PLC在输煤程控系统中的实际应用

PLC在输煤程控系统中的实际应用（精选3篇）

PLC在输煤程控系统中的实际应用 篇1

来源：中国自动化网 作者：佚名 发布日期：2008-5-12 18:22:05(阅1371次)

关键词:

电力

〖摘要〗本文介绍了输煤系统的工作原理和特点，对本系统使用的软、硬件进行了说明，讲述了远距离通讯的网络构成，以及多个三通挡板的使用令系统更具有灵活性和高效率。

〖关键词〗电动三通挡板；自动；热备；通讯

Abstract:Thearticledescribesprincipleandcharacteristicofconveycoalsystem,narratessoftware、hardwareandallofnetworksofthissystem.Systemisagilityandefficiencythatmanybafflesisused.1．前言

为缓解我国电力供应严重不足的现状，许多大容量的火电厂在全国各地纷纷投入建设和使用，因此对煤炭的需求量也就越来越大，对输煤等公用系统的自动化控制要求也就越来越高。

山西某发电厂2×600MW机组自动控制系统由两类控制设备组成：主控部分（包括锅炉、汽机和发电机等）使用的是HONEYWELL公司的DCS控制系统；公用部分（包括输煤、化水和除灰等）使用的是ROCKWELL公司生产的Contrologix5000系列PLC系统，上位软件使用的是iFix3.5，并且数据通过以太网与DCS系统连接，使得本系统即可以在输煤程控上位机上操作，又可以在DCS上操作。

输煤系统的主要功能是把通过火车和汽车等交通工具运送到火车卸煤沟和汽车卸煤沟的煤炭，通过一

系列运送设备运达原煤仓的过程。

由于该电厂发电机组容量大，并且是两台机组公用一套输煤系统，对煤炭的需求量非常大，为了避免一条上煤通路成为瓶颈，耽误正常生产，设计了两条上煤通路，一路运行，一路备用，也可以两条通路同

时运行，分别向两个不同的目的地运煤。

2．控制设备

本套输煤系统的控制对象有：皮带机21条（其中5#甲和7#甲皮带可双向运行），斗轮堆取料机2台，滚轴筛2台，环式碎煤机2台，清水泵2台，振动器30台，刮水器2台，电动三通挡板16台，入炉煤取样器2台，除尘器15台，叶轮给煤机6台，盘式电磁除铁器2台，带式电磁除铁器8台，皮带采样装置

2台，卸料车2台，共计114台设备。

a）上位机系统

本系统配置两台上位机，都可作为操作员站，其中一台兼作工程师站，且两台工控机可互为备用。上位机使用屏蔽双绞线同以太网交换机相连，通过以太网模块同PLC主机进行通讯。所有的数据显示和操作都可以在上位机上完成，并且还有报警，历史趋势和报表功能，给操作人员提供最完备的使用环境。

b）控制系统

本系统使用了两台型号是1756-L55M13的CPU，内存1.5M。两个CPU分别安装在两个机架上，互为热备用，先上电的CPU为主。为了避免同时失电，两个机架的电源分别取自厂用电和UPS电源。两个CPU中的程序完全一样，采集信息、处理程序、发出命令由主CPU完成，备用CPU在实时跟踪主CPU工作。一旦主CPU失电或者通讯中断，备用CPU将代替主CPU继续完成工作。

主机通过以太网同PC机相连进行数据交换，其下面带的3个本地I/O机架通过ControlNet网与主站相连（ControlNet网为冗余配置），由CPU通过判断采集的输入信号，经过预先编制好的程序进行运算处理后，再通过输出模块发出命令，来达到控制的目的。

c）远程系统

本系统设置了一个I/O远程站，通过多模光缆与主站的I/O机架相连。这种应用方式极大地减少了控制电缆的数量和长度，减少了因电缆过长而引起的接地或接线不良等故障，也减少了费用的投入。另外采用光缆连接远程站的通讯方式，使得通讯距离比应用同轴电缆通讯长了很多，并且消除了电压、电流的干

