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(bào)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(jià)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(shí)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(jì)、報(bào)警處理,、數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)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(bào)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(bào)警及保護(hù)控制,、緊急情況下的系統(tǒng)控制及故障報(bào)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(shí)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(shí)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(shí)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(bào)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(bào)警處理,，同時(shí)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(shí)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(shí)，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(bào)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,。

②通過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(shí)糾正操作中的失誤并快速診斷設(shè)備的故障,。

③通過設(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,。

④由于PLC系統(tǒng)的靈活性，可方便地通過改變應(yīng)用軟件隨時(shí)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。