嵩嶼電廠輸煤程控系統最遠I/O站與主機站有1000米以上，通信電纜沿電纜橋架及電纜溝鋪設，存在強電干擾，清理電纜溝、電纜橋架時容易造成通信電纜拉傷。

3.3 反饋信號回路故障。信號線很容易受空間電磁輻射感應的干擾，這會引起I/O信號工作異常和測量精度大大降低，嚴重時將引起元器件損傷。對于隔離性能差的系統，還將導致信號間互相干擾，引起共地系統總線回流，造成邏輯數據變化、誤動和死機。

3.4 皮帶沿線警鈴、拉繩、跑偏、打滑等檢測設備故障。由于皮帶沿線警鈴、拉繩、跑偏、打滑等檢測設備安裝在皮帶沿線，且清理棧橋衛生采用工業水沖洗，容易造成絕緣下降，設備損壞。

3.5 程序設計流程故障。程序設計未考慮現場設備實際情況進行必要優化，如對皮帶附屬設備采用常電平啟停，在操作人員未點擊停止指令時，容易造成檢修設備一送電源設備就啟動，嚴重威脅人身及設備安全；對部分距離長，中間轉接多的信號未進行數字濾波處理，往往會無法避免信號干擾。

4、提高輸煤程控系統可靠性的措施

針對上述歸納的原因，在實際設備檢修維護中，需要針對不同問題進行解決。主要解決措施如下： 4.1提高PLC及各I/O站工作可靠性。主要措施：（1）采用雙機熱備用模式。由于輸煤系統在機組滿負荷時，長期處于運行狀態，且隨著自動化水平的提高，現場巡檢人員不斷減少，一旦發生PLC主機故障，皮帶及各輔機設備將失去控制，嚴重威脅到設備及人身安全，為確保整個控制系統處于可控狀態，需要設置雙機冗余備用；（2）改善PLC模件工作環境并定期吹灰。由于輸煤系統揚塵大，容易造成模件積煤粉，各遠程I/O站處于棧橋現場，現場溫度變化大、潮氣大、振動大，需要對各遠程I/O站小室進行密封防塵處理，并加裝空調器，以確保各I/O模塊工作于合適環境中，同時應制定周期性清掃計劃，對各PLC模塊及底板進行吹灰，并檢查接線是否牢固。（3）定期檢查電源是否穩定。電源波動產生干擾容易造成PLC死機、I/O模塊異常，需要定期檢查電源電壓是否在允許數值內，電源接地是否牢固。4.2提高通信可靠性。（1）盡量采用光纖通信，由于光纖具備強大抗電磁干擾，且鋪設距離長，可以有效避免各類電磁干擾；（2）如果采用同軸電纜通信，在電纜各中間接頭應采用防護等級高的接線盒密封，同時兩端進行必要固定，我廠一期程控系統采用同軸電纜通信，每100米一個中間接頭，經常出現通信異常報警，甚至發生過多次通信中斷，嚴重影響設備使用，經過加裝接線盒后，取道很好效果。（3）鋪設通信電纜時應盡量避開強電電纜，并盡量減小彎曲半徑。

4.3提高反饋信號回路可靠性。（1）進行信號隔離。現場設備與I/O模塊之間的開關量信號經繼電器隔離，使現場I/O信號與PLC設備在電路上分開，可達到以下目的：第一，采用繼電器隔離后，繼電器動作功率較大（大于1W）而現場干擾信號僅有足夠的電壓而沒有足夠的電流，難以使繼電器動作，從而有效解決了輸入回路的抗干擾問題；第二，繼電器耐過電壓、地電流沖擊的能力較強，可避免引入過壓、過流信號而損壞PLC模塊；第三，切斷干擾噪聲的通道，避免形成接地環路引入的電位差。（2）避免同根電纜交直流電源混用。同根電纜內電磁干擾大，容易造成信號異常，引起故障。（3）對I/O信號應采用完全屏蔽的信號電纜，并且電纜的金屬屏蔽層也只有一點接地。接地和屏蔽結合起來使用即可解決大部分干擾問題，提高系統的可靠性。

4.4提高皮帶沿線警鈴、拉繩、跑偏、打滑等檢測設備工作可靠性。主要采取措施：（1）采用防護等級高的設備。報警警鈴更換為防護等級IP65以上的聲光報警器，可以有效防止普通警鈴容易進水燒毀故障；（2）拉繩及跑偏開關應采用防護等級高設備，同時在每個設備應加裝一接線盒，（3）打滑開關檢測應進行采用非接觸式檢測方式 4.5優化程序設計流程。（1）

（5）軟件容錯。由于輸煤系統現場環境惡劣，干擾信號較多，I/O信號傳送距離也較長，常常會使傳送的信號有誤。為提高系統運行可靠性，使PLC在信號出錯的情況下能及時發現錯誤，并能排除錯誤的影響繼續工作，在程序編制時可采用軟件容錯技術。例如：在目前現場設備信號不完全可靠的情況下，對于非嚴重影響設備運行的故障信號（如皮帶的打滑、跑偏信號），在程序中采取不同時間的延時判斷，以防止輸入接點抖動而產生“偽報警"。若延時后信號仍不消失，再執行相應動作。

5、結束語

輸煤程控系統由于現場環境惡劣，現場存在各種干擾，設備范圍廣，各種因素時刻影響著其運行可靠性，只要在實際工作中不斷進行分析總結，并在設備例行維護中采取有針對性的改進措施，合理有效地消除各種不利于設備健康運行因素，才能切實有效地提高系統的可靠性。

第二篇：輸煤程控修改版（本站推薦）

國華呼倫貝爾輸煤控制說明

輸煤系統的控制采用自動控制、遠方單操、就地操作三種方式，所有指令操作和按鍵操作設有二次確認，所有操作設備設有檢修掛牌。運煤系統中配置工業電視作為輔助監控系統。順控啟動

上煤系統順控啟動，上位機設有三種運行方式，運行人員可以選擇不同的運行方式啟動，啟動前先選擇投入運行的皮帶，系統確認煤流正確后在畫面上顯示出煤流路線和方向（設備啟動后煤流箭頭消失，由設備顏色變化表示實際煤流）并允許啟動。點擊啟動按鍵，系統按逆煤流方向自動啟動并完成上煤過程，執行完成后畫面顯示出當前工作狀態，通過點擊啟動按鍵也可以實現運行方式1和2、1和3之間的轉換。

操作按鍵畫面

1．1運行方式1：廠外煤礦——原煤倉

步序中指令指向被選擇的煤流方向的設備，備用設備不參與動作，例如4號甲皮帶被選擇則對4號皮帶電機的指令動作僅指向4號甲皮帶，4號乙皮帶不動作。擋板動作和被選擇的煤流方向一致。

煤流：廠外煤礦工業場地分流站→1號甲長距離曲線帶式輸送機（1號乙預留）→2號甲乙帶式輸送機→滾軸篩、碎煤機→3號甲乙帶式輸送機→4號甲乙帶式輸送機→煤倉層犁煤器→原煤倉

步序：

（1）4號皮帶電機預啟動（啟動音響）（2）4號皮帶電機啟動

（3）3號皮帶電機預啟動、3號皮帶和三通振打器振打30秒、3號三通擋板動作（4）3號皮帶電機啟動、除鐵器聯鎖

（5）碎煤機啟動、滾軸篩啟動、篩板篩選啟動、除塵器啟動（6）2號皮帶電機預啟動、2號皮帶和碎煤機落煤筒振打30秒（7）2號皮帶電機啟動、除鐵器聯鎖、除塵器啟動（8）犁式卸料器抬犁位

（9）1號皮帶電機預啟動、1號皮帶和三通振打器振打30秒、1號三通擋板動作（10）1號皮帶電機啟動、除鐵器聯鎖、除塵器啟動、自動取樣機啟動 注：除塵器、自動取樣機和對應皮帶聯鎖，順控中不產生指令。