扰，提高了数据传输的品质。

d）同其他系统的通讯

同DCS系统采用以太网通讯，使用光缆连接两台交换机，DCS就可以很容易地直接从PLC主机中读

取所需要的数据了。

同斗轮机系统和轨道衡系统通讯也是采用了光缆连接两台交换机的方式，由于输煤系统本身设备比较分散，距离又比较远（输煤主控室距离轨道衡控制室的距离超过了3公里），使用普通电缆或多模光缆不加中继器根本无法达到要求，而使用单模光缆就简单了，不加中继器的最远通讯距离可达到几十公里。

e）工业电视系统

共有4台工业电视放置于前排的工业电视屏上，通过摄像镜头把相应设备的运行情况和事故情况显示在屏幕上，并可通过计算机进行记录存储，以便日后随时可以调出想要察看的那段时间的画面记录情况，分析事故原因。四台工业电视通过屏幕分割技术最多可同时显示16幅画面，通过选择按钮，把画面调整到

自己想要观察的地方进行监测。

2）软件配置

a）上位机监控软件

本系统的上位监控软件选用的是Intellution公司的iFix3.5作为开发平台，利用该软件的变量存档编辑器和水晶报表设计器，可以很方便地为运行用户过程数据生成用户档案并生成报表。利用ODBC功能，把所有设备的报警和人员的操作都记录下来，通过声音通知操作人员，以便使操作人员能够立即进行处理，并给日后事故原因的分析创造有利条件。

b）PLC控制软件

PLC控制软件采用ROCKWELL公司的RSLogix5000编程软件、RS-LINX通讯驱动软件和RSNetWorx组态软件作为编程调试软件的开发平台。既可以使用梯形图编程方式，又有IEC的编程方法，给了编程者更大的自由度。这种软件的优点是有强大的功能块系统，针对不同功能都有一种功能块儿与之

相对应，编程简便、灵活。

5．系统控制

自动启动时，按照逆煤流方向顺序启动设备；自动停机时，按照顺煤流方向延时停止设备；当某一设备出现事故跳闸时，由故障设备开始进行逆煤流跳闸（除铁器、电子皮带秤、取样器不参与跳闸）。并且本系统允许有多个流程在运行中，但不允许同时操作两个及以上流程启动或停机。当有两条流程在运行时，如果其中一条流程的某一设备出现故障造成此流程设备联跳时，不能影响另一条正在正常工作的流程。具

体设备的位置和流程顺序参看“系统总貌”图：

每一个流程选择分画面都设置了一个全选甲带键和一个全选乙带键，一旦按下全选甲带键，这个流程

内的所有甲带就都变成深蓝颜色，表示被选中。

另外每一条皮带自身也有一个选择键，利用此键可以把有故障的皮带退出流程，选择另一侧的皮带来替代它，这样就可以做到甲、乙侧设备交叉使用。在设备选择完成后，按下确认键后就可以知道所选的通路是否正确，如果正确，则可以继续下一步操作，否则需要重新进行选择。当此流程使用完毕后，使用清流程键把这个流程清除，以免在另外的流程中使用相同设备时出现错误。参见“1号煤厂至煤仓间流程”选择图：

本系统对每个设备都设置了一个“检修”键，当现场设备需要检修时,在上位机中设定此设备为“检修”状

态，则PLC控制程序禁止此设备运行。

2）电动三通挡板的控制

为了使上煤系统更加灵活，设置了16个电动三通挡板，并且要求其参与系统联锁，且能就地、程控操作。在自动工作状态下，当按下预启动键时，三通挡板根据选定的在其前后两条皮带的位置，自动完成通甲路或通乙路的动作（例如现在选中的是1#甲皮带和2#乙皮带，按下预启动键后，1#三通挡板就自动打在了通乙路的位置上），为下一步的程启做好准备。