1．2運行方式2：廠外煤礦——事故煤場

煤流：廠外煤礦工業場地分流站→1號甲長距離曲線帶式輸送機（1號乙預留）→犁煤器→廠內事故煤場

步序：

（1）犁式卸料器落犁位

（2）1號皮帶電機預啟動（3）1號皮帶電機啟動 說明：

1號皮帶電機啟動條件應該為：犁式卸料器落犁位、#1皮帶具備啟動條件或#2皮帶啟動正常、1號三通擋板動作、#1皮帶具備啟動條件。

正常情況下，犁式卸料器應在抬起位置。

1．3運行方式3：事故煤場——原煤倉

煤流：廠內事故煤場→1、2號地下煤斗→振動給煤機→0號帶式輸送機→2號甲乙帶式輸送機→滾軸篩、碎煤機→3號甲乙帶式輸送機→4號甲乙帶式輸送機→煤倉層犁煤器→原煤倉

步序：

（1）4號皮帶電機預啟動（啟動音響）（2）4號皮帶電機啟動

（3）3號皮帶電機預啟動、3號皮帶落煤筒振打30秒、3號三通擋板動作（4）3號皮帶電機啟動、除鐵器聯鎖

（5）除塵器啟動、滾軸篩啟動、篩板篩選、碎煤機啟動、電子皮帶秤啟動（6）2號皮帶電機預啟動、2號皮帶和碎煤機落煤筒振打器振打30秒（7）2號皮帶電機啟動、除鐵器聯鎖

（8）0號皮帶電機預啟動、0號皮帶落煤筒振打器振打30秒、0號三通擋板動作（9）0號皮帶電機啟動、啟動帶式除鐵器（10）啟動給煤機

皮帶啟動前，檢查三通擋板位置信號

1．4 運行方式切換

當系統運行處于運行方式1時不允許點擊運行方式2。

當系統運行處于運行方式2時點擊運行方式1，順序啟動4、3、2號皮帶相關設備，設備成功啟動后，卸料器抬犁位啟，系統自動切換為運行方式1。

當系統運行處于運行方式1時點擊運行方式3，0號皮帶三通擋板動作、0號皮帶相關設備，設備成功啟動后系統自動切換為運行方式3，停運1號皮帶。

當系統運行處于運行方式3時點擊運行方式1，停運0號皮帶相關設備，0號帶停運成功后卸料器落犁位啟，1號皮帶啟動，系統自動切換為運行方式1。

說明：在運行方式1到運行方式3轉換時停1號皮帶；停運和急停時卸料器落犁位聯鎖啟，1號皮帶保持不動作。

2順控停機

停運按鍵設計為順煤流方向停止運行方式

1、運行方式3除1號皮帶外所用設備，同時犁式卸料器落犁位；當不需要完全停止這些設備時可以通過啟動按鍵直接實現運行方式的切換；1號皮帶單獨設停運按鍵。2．1停運方式1步序：

（1）犁式卸料器落犁位

（2）2號皮帶電機停止、除鐵器聯鎖（3）3號皮帶電機停止、除鐵器聯鎖（4）4號皮帶電機停止（5）停滾軸篩、停碎煤機 2．2停運方式3步序：

（1）停給煤機

（2）停0號皮帶電機，聯鎖停除鐵器（3）2號皮帶電機停止、除鐵器聯鎖（4）3號皮帶電機停止、除鐵器聯鎖（5）4號皮帶電機停止（6）停滾軸篩、停碎煤機 2．3停運1號帶：供1號帶停運使用。

2．4急停按鍵：按鍵設計在現場設備發生異常需要急停且程序沒有自動急停相應設備時使用。急停時停止除碎煤機、滾軸篩以外所有設備（包括給煤機）。

3啟動/停運相關說明

3.1預啟動條件

（1）完整正確的煤流路徑；

（2）煤流中設備正常，沒有設備故障報警；（3）皮帶沒有拉繩動作、重跑偏、輕跑偏等報警；（4）沒有堵煤報警或堵煤報警已復位；

(5)相關設備在遠程位置或程控投入位置，沒有檢修掛牌； 3.2皮帶電機啟動條件

（1）先啟動音響信號以提醒運行人員注意，響鈴后等待1～2分鐘（時間由調試時定）后電機啟動，電機啟動后響鈴停止；啟動預告信號未接通或沒有響夠15秒的情況下設備不能啟動。

（2）所有設備按相應的選擇程序逆煤流方向啟動。當前一條帶速達到額定帶速的80％時，才能啟動下一條帶式輸送機。3.3停運及自動停運

（1）在順序停機時，皮帶電機、給煤機、碎煤機及滾軸篩之間按步延時逐臺停運，延時時間由畫面設定。

（2）在系統運行中，當任意一臺設備發生事故跳閘時，立即聯跳逆煤流方向的所有設備（包 4 括給煤機），順煤流方向的設備不動作；碎煤機不動作。其中任一臺設備指4號皮帶電機、3號皮帶電機、碎煤機、滾軸篩、2號皮帶電機、給煤機。畫面同時發出報警。

4振動器

4.1振動器的啟動（1）系統啟動之前；

（2）上煤時每隔10～20分鐘（時間由畫面設定）振打30秒。

（3）當落煤管上的堵煤信號有信號發生時，立即啟動對應的振動器振打，直到堵煤信號消失，延時2秒停止振打； 4.2堵煤聯鎖

堵煤信號發生時，若振打5秒（時間由調試時定）堵煤信號仍未消失，立即聯鎖停止逆煤流方向除碎煤機以外設備，畫面設有聯鎖投入按鍵。

5運行過程中聯鎖保護

5.1當帶式輸送機膠帶發生跑偏時，一級跑偏報警，二級跑偏逆煤流方向除碎煤機以外設備聯鎖停機。畫面設有聯鎖投入按鍵。

5.2當帶式輸送機啟動后5～30秒（時間由調試時定），速度信號檢測出膠帶達不到額定帶速；有打滑信號或正常運行中膠帶帶速降至額定帶速80％持續5～10秒逆煤流除碎煤機以外設備停運。畫面設有聯鎖投入按鍵。

5.3盤式、帶式除鐵器與相應的帶式輸送機聯鎖，同時啟動，延時停機，（由相應的帶式輸送機發出停機信號給除鐵器控制柜，由除鐵器控制柜控制停機）。當除鐵器發生故障時，不停帶式輸送機，只發出除鐵器事故報警信號。5.4雙向拉繩開關動作時，系統按順煤流聯鎖停運。

5.5下列情況下碎煤機應跳閘，同時急停逆煤流方向碎煤機前所有設備。（1）碎煤機過載保護動作（2）碎煤機超振保護動作（3）碎煤機的軸承溫度保護動作（4）就地和遠方手動跳閘

說明：在PLC中，現僅在收到停機聯鎖信號時發生碎煤機跳閘指令，超振保護動作、軸承溫 度保護動作僅作報警處理。

6排污泵

（1）當PLC有排污泵操作指令及對應污池液位信號或液位開關信號接入時，程控高水位自動啟泵，低水位自動停泵，高水位、低水位值由調試確定；（2）液位信號分別設有高高、高、低、低低液位報警。煤倉層自動配煤控制

配煤開始和結束和4號皮帶運行聯鎖，4號皮帶運行時開始執行配煤程序，4號帶停運時結束配煤，配煤設備發生故障時，在畫面發出報警，不聯鎖停運設備。

（1）低煤位優先配煤，當同時出現幾個低煤信號時，按低煤位發生的先后順序給相應煤倉配煤，直到低煤位信號消失延時0.5分鐘(時間調試時設定)抬犁位啟。

（2）當低煤位信號全部消失后再進行順序配煤，按1-14的倉位順序將各煤倉依次配滿。（3）順序配煤過程中出現低煤位信號時，按低煤位優先原則立即切換到此煤倉，配至一定數量后返回順序配滿。

（4）全部煤倉出現高煤位信號后，按煤流方向延時停機，膠帶上余煤均勻配給各煤倉，犁煤器按0.5分鐘落犁位啟依次動作。（5）在配煤過程中自動跳過高位倉和檢修倉。

（6）犁煤器動作先后一個犁煤器落煤位啟，后前一個犁煤器延時抬煤位啟，延時時間調試時設定。

8報警

所有PLC接收到的液位、電流、轉速等模擬量信號，畫面發出高高、高、低、低低報警，所有設備接入的報警信號畫面發出報警。

電動擋板三通管切換到位時應有到位信號顯示，當在設定時間內（時間調試時設定）不到位時，畫面發出卡死報警信號。

除塵設備應與相應的輸煤設備（帶式輸送機等）同時啟動，延時停機，但當除塵器故障時，只發報警信號，不停相關的輸煤設備。

第三篇：輸煤系統程控操作相關知識

輸煤系統程控操作相關知識

1、輸煤系統設備的啟停方式？ 答：逆煤流啟動，順煤流停止。

2、設備連鎖的作用是什么？ 答：

1、確定設備的啟停順序。

2、防止事故擴大化。

3、保證設備安全穩定運行。

2、程控起停設備的控制方式有哪幾種？

答：程控聯鎖自動、程控聯鎖手動、程控解鎖手動。

3、程控值班員依據什么選擇系統設備的運行方式？ 答：

1、依據輸煤系統設備運行、備用、檢修狀況。

2、煤質要求、運行方式的經濟性。

3、設備定期切換制度及有關規定。

4、上級領導下達的生產命令及安排。

4、程控值班員主要監測設備哪些參數？

答：溫度、振動、電流、電壓、運行信號、設備狀態等。

5、程控值班員接班檢查哪些內容？

1、嚴格執行交接班制度:查看記錄本，了解輸煤系統設備運行、檢修狀況及原煤倉煤位情況。

2、檢查電源、主機柜、儀表、控制臺報警系統是否正常。

3、檢查對講機、電話、監視系統、空調等設備是否正常。

4、檢查程控室衛生是否符合要求，保持整潔。

5、如果系統正在運行，應觀察電流指示是否在正常范圍。

6、程控值班員啟動設備前，應做哪些工作？

答：

1、根據值長的命令，確定合理的運行方式，并及時向各巡檢員下達有關的命令，以做好系統運行前的檢查及準備工作。

2、檢查各部分電源接線等連接正確、接觸良好、插頭接插良好。

3、檢查程控室CRT、程控主機、UPS電源、電視監視器、監視手操器等設備處于良好的狀態。

4、檢查輸煤系統呼叫系統是否在可靠的備用狀態。

5、檢查系統內各檔板是否與確定的運行方式相一致。

6、檢查伸縮裝臵是否在正常的工作位臵上。

7、檢查各輔助設備及保護裝臵信號正常。

7、在哪些情況下禁止對設備進行檢修工作？（1）正在運轉的設備;

（2）電源未切斷的設備;

（3）沒有卸掉壓力的設備;

（4）沒有辦理安全檢查登記的設備；

（5）內部介質和污染物未清理干凈的設備.8、檢修后皮帶需單機試轉，值班員應做哪些工作？

1、恢復安全措施、按規定進行設備啟動前的檢查；

2、將皮帶就地控制箱轉換開關打至“就地”，通知程控人員將該設備解除連鎖。

3、檢查設備無異常，按“預啟”鈴30秒后，按“啟動”按鈕、設備啟動。

4、設備試轉結束、按“停止”按鈕、設備停止。

第四篇：輸煤程控系統操作說明書

輸煤程控系統

操 作 使 用 說 明 書

目 錄

==================================== 一.控制原則...................................................................................................................2 二．控制方式...................................................................................................................2 1.程控自動................................................................................................................3 2.聯鎖手動................................................................................................................3 3.解鎖手動................................................................................................................3 4.就地控制................................................................................................................3 5.其它控制功能.........................................................................................................3 6.設備故障的檢測與保護...........................................................................................4 三．顯示與控制...............................................................................................................5 1.設備顯示功能.........................................................................................................5 2.實時監視和控制.....................................................................................................5 2.1流程選擇啟動...............................................................................................5 2.2流程停止......................................................................................................7 2.3設備工作狀態的選擇.....................................................................................7 2.4設備保護的投入和切除.................................................................................7 2.5故障報警......................................................................................................7 2.6緊急停機......................................................................................................7 2.7運行設備模擬圖顯示.....................................................................................7 3.程控系統的其它功能............................................................................................10 五.畫面操作說明：.........................................................................................................10 六．其它：....................................................................................................................22 1.程序處理：..........................................................................................................22 2.報警區域劃分：...................................................................................................22 3.安全區域劃分：...................................................................................................22 4.語音報警功能.......................................................................................................22 5.網絡功能..............................................................................................................23 6.快捷健功能..........................................................................................................23

一.控制原則

1)、正常運行時，輸煤設備應按逆煤流方向順序啟動。2)、正常停止時，輸煤設備應按順煤流方向順序延時停機。

3)、皮帶事故連鎖停機時，從事故皮帶開始逆煤流順序停機，碎煤機、除鐵器、除塵器事故時，只自跳不影響系統運行，向運行值班人員報警。

4)、由于緊急情況需立即停所有設備時，操作臺及上位機（畫面）上均有急停按鈕，此按鈕一旦動作，PLC能立即接到命令，使所有設備立即停下來。

5)、單停某一設備，當運行人員認為運行中的某一設備異常時可單獨停這一設備。并從該設備到煤源逆停相關設備。

設備啟停條件：

1．設備檢修或就地方式

? 所有對應設備不能啟停。

2．程控自動方式

? 皮帶，犁水器，葉輪給煤機，碎煤機部分：啟停由PLC控制。

? 盤式除鐵器，帶式除鐵器，噴淋，除塵器，刮雨器：啟停可以由運行人員操作控制。

3．聯鎖手動或解鎖手動方式

? 皮帶，粗碎機機，細碎機，除塵器，葉輪給煤機，盤式除鐵器，帶式除鐵器，刮雨器，采樣裝置，啟停由運行人員操作控制。

二．控制方式

運行方式切換：

? ? ? ? ［程控自動］←→［聯鎖手動］←→ 設備［解鎖］方式 ［程控自動］所選設備不能在［解鎖］方式下運行 ［手動聯鎖］ 設備在聯鎖狀態下單機調試或運行 ［手動解鎖］ 設備在解鎖狀態下單機調試

1.程控自動

程控自動是在控制室上位機工作站上，根據運行需要選擇一條完整的流程。然后進行啟動前的［流程預啟］操作，所選流程的三通，碎煤裝置裝置自動到位，預報延時200秒，當上位機出現［流程預啟］成功提示后，操作［流程啟動］按鈕，沿線所選設備自動按逆煤流方向依次啟動，此過程逐級檢測本級電流和速度正常后才能啟動下級設備。在運行中當設備發生可檢測到的故障時，立即自動停故障設備，同時沿逆煤流方向停止設備運行，當配煤、卸煤煤結束，程序停機時從煤源設備開始按順煤流方向自動延時停機。如在規定時間內設備不到位或不能正常啟動，將提示“預啟失敗”或“程控啟動失敗”。

2.聯鎖手動

程控［聯鎖手動］是通過各設備操作端選擇的，［聯鎖手動］要求設備按逆煤流方向手動啟動，順煤流方向逐一手動停機。對于不滿足聯鎖關系的啟、停信號，系統主機不予啟、停。對于運行中的流程，若某一臺設備出現故障，處理方式同程控。

在［聯鎖手動］方式下，可以在流程相互不矛盾時方便地實現多路運行。

3.解鎖手動

當設備設為［解鎖］時，該設備將解除聯鎖關系，設備在[解鎖]狀態下可以任意啟、停，是一種非正常的運行狀態，不允許帶載運行，只適用于單臺設備的調試、校正、試驗，正常情況不提供運行人員使用。