但是由于种种原因，甲、乙路到位信号有可能在使用过一段时间后失灵，因此就又增加了甲路通到位和乙路通到位的假信号，在到位信号失灵后替代实际信号工作。

8）斗轮机

两个斗轮机分别在两个煤厂，负责煤厂煤炭的堆取工作。在机组使用煤炭量较少时，利用斗轮机的堆料功能，配合5#甲、7#甲皮带正转，把卸煤沟的煤炭存储在煤厂中；当锅炉使用大量煤炭时，利用斗轮机的取料功能，配合5#甲、7#甲皮带反转，把存储在煤厂中的煤炭运往原煤仓。

9）滚轴筛

滚轴筛位于8#皮带和9#皮带之间，其作用是把煤炭进行筛分，筛下物直接落到9#皮带运往原煤仓，筛上物通过11#皮带和碎煤机进行破碎后返回煤厂。当滚轴筛出现故障时，煤炭直接从8#皮带落在9#皮带上运往原煤仓，可保证原料的供应不会因为滚轴筛的故障而停止。

10）卸料小车

卸料小车共有两个，10#甲带和10#乙带上面各一个，可在皮带上行走。其功能是把10#皮带上的煤炭

卸到原煤仓中。

原煤仓共有12个，1~6#原煤仓给1#机组提供燃料，7~12#原煤仓给2#机组提供燃料，6#仓与7#仓之间有一段距离，其它仓都是并在一起的。原煤仓上装有12个位置开关，可标识小车处于哪一个原煤仓上。

卸料小车上面有三个挡板，可以使小车处于卸料/直通状态。初始位置为直通状态，当开始卸料时，两侧的挡板打开，位于皮带上的挡板关闭，煤炭从皮带两侧落入选定的原煤仓；当小车经过6#仓与7#仓之间时，为了避免煤炭撒落到外面，两侧的挡板关闭，皮带上的挡板打开，此时小车处于直通位置，煤炭经过小车后依然还落在皮带上，最终进入12#原煤仓中。

小车有两种卸料方式，定点/连续方式。定点方式是小车走到选定的原煤仓后，停止不动向原煤仓内卸料；连续方式是小车在选定的原煤仓上来回行走，把煤炭均匀地卸到原煤仓中。

配煤方式分为自动配煤、手动配煤和就地配煤三种方式。

PLC在输煤程控系统中的实际应用 篇2

输煤程控系统能够完成电厂正常运行时的上煤、配煤控制及设备、运行状况的监测及安全联锁、保护等功能。同时对输煤PC段进线开关、分段开关状态、母线电压及输煤MCC馈线进行监控。提供的输煤程控系统预留以太网接口, 能够满足与辅网进行的通讯, 以实现辅网 (水、煤、灰) 的集中监控。辅网采用冗余以太网。提供输煤系统与全厂车间辅控网。

输煤程控系统设置二套操作员站, 实现输煤全过程的集中控制、监测、报警、显示等功能。系统采用程控、远控、就地控制相结合的方式。根据联锁和运行要求, 提供足够多的用户画面。

软件主要由监控软件、编程软件。它们分别实现PLC上位机人机接口的监视和控制、PLC逻辑控制功能以及系统内部、外部的数据接口。

二、输煤系统组成

输煤系统由 (除铁器, 滚轴筛, 碎煤机, 缓冲滚筒, CS-1AB胶带运输机, CS-2胶带运输机, CS-3胶带运输机, CS-4AB胶带运输机, CS-5AB胶带运输机, CS-6AB胶带运输机, CS-7胶带运输机, CS-8胶带运输机, 双侧犁式卸料器, 三通挡板, 电子皮带秤, 带速开关, 拉线开关, 跑偏开关, 纵向撕裂开关等) 组成。

1、除铁器

安装在输煤系统头部, 用于去除煤中的杂物 (主要是铁) , 保护输煤系统下一级设备磨煤机, 使其正常工作。

2、滚轴筛

安装于碎煤机前端, 用于分离煤块, 使大煤块进入碎煤机, 由多个传动轴组成。

3、碎煤机

安装在滚轴筛后部, 把经过滚轴筛的大煤块破碎成小块, 达到供输煤系统下一级设备磨煤机使用的要求。

4、缓冲滚筒

安装在滚轴筛和碎煤机下部, 起到缓冲作用, 保护下一级皮带, 使其减小冲击。

5、胶带运输机

是输煤的主体, 是由电机驱动的皮带, 带动煤流从煤场到达目的筒仓, 供发电使用。

6、电子皮带秤

用于对上煤量的瞬时流量测试, 和上煤量累计。

7、双侧犁式卸料器

安装在输煤系统最末端, 负责将煤卸载到筒仓里。

8、三通挡板

安装在输煤系统中部, 用于A, B两侧煤流调整。

9、拉绳开关

安装于皮带沿线, 以满足巡检急停需要。当操作拉绳开关时, 能立刻停该皮带机并在程控系统的控制下联锁停止与此皮带机关联的煤流上游的所有没备的运行。外壳采用铝合金热压模成型, 转动轴, 上下壳体之间采用胶圈密封, 防护等级IP65。

10、跑偏开关

开关设有两级保护动作, 皮带轻度跑偏时, 程控系统发出报警信号, 当皮带重度跑偏时, 程控系统控制皮带机停止运行。外壳采用铝合金热压模成型, 转动轴, 上下壳体之间采用胶圈密封, 防护等级IP65。

11、速度开关

检测胶带输送机的胶带速度, 并配套二次仪表, 该传感器具有高、低带速的设定。精度高, 整定调试方便。防护等级IP65。

每条皮带设置一台速度检测传感器, 用做皮带打滑保护。

12、纵向撕裂检测

对靠近煤源的皮带, 设置胶带纵向撕裂检测装置, 用于胶带纵向撕裂保护。当系统检测到纵向撕裂信号时, 可自动实现联锁停机防止洒煤。

三、输煤控制方式介绍

输煤控制方式有:自动方式, 手动方式, 就地方式。

1、自动方式

由操作人员根据工艺要求通过工业控制工作站调出预选流程菜单, 由鼠标或键盘输入相关指令, 组成运行时所需要的流程并确认后, 显示器上出现程选有效信号。当挡板及犁煤器全部到位后, 经20秒后发出允许启动信号。所选皮带按逆煤流方向启动各台设备, 每条皮带起动前告警器应发出20秒钟音响, 皮带启动后现场蜂鸣器停止音响。流程停机时, 程控系统按流程顺煤流依次自动延迟停止各设备, 设备停止时保证无剩余煤。

在运行中, 当任一设备发生重大事故, 拉线动作和持续2秒的重跑偏、打滑等, 立即联跳逆煤流方向的设备, 当按紧急停机时, 运行设备立即全线停机, 仅碎煤机延时停机。

2、手动方式

手动方式有两种, 一种是联锁手动, 另一种是解锁手动。两种方式都在上位机上操作。

联锁手动是运行人员根据运行要求在上位机上调出相应画面进行。对已选择好的流程的设备按联锁方式逆煤流一对一的启动设备, 按顺煤流方向一对一停机。流程内设备存在联锁关系。

系统具有小集控功能, 对系统中局部的若干相关设备完成集中控制。

解锁手动时, 运行人员可启停任何一台设备, 此时无任何联锁关系, 不带负载运行。

3、就地方式

输煤系统设备均可在就地解锁手动操作, 就地/远方转换开关设在就地, 向程控室发送就地/远方操作信号。

四、PLC系统介绍

本套输煤系统采用的PLC系统为:Control Logix系统

1、Control Logix系统概述

Control Logix系统除了具有强有力的可编程控制器外, 还有十分强大的通讯能力, 它可以作为网关来使用, 连接至罗克韦尔自动化的几乎每个网络层次上。

Control Logix系统的网络结构的开放性包括从工业的低层到控制层再到信息层的三层结构。

信息层网络, 使计算机系统存取生产现场的数据达到实时监控的目的。并提供对可编程控制器的支持。

控制层网络, 完成智能化的高速实时控制, 并共享数据和信息。包括:控制和监视设备的协调, 操作员接口, 远程设备的组态, 编程和故障处理。

设备层网络, 提供与工业现场的大量设备的高速数据的采集, 并极大的减少接线。

通讯是Control Loglx平台的核心。Contro1Logix的无源数据总线背板消除了通讯瓶颈现象, Control Logix的无源数据总线背板采用了生产者/客户 (producter/consumer) 技术, 可提供高性能的确定性数据传送。