4.就地控制

系統中的各設備均可通過現場就地的轉換開關切換到就地方式此時脫離程控，控制室運行人員在上位機上也需把對應設備設定為“就地或檢修方式”。

若現場設備切換為程控方式時，必須通知控制室運行人員在上位機上解除對應設備的“就地或檢修方式”。

它適用于單臺設備的調試、校正、試驗。

5.其它控制功能

1)當設備發生故障

設備發生故障的同時可以在模擬圖上顯示出設備的故障狀態，運行人員要予以確認，同時伴有語音或文字報警。

2)除鐵器控制

輸煤系統在［程控自動］及［聯鎖手動］方式下，當除鐵器對應的皮帶啟動后，盤式除鐵器自動到位并勵磁，工作中定時卸鐵，當相應的皮帶停止之后，盤式除鐵器自動延時離開工作位回到卸鐵位卸鐵；帶式除鐵器可以通過程序控制來投入和停止。在［解鎖］、“就地”方式下，可以一對一操作除鐵器工作。

3)信號狀態顯示/切除/投入

設備的所有報警信息都能在實時報警中顯示出來，通過此畫面還可以對設備的“聯鎖、檢修”狀態及停機故障（如：電機電流越限、皮帶重(二級)跑偏、皮帶拉線、堵煤、撕裂、速度等）進行了解。

4)程控系統能夠自動對信號狀態方式顯示，及對操作進行記錄。對方式操作設定使用權限。

5)實時曲線連續變化量

如：電機電流等實時曲線顯示。6)越限報警連續變化量

如：電機電流、煤倉煤位等、越限報警時刻及相應數值顯示打印。7)電源系統故障延時停機

各控制站檢測到UPS報警和UPS入口掉電時同時發語音和顯示報警，停止煤源上煤，皮帶走空后停機。UPS出口掉電、雙上位機都掉電或故障、PLC遠程站掉電或故障、PLC遠程站I/O通道雙路24VDC都掉電，系統按緊急停機處理。

8)防止誤操作功能

監控系統設有嚴格的密碼口令和級別保護，不同級別的人員只能操作和自己身份相關項目菜單，未得到授權的無關人員無法操作程控系統。

6.設備故障的檢測與保護

PLC監控系統能檢測下列設備故障，并作出相應處理：

（1）、皮帶跑偏： 輕偏報警、重跑偏若選中聯鎖則停皮帶

（2）、皮帶打滑： 輕打滑報警、重打滑若選中聯鎖則停皮帶（3）、皮帶撕裂： 報警、若選中聯鎖則停皮帶

（4）、有料流： 報警、若選中聯鎖則停皮帶

（5）、皮帶拉繩開關動作：報警、停皮帶（6）、人身保護裝置：報警、停皮帶

（7）、設備電流越限（PLC檢測超過其額定值）：報警、停相應設備

（8）、設備電機保護動作：報警、停相應設備

（9）、犁煤器、刮雨器、盤式除鐵器、三通擋板不到位：報警、自動停電機（10）、煤倉煤位報警：低煤位、高煤位報警（12）、一級碎煤機電機溫度：一級報警、二級停機（13）、細碎機電機振動、電氣故障：報警、停機（14）、細碎機低速：報警、停機

三．顯示與控制

1.設備顯示功能

監控畫面信息顯示：

程控系統具有豐富的信息提示功能，監控畫面通過文字、數字及顏色的變化來顯示程選設備；預啟設備；啟動設備；故障設備；聯跳設備；檢修設備等設備狀態信息。

堵煤顯示、運行設備電流顯示，當信號出現時畫面上才有顯示。除鐵器運行狀態及盤式除鐵器位置自動顯示。實時報警窗口：

在監控畫面中，具有設備實時報警提示，實時報警為漢字顯示。值班員可以通過如下方式了解設備的報警情況：

一是通過系統工藝模擬圖上設備的顯示狀態； 二是通過“實時報警”窗口。

2.實時監視和控制

在主控上位計算機上通過監視器實時監控生產過程。主控上位機實時地從PLC主機得到運行數據，刷新系統實時數據庫，動態地監測開關狀態變化，模擬量參數的變化；并對實時數據進行分析判斷，當發現故障時，產生報警信息。運行人員通過上位機監控軟件向PLC主機發送有關的控制指令。

2.1流程選擇啟動

用鼠標器或功能鍵在監視器上選擇啟動某一個預定義流程，現定為4個配煤源流程和兩個卸煤源流程，具體如下：

1A皮帶配煤源

配煤1： 1A-2A-4A-5A-6A-7A-8A-9A

配煤2： 1A-2A-4A-5A-6A-7A-8A-9B 配煤3： 1A-2A-4B-5B-6B-7B-8B-9A 配煤4： 1A-2A-4B-5B-6B-7B-8B-9B 配煤5： 1A-2B-4A-5A-6A-7A-8A-9A 配煤6： 1A-2B-4A-5A-6A-7A-8A-9B 配煤7： 1A-2B-4B-5B-6B-7B-8B-9A 配煤8： 1A-2B-4B-5B-6B-7B-8B-9B

1B皮帶配煤源

配煤1： 1B-2A-4A-5A-6A-7A-8A-9A

配煤2： 1B-2A-4A-5A-6A-7A-8A-9B 配煤3： 1B-2A-4B-5B-6B-7B-8B-9A 配煤4： 1B-2A-4B-5B-6B-7B-8B-9B 配煤5： 1B-2B-4A-5A-6A-7A-8A-9A 配煤6： 1B-2B-4A-5A-6A-7A-8A-9B 配煤7： 1B-2B-4B-5B-6B-7B-8B-9A 配煤8： 1B-2B-4B-5B-6B-7B-8B-9B

10A皮帶配煤源

配煤1： 10A-11A-2A-4A-5A-6A-7A-8A-9A 配煤2： 10A-11A-2A-4A-5A-6A-7A-8A-9B 配煤3： 10A-11A-2A 4B-5B-6B-7B-8B-9A 配煤4： 10A-11A-2A 4B-5B-6B-7B-8B-9B

10B皮帶配煤源

配煤1： 10B-11B-2B-4A-5A-6A-7A-8A-9A

配煤2： 10B-11B-2B-4A-5A-6A-7A-8A-9B 配煤3： 10B-11B-2B 4B-5B-6B-7B-8B-9A 配煤4： 10B-11B-2B 4B-5B-6B-7B-8B-9B

10B皮帶配煤源

配煤1： 3C-4A-5A-6A-7A-8A-9A 配煤2： 3C-4A-5A-6A-7A-8A-9B 配煤3： 3C-4B-5B-6B-7B-8B-9A 配煤4： 3C-4B-5B-6B-7B-8B-9B

卸煤流程

卸煤1： 1A-2A-3C 卸煤2： 1A-2B-3C 卸煤3： 1B-2A-3C 卸煤4： 1B-2B-3C

卸煤5： 10A-11A-2A-3C 卸煤6： 10B-11B-2B-3C

一但配煤流程選中，即確定了粗煤機和細煤機A/B的選擇，至于是采用篩面還是旁路，操作員只需在配煤流程畫面中做選擇即可。選擇了配煤還是卸煤即選中了雙向皮帶的正反轉方式。

當選擇某個流程后，系統先進入工藝流程預啟動，自動調整相應的三通擋板，粗/細碎煤機的位置，檢查涉及設備的啟動條件，各項條件符合要求，三通、粗/細碎煤機調整到位，系統給出允許該流程啟動的信息，即預啟成功。用鼠標或鍵盤點擊［流程啟動］按鈕，所選工藝流程按逆煤流啟動原則及相應時序關系逐臺啟動設備。

2.2流程停止

某一個工藝流程運行中，可通過鼠標點擊［流程停止］停止所選擇的流程。

2.3設備工作狀態的選擇

在監示器上可動態顯示配煤、卸煤過程的工礦，包括實時顯示電流、設備保護開關的狀態、設備聯鎖的投入狀態、設備的檢查狀態等。用鼠標點擊控制設備的啟停、設備聯鎖的投入或切除、設備檢修狀態的設置和切除等。設備聯鎖、檢修狀態的投、切、切除設操作權限，并自動記錄。

設置為檢修狀態的設備，禁止對該設備操作，監示器顯示設備處于檢修狀態。

2.4設備保護的投入和切除

設備的保護，如：皮帶打滑、跑偏、、撕裂、拉繩動作、料流動作保護停機等，可由運行操作人員設置投入或切除。正常工作時設備保護應投入，在設備調試或傳感器發生故障時，可取消相應保護。此項功能設操作權限。

2.5故障報警

系統產生故障源時，立即把故障設備名稱、時間等信息在屏幕上顯示出來。

2.6緊急停機

在上位監控機畫面上，能用定義好［急停畫面］實現急停。當系統遇有緊急情況需緊急停機時，立即操作在臺上設置的急停按鈕，能更快的急停系統。每次停機、起機都記錄相應的數據，如：各設備的電流等，以便區分是否是重載起停。

2.7運行設備模擬圖顯示

上位監控機對在線運行設備以動態模擬圖方式全部顯示。

2.8 自動配煤控制方案

自動配煤的總體原則: 低煤位優先配煤 中煤位順序配煤 余煤自動分配

高煤位自動越過 檢修倉不配煤

一、啟動操作步驟

1、流程設定：程控方式→流程選擇

2、手/自動配煤設定：配煤方式→手動配煤/自動配煤

3、尾倉設定：方式設定→尾倉設定

4、檢修倉設定：方式設定→檢修5（三通、振打、煤倉免配等）

5、首先點擊【系統清零】、【配煤清零】，然后流程預啟，程控啟動流程，開始上煤，自動配煤。如在啟動流程或自動配煤過程中由于設備故障導致配煤中斷，則重新啟動流程和投入自動配煤之前必須先進行系統清零和配煤清零。

二、具體設備控制操作功能：

1、手動啟停流程、配煤控制

（1）、當配煤系統處于停機狀態，且[自動啟停流程]按鈕處于未選中狀態且[自動配煤]按鈕處于選中狀態，有非檢修（或免配）的煤倉煤倉出現低煤位（6米時）時，在主畫面上提示“有煤倉料位低需要啟動配煤”，由操作人員手動選定并啟動流程后，程控自動優先對低于6.0米的非檢修煤倉優先配煤。若無低于6.0米的非檢修煤倉，執行順序配煤。

（2）、定義：高煤位信號（高煤位暫定模擬量為8.5米或開關量報警到位）。（3）、順序配煤：在尾倉、檢修倉設定（尾倉設定：方式設定→尾倉設定選擇，檢修倉設定：方式設定→檢修5畫面上選擇）完畢后，開始順序配煤，先從左則犁煤器進煤，左側料位高開關到位，改從右側犁煤器進煤，直到本倉料位高跳到下一煤倉進煤，當所有非檢修煤倉均達到高中煤位8.2m后，程序自動進行余煤分配，直到停止流程，結束此次配煤過程。

（4）、跳補配煤功能：在順序配煤過程中，如果非檢修煤倉出現低低煤位時，中斷當前煤倉的配煤工作，轉向給低低煤位倉配煤，低低煤位6.0米消失后繼續配煤1分鐘，再轉向其它低低煤倉配煤如此循環，直到所有煤倉低低煤位（6.0米）均消失，程序自動轉向順序配煤。

（5）所有煤倉煤位都高于6.0米，程序按順序配煤即從尾倉鄰近的煤倉開始配

煤，在給該煤倉配煤過程中若其他煤倉煤位均在6.0米以上，則一直給該煤倉配煤直到達到高煤位8.2米，再轉向下一煤倉配煤。在給下一煤倉配煤過程中若前個煤倉的煤位下降低于6.0米時，程序轉向前煤倉配煤并配煤至8.2米，再轉向下一煤倉配煤。如此循環直到自動配煤結束。

（6）、余煤分配模式：所有煤倉均達到中煤位（8.2m）后，提示“配煤停止進入余煤分配”上煤控制自動停止（按延時順停過程，延時保證所有皮帶走空），犁煤器此時執行中煤位順序配煤，右側犁煤器動作，每個煤倉進煤定時30秒，直至全線停車（注：中煤位暫定模擬量為8.2米或開關量報警到位，定值可做調整，基本上保證能均分到能加煤的煤倉）。

（7）、順停輸煤流程：當所有非檢修煤倉模擬量料位均達到中煤位8.2米后，提示“配煤停止進入余煤分配”方式

（8）故障模式：當#1倉的犁煤器無法抬犁時，且出現高煤位，執行急停；當其它出現犁煤器無法抬犁時，自動選定該倉作為尾倉，及時報警提醒運行人員注意，此時建議由操作人員切回手動模式配煤，并通知相關人員處理故障。

三、注意事項

1、在正常配煤過程中，所有煤倉煤位都達到8.2米后，煤位高報警(8.2米)提醒運行人員要進行余煤分配，直至停止流程。煤位低報警（6.0米）提醒運行人員需上煤了，運行人員可根據實際機組運行情況確定上煤時間。

2、配煤模式的切換由“手/自動配煤按鈕”所處的狀態決定，處于自動配煤模式按鈕上顯示[程控]，處于手動配煤狀態時顯示[點操]。

3、自動起停流程的使能予否，由“允許自動啟停流程按鈕” 所處的狀態決定，處于選中狀態時為允許自動啟動流程模式，處于未選中狀態時為手動起停流程模式。

4、在自動配煤狀態下，凡是檢修煤倉均由操作人員在尾倉選擇畫面上進行選擇設定，以確保程序不對所選擇的倉進行處理。

5、在自動配煤狀態下，如果出現料位檢測故障、犁煤器故障、犁煤器落到位信號反饋不穩定等因素有可能使自動配煤程序進入非正常狀態，此時操作人員可按下“系統清零”按鈕對控制過程進行復位，使自動配煤程序重新開始運行，恢復正常的控制過程。

3.程控系統的其它功能

兩臺上位監控機互為熱備用，正常運行時一臺用于監控、另一臺用于監視，請不要兩臺同時用于監控、以免互相干擾。3.1 顯示和報警功能：

報警管理系統可以對設備進行“實時報警”監控，也可以進行“歷史報警”查詢；還能夠實現設備“報警統計”。幫助運行及檢修人員掌握設備運行狀況。

3．2 顯示現場實際運行情況：

（1）模擬圖顯示：顯示整個系統和部分系統的運行情況。（2）曲線顯示：顯示電流等的變化情況。3．3 實時報警功能：

對設備故障情況進行實時跟蹤記錄，超過規定記錄報警最大信息量的“報警信息”自動清除。實時顯示出報警信息，“設備的啟停情況”，“設備故障及恢復情況”。

3．4 查詢：

(1)歷史報警(事件)查詢功能

可以查閱設備過去一段時間故障報警信息及事件信息、運行值班人員操作信息等。

（2）歷史數據存儲和查詢

上位監控機、自動記錄輸煤系統的故障信息、電機電流值、原煤倉煤位，對每臺設備的運行時間、故障時間進行記錄。相關人員可通過鼠標和鍵盤查看上述原始數據并分析。

五.畫面操作說明：

系統啟動后，進入系統封面，點擊“轉入程控”即默認進入輸煤控制流程。以下說明各畫面的切換及操作：

? 系統主頁

? 配煤主畫面

具有操作權限的用戶，可以點擊圖中設備，彈出操作畫面來對各個設備進行操作，現對各設備的操作進行簡單介紹：

⑴普通皮帶：點擊皮帶名稱，即可調出操作端畫面，如1甲皮帶，點擊圖中C_1A 彈出畫面，此時可對設備進行操作。

包括：五中保護是否有效，如選擇有效，一但發生報警則發出急停該皮帶命令

在連鎖/解鎖方式下的手動啟動/停止操作

報警確認

檢修設定，在檢修狀態，啟動/停止按鈕不可見

手動預警

顯示各種DI信號

⑵雙向皮帶

包括：五中保護是否有效，如選擇有效，一但發生報警則發出急停該皮帶命令

在連鎖/解鎖方式下的手動正向/反向啟動/停止操作

在配煤方式下，正向啟動可視，在卸煤方式反向啟動可視

報警確認

檢修設定，在檢修狀態，啟動/停止按鈕不可見

手動預警

顯示各種DI信號

⑶葉輪給煤機

點擊畫面中圖例，即可彈出操作畫面

此操作窗口可以對葉輪給煤機的設備參數進行設定，包括設備起停、檢修、急停、解鎖、設備轉速以及葉輪給煤機的行走方向的設置，點擊確定按鈕，發出命令從而實現對葉輪給煤機的操作。