摘要：输煤程控系统能够完成电厂正常运行时的上煤、配煤控制及设备、运行状况的监测及安全联锁、保护等功能。软件主要由监控软件、编程软件。它们分别实现PLC上位机人机接口的监视和控制、PLC逻辑控制功能以及系统内部、外部的数据接口。

关键词：输煤系统,PLC系统,输煤方式

参考文献

[1]输煤系统和设备, 国电太原第一热电厂, 中国电力出版社。

[2]李粤:《液压系统PLC控制》, 化学工业出版社。

PLC在输煤程控系统中的实际应用 篇3

【关键词】PLC；程控；输煤

传统的输煤系统，是以接触器、继电器以及人工手动方式为基础的半自动的运行系统，输煤系统现场的环境非常恶劣，既对操作人员的人身安全和建康造成一定的损害，又经常出现传输皮带撕裂、跑偏、煤堵塞等问题，导致相关项目的生产效率大大降低。本文结合某煤化工项目中输煤系统的上煤、配煤流程，对PLC控制系统其功能和作用进行了详细的介绍。

一、工程系统概述

在该煤化工项目中，燃料煤、原煤的卸煤和运输系统其上煤的工艺流程，主要值得是通过多条皮带输送设备，将原煤从煤场向原煤仓输送的过程。以此同时，通过其他辅助设备，比如振动给料机、除铁器、破碎机、皮带秤、犁式卸料器、三通换向器扥等，来实现对煤炭的筛分计量等工作，使煤能够达到使用的要求。其配煤的工艺流程，工作主要是依照一定的规律和要求，将上煤系统运输过来的煤顺序向受煤仓中进行分配的过程。整个输煤系统的关键环节，是上煤的工艺流程环节。

在本煤化工项目之中，系统的上煤、配煤工艺都使用了PLC系统来进行控制。采用了两级控制的控制模式，设置工控机作为上位机，PLC控制柜作为下位机，上位机和下位机均使用了双机热备形式，保证在一台工控机或者一台PLC主机发生故障的情况之下，运煤系统依然能够正常运转。操作台、PIC控制柜以及尚未工控机等设备都在输煤控制室之内进行布置。系统采用了双王冗余结构来进行I/O通信网的设置，使得系统的可靠性大大增加。在PLC和上位工控机之间的通信方法使用了以太网结构，符合TCP/IP协议，在网络交换机方面使用的是某知名品牌的工业用交换机。

二、控制系统运行的方案

系统上煤工艺流程控制系统的主要运行方式能够分为连锁、解锁手动方式、程控自动方式、就地控制方式等。在日常运行状态中一般使用的是程控自动的方式，控制室中的操作臺仅仅保留了紧急停车按钮。

系统配煤工作流程控制系统，其运作方式主要能够分为自动、手动和就地配煤这三种方式。

（一）程控自动方式。就与上煤系统所包括的内容主要有震动给料机、带式输送机、除铁器、破碎机、皮带秤、犁式卸料器、三通换向器等。这些设备通过不同的组合方式形成多样化的运行流程，实现将煤送入不同的煤仓。当使用程控自动方式来运行时，在上位工控机的LCD屏上对所用的输煤流程攻击进行显示，通过上位工控机之上进行流程的选择，能够由PLC自动进行操作，完成各种工艺流程，当PLC程序启动之后，沿线设备按照煤输送流程方向从末端逆向启动，直到煤源设备。当程序停止之后，会孔子沿线设备根据其煤输送流程，从煤源设备开始顺向逐台停止，直到末端设备，其中带式输送机应该延时2min然后再停车，保证输送线上的煤能够全部走完。