說明：

當設置設備在檢修方式時，設備處于禁止操作狀態，不允許啟停；

當設置設備在解鎖方式時，即使設備可以單獨起停而不具備任何聯鎖關系； 當設備處于運行狀態時，不允許進行解鎖操作；

當設置設備急停時，設備會立即停止運行，而處于急停狀態，需要復歸才能進行起停等操作。

包括設備起停、檢修、聯動參數設置。

以上已說明檢修等按鈕設置參數含義，當設備設置為聯動方式時，則可以與相關設備進行聯鎖操作。

以下設備操作端畫面類似，故不再重復，僅將圖例進行說明。⑷斗輪機

⑸除塵器/除鐵器

⑺盤式除鐵器

⑻電動三通（圓點）

⑼振打器

⑽粗/細碎煤機

⑾ 擺動篩/雙軸篩

⑿除雜物裝置

⒀犁式給料器

此裝置在煤倉上方，點擊文字即可彈出操作畫面

?

具有操作權限的用戶，可以點擊畫面中電氣開關，彈出操作窗口，電氣開關有“合閘”、“遠控”、“故障”、“電流越限”等狀態顯示，而操作則有“合閘”、“跳閘”、“檢修”，當設置操作參數后，點擊“確定”按鈕即可對PLC發出命令，從而達到對設備的操作；如取消設置則點擊“取消”按鈕，操作被取消畫面自動關閉；點擊畫面標題可以關閉操作窗口。

畫面中可以顯示的參數有6KV電壓、低壓變壓器電流以及各個饋線開關電流，當設備電流超出限定電流時，電流將會顯示為紅色。? 配煤流程設定： ⒁

輸煤電氣圖：

? 卸煤流程設定：

（此按鈕彈出設置程控/聯鎖方式畫面，當最頂端矩形框顯示程控自動時，可以點擊流程選擇，出現程控流程的選擇畫面，當選擇流程后，選定流程顯示黃色，即可預啟流程，當滿足啟動條件時，流程啟動按鈕才可以點擊；而流程停止按鈕可以在啟動流程以后進行操作；當取消選擇流程，流程控制字即被清除。

? 控制模式設定：

在配煤流程和卸煤流程畫面中，可選擇控制方式及多種控制按鈕 ? 報警上下限設定值。

? 實時/歷史曲線：顯示不同時段的電流等參數的曲線顯示

（在此畫面中點擊趨勢圖，可以出現上面操作參數設置，即可查詢歷史曲線參數，從而顯示出歷史趨勢圖）

? 實時報警：實時顯示系統報警，自動滾動到新的報警，使用戶方便的查看當前設備故障報警情況。

? 溫度顯示：由于碎煤機溫度值較多，因此單獨有畫面來顯示碎煤機的溫度參數，通過溫度顏色來顯示溫度越限情況。

（當溫度出現越限時，參數會出現閃爍）? 系統注冊/注銷操作等設定及畫面操作按鈕說明：

系統定義三個登錄級別，賦予不同的功能，其中

Admin：具有最高級別，具備程序開發所有工程師權利

Oper：

具備輸煤操作功能，不具備程序開發權利 Guest：

最低級別，只能畫面瀏覽，不具備操作功能 ? 控制權限切換：

操作權限通過切換畫面在就地/輔網之間進行切換，處就地則就地能操作，輔控網只能監視不能操作，反之亦然。

六．其它：

1.程序處理：

? 擋板動作，犁煤器升降，犁水器升降，碎煤機啟停： 發1秒脈沖信號。? 啟動預警（卸上）（卸堆）（取上），流程預啟動，流程啟動，流程停止：

發1秒脈沖信號。

? 對應皮帶停止，流程選中：淺灰色/黃色閃。? #4皮帶反轉，停5秒后啟動。

2.報警區域劃分：

? ? ? ? ? ? ? 100：#1皮帶設備及附屬設備（給煤機）200：#2皮帶設備及附屬設備 300：#3皮帶設備及附屬設備

400：#4皮帶設備及附屬設備(一級碎煤機)500：#5皮帶設備及附屬設備(細碎機)600：#6皮帶設備及附屬設備（犁煤器）700：#7皮帶設備及附屬設備（斗輪機）

3.安全區域劃分：

? zpsm_guest ? zpsm_oper ? zpsm_admin

4.語音報警功能

多媒體智能語音報警是事先將報警語音錄入計算機中，然后以文件形式存儲在硬盤

中。工作站根據PLC運行情況，啟動某一條報警信號，通過放大，從音箱發出語音報警。

報警語音包括：皮帶拉繩動作、皮帶撕裂、皮帶跑偏、皮帶打滑、落煤筒堵塞、電流越限、煤倉煤位低、煤倉煤位高。

5.網絡功能

? 程控系統與上位機采用工業級的以太網通訊。

1．左側操作面板綠色矩形框表示上位機與PLC通訊正常，紅色矩形框表示上位機與PLC通訊異常

? 以上集散型的PLC網絡控制系統具有實時性高，運行可靠，結構層次清晰的優點，便于生產管理，便于與生產廠家聯系，以便提供及時準確的售后技術服務。

6.快捷健功能

● Esc鍵 ：打開用戶登錄窗口

第五篇：輸煤程控系統設計論文

科 技 學 院

題 目：輸煤程控系統設計

系 別： 專業班級： 學生姓名： 指導教師：

2010年11月

動力工程系 自動化07K3班

華北電力大學科技學院本科畢業設計（論文）

輸煤程控系統設計

1． 前言

隨著工業自動化水平的不斷提高，大型火電廠發電機組主機設備均被配備了先進可靠、協調統一、高度自動化的極其完善的控制系統。其良好的人機界面，優越的控制性能，準確的故障診斷與顯示，大大提高了機組的運行效率，降低了勞動強度，簡化了操作，也提高了故障處理速度。與先進的主機控制系統相比，輸煤控制系統則顯得較為落后，其自動化水平和工作效率與經濟發展的要求不相適應。特別是上個世紀年代及其以前建設的火力發電廠，其輸煤控制系統多為強電集中就地控制方式，采用繼電器和按鈕組成邏輯電路。這種控制方式與程控系統相比：功能差、系統可靠性差，自動化程度低，需要運行人員數量多且勞動強度大。

隨著電力體制改革的不斷深化，發電市場的競爭將日趨激烈，提高管理水平和工作效率，特別是提高設備的管理水平，提高設備的自動化程度及可靠性程度，從而達到減員增效的目的。火電廠的輸煤系統是火電廠的一個重要組成單元，特點是運行情況惡劣，條件復雜，轉動機械多，作業線長，設備分散，尤其對運行人員來講，現場冗員過多且工作強度大，并且粉塵，噪音等影響運行人眼的身心健康。因此，火電廠輸煤程控技術是提高輸煤系統自動化程度及可靠性程度的必然選擇，也是火電廠提高市場競爭能力的必然要求。

可編程控制器（Programmable Logic Controller簡稱PLC）是80年代發展起來的新一代控制裝置，是自動控制、計算機和通信技術相結合的產物，是一種專門用于工業生產過程控制的現場設備，由于控制對象的復雜性，使用環境的特殊性和運行長期連續性，使PLC在設計上有自己的明顯特點：可靠性高，適應性廣，具有通信功能，變成方便，結構模塊化。在現代集散控制系統中，PLC已經成為一種基本控制單元，在工業控制領域中應用前景極其廣泛。

隨著電力工業的迅速發展，火力發電廠單機容量和裝機容量日益增大，輸煤系統的規模也愈來愈大，傳統的強電集中控制手段已經很難適應。從八十年代引進工程開始，輸煤系統逐步采用以PLC為主機的程控技術，實現子自動化控制。PLC在技術上不僅具有控制功能強、能夠適應惡劣的工作環境、維護方便、可在線修改等特點。不但能完成復雜的繼電器邏輯控制，而且能完成模擬量控制及智能控制，并能實現遠程通訊、聯網、上位機監控等功能，完全可以適應輸煤系統多種功能控制的要求，并為全廠實現計算機控制創造了條件。

華北電力大學科技學院（論文）

2輸煤系統工藝流程

輸煤控制系統機構圖

電廠輸煤工藝一般都包括：卸煤流程、堆煤流程、上煤流程和配煤流程幾個部分。輸煤系統工藝流程如下圖所示

輸煤系統工藝流程圖

卸煤流程主要指將廠外來煤（包括汽車、火車、輪船等途徑），通過卸煤設備卸到廠內儲煤站，以備使用。

堆煤流程主要是通過堆料機對卸到卸煤站的煤進行整理，以方便輸煤系統上煤。上煤流程是輸煤系統工藝的關鍵環節。通過輸煤皮帶機完成將原煤從煤場輸送到原煤

華北電力大學科技學院（論文）

倉的過程，同時通過輔助的碎煤機、篩煤機、除鐵器、采樣裝置、電子皮帶秤等設備完成對篩分、計量等處理，以達到使用要求。

配煤流程主要是將從上煤系統輸送來的煤按照一定的要求、規律、順序地分配到機組受煤倉中。

3輸煤與配煤系統控制原則

輸煤系統控制原則有： 上煤原則 流程預啟：進行流程選擇，并啟動相應流程上的預啟動設備，做好啟動準備。2 流程啟動：接收到流程啟動允許信號后系統主設備按逆煤流方向延時順序啟動。3 流程停止：停止指令下達后，系統主設備按順煤流方向延時順序停止。4 故障聯鎖停機：當所選流程上的系統主設備發生故障時，立即聯鎖跳停設備故障點上游 逆煤流方向的主設備。重故障信號：急停，拉繩，重跑偏，重堵塞，打滑等指令或信號將直接導致系統聯鎖跳停。

配煤原則 1 順序配煤：先設定一個尾倉，從第一個原煤倉開始進行配煤。煤斗以相同的時間（或依據煤倉料位）依次配煤，直到尾倉和尾倉前所有煤斗發出高煤位信號為止。順序配煤時如有煤倉出現低煤位信號，則停止順序配煤。優先給低煤位配煤。優先配煤：當有煤倉出現低煤位信號時，正常進行配煤的煤斗停止配煤并記憶 先補低煤位倉。直至低煤位消失，再按記憶煤斗的正常順序把煤倉逐個加到高煤位。當多個倉同時出現低煤位時，對這些倉按從前向后的順序進行輪換的配煤，直至低煤位消失。余煤配煤：當停機信號發出后，皮帶上余煤均勻配給每個倉，直至原煤倉皮帶機停止運行。MONDICON可編程控制器 概述

工業生產的各個領域都包含著大量的開關量（又稱數字量）和模擬量。在可編程控制器問世以前，數字量和模擬量的控制主要用繼電器、接觸器或分立元件的電子線路來實現，它取代了原來的手動控制方式，并迅速成為工業控制的主流。這是自動控制的開始，也是以后諸多形式控制設備的基礎。

隨著生產力的發展和科學技術的進步，工業生產領域對控制系統提出了更高的要求，可編程控制器正是順應這一要求出現的，它是以微處理器為基礎的新興工業控制裝置。可編程控制器技術與CAD/CAM技術、工業機器人技術共同構成了現代工業自動化的三大支柱產業。

在自動控制領域中，目前國內外有許多生產PLC的廠家，而每個生產廠家都有自己的系列化產品，指令兼容，外設容易擴展；但不同廠家生產的PLC，梯形圖、指令及各種配件均有一些差異，不利于PLC的普及。本文將以莫迪康公司的Quantum系列可編程

華北電力大學科技學院（論文）

控制器為例介紹有關PLC的一些基本概念。2.Quantum系統硬件模塊和編程軟件

2.1 CPU模塊

Quantum CPU 是位于Quantum本地I/O底板上的一個CPU模板。CPU內含有執行存儲器、應用程序存儲器、通訊端口狀態LED指示燈。LED狀態指示燈顯示CPU本身及所有通訊端口的工作是否正常，以便及時進行故障檢修。

2.2 I/O模塊

Quantum系列PLC使用全范圍、高性能的I/O模塊，符合國際上認可的IEC電氣標準，確保惡劣工作環境下的可靠性。Quantum的I/O模塊允許帶電插拔，這種特性為現場運行維護帶來了許多方便。

所有的Quantum PLC I/O模塊均可使用編程軟件實現軟件配置。I/O的軟件配置允許用戶為每個模塊配置I/O地址。軟件尋址使現有系統在加入模塊或改變I/O配置時，無需從物理上改變應用程序。軟件配置的另一個優點是刪除空槽，這是由物理地址系統來建立地址映像的限制而造成的。I/O Map 的概念是基于智能模塊的擴充，該智能模塊需要地址范圍以外的額外信息。

2.3 電源模塊

Quantum電源模塊為Quantum底板提供標準電壓和保護系統免受噪聲和電源波動的干擾，從而保證系統工作于典型的工廠電氣環境。一旦發生意外的電器問題時，它保證系統有足夠的時間完成安全、有序的停機。電源模塊有24VDC、48/60VDCh和115/230VAC三種，以滿足不同的電壓需要。電源與使用地點無關，本地與遠程等系統結構可使用同一電源。Quantum系列PLC中，有三種類型的電源可供選用：低功率獨立型、大功率可累加型和高功率冗余型。

2.4 ASCⅡ模塊

Quantum的140ESI06210 ASCⅡ模塊是一種通用的ASCⅡ接口，提供與第三方設備通信和交換數據的能力。這些設備是典型的基于工業應用的設備，它們不提供標準通信。該模塊多數應用在與打印機、條形碼閱讀器和掃描儀通信。同樣，也有一些設備如稱重設備、儀表和其他測量設備使用這種通信方法為簡單的點對點ASCⅡ通信方式。該ASCⅡ信息包含在ESI模塊中，由Quantum控制器邏輯程序觸發。信息離線開發并下裝到ESI模塊中，利用這些信息，該模塊可自主地和ASCⅡ兼容裝置進行通信。

2.5 底板

Quantum系列PLC使用公用底板，底板上有2、3、4、6、10和16槽位六種型號可供選擇。16槽底板的型號為140XBP01600模塊插在底板上，每一個槽位上插一個模塊。底板提供控制信號及模塊的電源。這個來自系統供電的電源僅僅為模塊供電，而不能用于現場供電。底板中每一個槽位的電氣特性都是一樣的，即任何模塊可插入任意一個槽位中，不存在對槽位的依賴關系，也不存在某些模塊必須安裝在某一特定底板的問題。對底板的限制僅是模塊電源容量及尋址空間。所有尋址全通過軟件進行，無需經DIP開關來進行模塊配置。此外，底板可用于本地I/O、遠程I/O和分布式三種系統結構，無須為某種結構選擇專門的底板。底板只要選擇包含有足夠可用的槽位，能安裝下需要的模塊并留有將來擴展余地即可。

2.6 Concept編程軟件

Concept是用于Modicon TSX Quantum 可編程控制器的編程組態工具，適用于Windows操作系統。它包括IEC編程語言功能塊圖（FBD）、梯形圖（LD）、順序功能流程圖（SFC）、指令表（IL）和結構化文本（ST），以及面向Modsoft的梯形圖（LL984）。

采用Concept進行可編程控制器編程是以項目（project）、可編程控制器配置（configuration）、程序（program）和區段（segment）分級來完成的。