在自动运行的过程中，如果某设备中发生事故或者故障，比如拉绳、皮带撕裂、堵煤、持续打滑、跑偏等，应该立刻对皮带输送机进行停车，通水还应该将设备逆流方向的设备同时连跳，然而应该保持故障设备下游的设备维持原状态不变。等到故障以及事故排除之后，应该先对设备进行复位操作，然后重新进行设备预启从故障设备开始，向上游逆流进行设备的重启。当故障没有解除时，也可以执行程序停止的操作，从故障设备开始，向下游顺煤流方向逐台停止运行，直到最末。另外，还应该设置紧急停机的选项，当执行这一选项只是，应该将全线设备立刻进行停止。

在上位机的LCD屏幕之上，应该能够对全线任一设备状态进行随时的查询，当某设备并没有处于所选的流程之内，其部分信号并不以报警的形式出现。

（二）其它的工作方式。连锁的手动方式，是在上位机之上对程控之中的所有设备一一进行对应操作，这种方式需要通过PLC的闭锁来实现。这种方式能够用作进行设备或者系统的远程调试，在使用这一方式之时，管理人员应该注意各设备的启动和停止应该按照合理的顺序来进行，且和自动程控方式一样，系统中各个设备之间也存在着连锁的关系。

解锁的手动方式，指的是在通过上位机对系统中的所有设备进行无连锁的操作。

就地控制的方式，指的是设备只能够通过就地控制箱来进行操作，并且在带式输送机中均有着拉伸开关的配置，以作为就地的紧急停机开关。设备采用就地还是远程控制，应该由各设备就地控制箱上的选择开关来进行选择，只有当选择开关设置为能够远程控制时，才能够由控制室进行该设备的远程操控。

（三）信号系统。在系统信号的设置方面，应该建立生产的联系、设备运行、启动预告、煤流、煤仓煤位、事故声光报警等方面的信号制度。在使用集中控制的方式来进行设备的启动时，应该先启动设备相关的警告信号，通设备附近人员进行通知，并且在一定的延时之后再进行设备的启动。

（四）监控系统。利用PLC系统以及触摸屏，能够构筑人机互通的界面，方便操作人员对系统中各设备的运行工况进行远程的了解监控。另外，操作人员还能够通过相应的界面，对设备运行中的某些细节进行了解，比如其功率、电流、电压等，通过对历史数据记录以及运行曲线的监控，能够及时发现系统中的安全隐患，防止安全事故的发生以及扩大，使得系统检修维护的时间得到有效减少。

三、设备的选择

（一）PLC系统。在PLC系统的设置方面，使用了双热备冗余的配置，使用带有双网冗余配置的网络，其模块使用140系列，并且全部具备带电插拔的功能。I/O点数在能够满足系统要求之外，还能够剩余15%进行备用，卡槽能够剩余20%作为备用。DI/DO模块采用直流24V的通道模块，AI/AO模块使用8通道、4-20mA的模块。

（二）控制系统的电源。PLC系统所使用的电源使用专门的电源柜进行存储和保护。电源柜的内部有在双路电源之间进行切换的开关、电压、电流表、相关的指示灯等。另外将故障信号编码和PLC系统详解，如果PLC设备发出报警信号，则表示电源发生了故障。

在电源柜之内，应该设置两路交流电源进线，这样如果某一路电源发生故障，就能够自动切换到另外一路电源之上。另外，还应该给控制柜以及上位工控机提供在线不间断式的电源，保证能够有效进行控制操作。

在每个电源柜之内，还应该配置交流电源的切换分路器1台、24V直流电源2台、直流切换分路器1台。另外还应该注意，各控制柜之内所需的电源均应该单独配给，将交流电源进行若干回路的划分，对每个回路进行指示灯以及自动空气开关的设置。

结语

综上所述，在煤化工项目的输煤程控中使用PLC系统，能够对生产现场的设备进行合理有效的操控，可以对生产中发生的各种突发事件、事故等作出及时的相应，能够对煤化工项目的经济、安全运行起到良好的作用。在上述项目之中，PLC程控系统已经有着三年多的运行时间，起到了良好的效果，受到了项目操作人员和职工的一致好评。

参考文献

[1]张世荣，唐玉玲.基于PLC的全分布式输煤程控系统设计[J].工业控制计算机，2008（10）