Concept的設計項目包括下面的主要步驟。

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1.2.3.4.5.6.啟動Concept。

使用配置器配置硬件。

編程。

項目的保存、下載和測試。

優化和斷開。

生成一套完整的Concept文件。

5具體設計流程

5.1輸煤系統控制要求

輸煤系統有兩條輸煤線，包括給煤機、皮帶機、振動篩、破碎機等共18臺設備，在電廠中有著極為重要的地位，一旦不能正常工作，發電就會受到影響。為了保證生產運行的可靠性，輸煤系統采用自動（聯鎖）、手動（單機）兩種控制方式，自動、手動方式由開關進行切換。由于輸煤廊環境惡劣，全部操作控制都在主廠房的主控制室里進行，儀表盤上設有各個設備的啟、停按鈕，還有為PLC提供輸入信號的控制開關。輸煤設備控制功能由PLC實現，設備狀態監測和皮帶跑偏監測以及事故紀錄功能則由上級工業控制計算機完成。

為了保證輸煤系統的正常、可靠運行，該系統應滿足以下要求：

· 供煤時，各設備的啟動、停止必須遵循特定的順序，即對各設備進行聯鎖控制；

·各設備啟動和停止過程中，要合理設置時間間隔（延時）。啟動延時統一設定為12s。停車延時按設備的不同要求而設定，分為10s、20s、30s、40s、60s幾種，以保證停車時破碎機為空載狀態，各輸煤皮帶上無剩余煤；

·運行過程中，某一臺設備發生故障時，應立即發出報警并自動停車，其前方（指供料方向）設備也立即停車。其后方的設備按一定順序及延時聯鎖停車；

·各輸煤皮帶設有雙向跑偏開關，跑偏15度時發出告警信號，跑偏30度時告警并自動停車；

·可在線選擇啟動備用設備。在特殊情況下可由兩條輸煤線的有關設備組成交叉供煤方式；

·可在線選擇啟動備用設備。在特殊情況下可由兩條輸煤線的有關設備組成交叉供煤方式；

·可顯示各機電設備運行狀況，并對輸煤過程有關情況（報警、自動停機等）做出實時紀錄。

5.2 PLC控制系統設計

2.1 PLC選型

根據輸煤系統的自控要求，我們選用了德國SIEMENS 公司最新推出的S7-200型PLC，具有可靠性高、體積小、擴展方便，使用靈活的特點。基本CPU單元選用的是CPU214，性能如下：2048程序存儲器；2048數據存儲器；14點輸入，10點輸出；可擴展7個模塊；128個定時器；128個計數器；4個硬件中斷、1個定時器中斷；實時時鐘；高速計數器；可利用PPI協議或自由口進行通信；3級密碼保護。擴展模塊選用EM221,8個輸入點；EM223,16個輸入點，16個輸出點。

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2.2 系統關系 系統關系如圖1所示。

圖1 系統關系

在輸煤自控系統中，工業控制計算機作為上位機和輸煤控制PLC進行通信，對皮帶跑偏信號和設備的運行狀態進行實時采樣，并在屏幕上顯示輸煤系統仿真畫面，可以直觀地察看設備的狀態。當皮帶跑偏（跑偏15度）時，在屏幕上顯示報警畫面；當設備發生故障或皮帶嚴重跑偏（跑偏30度）時，在屏幕上顯示報警畫面并向PLC發送事故停車信號。

輸煤控制PLC則根據控制開關的輸入信號，執行對應程序塊，控制電機實現對應的功能：向上級工業控制計算機發送工作組態信息，接收上級工業控制計算機發送的事故停車信號，實現事故停車處理功能并啟動報警設備。二者配合共同實現輸煤系統的監測和控制功能。

上級工業控制計算機同時實現對電廠其他系統的監控，由工業控制計算機、輸煤系統PLC和其他系統的現場設備（PLC、監控儀表）共同構成分布式系統（DCS）。

2.3 運行模式

根據輸煤過程的要求，本系統設計了兩種運行模式。在一般情況下，采用并行模式，可根據需要單獨選用或同時運行輸煤一線和輸煤二線。交叉模式是由輸煤一線和輸煤二線的有關設備組成的，僅在特殊情況下選用。

2.3.1并行模式

并行一線：

聯鎖開車順序：10＃皮帶機→8＃皮帶機→6＃皮帶機→2＃破碎機→2＃振動篩→4＃皮帶機→2＃皮帶機→2＃（3＃）給煤機→4＃給煤機。

聯鎖停車順序：與開車順序相反，延時時間按上述要求設定。2＃、3＃給煤機某中一臺備用。

并行二線

聯鎖開車順序：9＃皮帶機→7＃皮帶機→5＃皮帶機→1＃破碎機→1＃振動篩→3＃皮帶機→1＃皮帶機→1＃給煤機。

聯鎖停車順序：與開車順序相反，延時時間按上述要求設定。

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2.3.2 交叉模式

交叉線

聯鎖開車順序：9＃皮帶機→7＃皮帶機→6＃皮帶機→2＃破碎機→2＃振動篩→4＃皮帶機→2＃皮帶機→2＃（3＃）給煤機。

聯鎖停車順序：與開車順序相反，延時時間按上述要求設定。2＃、3＃給煤機其中一臺備用。

2.4 PLC程序設計

針對輸煤系統的控制要求以及具體控制方案的實現，設計程序流程如圖2所示。

圖2 主程序流程

2.4.1 程序說明

·子模塊0：初始化子程序。在PLC加電時根據各個開關的位置設立標志位。僅在第一個掃描周期執行。

·子模塊1：并行一線聯鎖啟停控制程序。根據啟動標志位1實現并行一線的聯鎖啟動、聯鎖停車，并判斷事故停車信號以實現事故停車。

·子模塊2：并行二級聯鎖啟停控制程序。根據啟動標志位2和實現并行二線的聯鎖啟動、聯鎖停車，并判斷事故停車信號以實現事故停車。

·子模塊3：交叉線聯鎖啟停控制程序，根據啟動標志位3實現交叉線的聯鎖啟動、聯鎖停車，并判斷事故停車信號以實現事故停車。

·PLC的輸出信號控制電機的接觸器，啟動送高電平，停止送低電平。但是，1＃破碎機功率達90kW，2＃破碎機功率達110KW，需要降壓啟動，所以啟動時PLC送一個正脈沖，停車時PLC送一個負脈沖。

2.4.2 程序特點

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·特殊標志位的使用：使用特殊標志位SM0.1，使得初始化子程序（子模塊0）僅在第一個掃描周期執行，而在以后的掃描周期不再執行。這樣，個別標志位在PLC加電后不受開關變化的影響。例如，并行模式和交叉模式對應標志位僅在關掉主控開關后才能改變。

·內部標志位的使用：在程序中，利用標志位來表示不同的現場情況和程序狀態，增加了程序的可靠性和靈活性。

·程序模塊化：程序由不同子模塊構成，各子模塊獨立完成各自功能，互不干擾，因而程序結構清晰，便于修改。

·定時器的使用：程序中，利用不同的定時器來設定不同設備的延時時間，可以靈活地根據控制要求進行延時時間的設定。

2.5 部分程序梯形圖

圖3 部分聯鎖起停控制梯形圖

圖3所示為部分聯鎖啟停控制梯形圖，T37用于控制設備的啟動延時，T40～T46用于控制相應設備的停車延時，接收到停車信號時，經過相應的延時，對應定時器置位從而實現聯鎖停車。Q0.3是1#破碎機的啟動控制輸出通道，啟動1＃破碎機時送出一個寬度為2s的正脈沖。Q0.7、Q1.0分別是2＃給煤機、3＃給煤機的控制輸出通道，M0.1、M0.2 是內部標志位，用于保證2＃、3＃給煤機始終為一臺工作，一臺備用。

總之，本系統中，PLC作為現場控制設備，能夠可靠、準確地完成控制操作，并且可以通過與上級工控機通信，組成分布式系統共同完成輸煤系統的監測、控制要求，是現代工業控制中比較先進的控制方案，應用前景廣泛。

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附：

參考文獻：《PLC 在電廠輸煤程控系統中的應用》 葛修軍《煤炭技術》28卷第8期

《PLC在輸煤程控系統中的應用》

張文紅 《湖北電力》33卷第5期

《一種基于PLC控制輸煤程控控制系統在發電廠中的應用》 曾海珍 等