基于PLC的电厂输煤控制系统的方案分析

周海平

神华陕西国华锦界能源有限责任公司，陕西榆林 719319

基于PLC的电厂输煤控制系统的方案分析

周海平

神华陕西国华锦界能源有限责任公司，陕西榆林 719319

输煤系统是火力发电企业生产系统的重要组成部分，承担着为电力生产运煤的任务，如何保证输煤系统的稳定性与安全性，是电厂企业经营管理的重要内容。由于电厂输煤系统工作环境恶劣、设备数量多、劳动强度大，采用传统的控制系统难以保障输煤系统的可靠性，抗干扰能力强、易于掌握、可靠性高、响应速度快的PLC控制系统得到了广泛的应用。文章在介绍电厂输煤控制系统的基础上，对基于PLC的电厂输煤控制系统方案进行了简要的分析。

PLC；电厂输煤控制系统；方案分析

作为电厂重要的原料供给系统，输煤系统是电厂企业管理的重点和难点，因此如何提高输煤控制系统的稳定性和可靠性显得尤为重要。我国电厂输煤控制系统从上个世纪六十年代的继电器集中控制系统以来，依次经历了晶体管集成电路逻辑控制系统、PLC控制系统和基于PLC、上位机、工业电视的输煤控制系统四个阶段。目前，我国许多电厂使用的输煤控制系统都属于最后一种，输煤系统的稳定性得到了很大的改善和提高。

1 电厂输煤程控系统

目前我国电厂输煤系统的控制系统实际上是以PLC为核心，遵循步进控制原理，使输煤系统内部协调、高效、稳定运行的一系列硬件与软件设备设施。

1.1 系统流程

输煤控制系统依靠PLC与工业触摸屏等实现对实时数据信号的收集、处理与显示，为保证输煤系统的稳定、高效运行，输煤控制系统中包含设备启停控制程序与报警控制程序。设备启停控制程序与报警控制程序的编制需要结合输煤系统的实际需要，例如报警控制程序的编制需要结合堆煤传感器等传感器设备采集的燃煤高度等动态指标数据。

1.2 控制对象

输煤控制系统的对象包括细碎机、筛分机、带式输送机、给煤机等设备，需要以先进的仪器与技术进行智能控制。

1.3 自动除铁计量煤量

为确保燃煤中所含的金属成分维持在合理范围内，需要在输煤系统中加设除铁器和相应的探测器。如果探测器检测到燃煤中金属含量超过合理范围，将自动延时停机、启动除铁器，经过除铁工序且探测器确认金属含量达标的情况下，探测器自动启动系统进入下道工序。另外，在输煤系统中加设电子秤能够自动计量输煤系统输送的燃煤量，并将数据进行存储分析，以便于输煤系统的管理。

2 基于PLC的电厂输煤控制系统的方案

电厂输煤控制系统不仅控制单元多，而且需要进行很好的步进协调配合。因此，必须采用先进的设备与技术对输煤系统进行有效的控制，目前较多使用的是基于PLC的电厂输煤控制系统，采用结合现地控制与中控两个控制系统的自动协调控制方案。现地控制由PLC分站作为控制核心，中控由PLC总站作为控制中心，主站与分站借助数据通信网络进行实时通信和动态控制。

2.1 冗余设计

电厂输煤控制系统设立了专门的PLC子系统对各个输煤设备进行控制，能够在现地开展操作调试等具体工作。由于输煤系统工作线过长，PLC分站数量也随之较多，为控制系统投资，通常由厂用电配电室向各个PLC系统供电，PLC主站由独立供电系统供电，以保证整个输煤控制系统的稳定运行，降低系统故障影响广度。另外，主站与分站都单独建立以工业计算机、触摸屏技术等设备和技术为基础的控制系统，以提高输煤系统控制的自动化水平。

电厂输煤控制系统的可靠性十分重要，通常需要采用冗余技术分别设立现地与中控两套输煤控制系统，以提高系统可靠性。两套系统间建立局域网络，两台工业计算机由独立的电源供电，如果某个计算机发生故障，由另一台计算机负责维持输煤控制系统的稳定运行。这种互为备用的系统模式能够大幅度降低故障的影响程度，实现合理调度、有效监控的目的。

2.2 硬件设计

输煤控制系统可以选择S7—300型号的PLC和相应的监控系统，该系统不仅数据处理能力十分强大，还能够借助通讯接口实现主站、分站等系统间的数据通信和实时监控。在选定PLC的基础上，还需要选择合适的变频器，集成变频器功能全面、维护方便、抗干扰性强，与PLC配合使用能够起到很好的节能降耗效果，提高电机的工作效率。

在传感器方面，可以选择堆煤传感器等传感器设备对各输煤设备的工作信号进行收集，并对电机启停等工作进行动态操控。如果发现皮带断带、煤堆超高、烟雾浓度超标、电机故障等问题，传感器能够依靠网络将信号传输到数据处理单元，从而避免事故的进一步恶化。

在触摸屏方面，需要选用抗干扰性强的工业触摸屏，利用电子软开关，并能依靠系统自检功能周期性巡检输煤系统的运行工况，出现异常时可以实时发出报警提示。

2.3 软件设计

输煤控制系统需要依靠软件对输煤系统的设备启停等实现动态控制。控制系统在得到PLC主站或分站或操作人员由触摸屏发出的指令时，能够结合电机运行状态对电路约束进行准确的判别，并启动变频器。

例如输煤控制系统接收到启动信号后，会检测应启动设备的运行状态，当该设备没有进入启动状态时启动变频器和延时计时器、电机，计时达到设定参数后再启动其它变频器和延时计时器、电机，直至按照程序完全启动该设备。在启停设备的过程中，软件系统还需要动态改变并传输该设备的工况信号，更新设备的工作参数和监控状态，并在设备成功启停后初始化变频器。

2.4 监控系统设计

监控系统的人机界面便于相关人员及时、准确掌握系统运行工况和电压等细节数据，并结合历史数据等及时发现安全隐患，予以解决，因而能够有效提高监控的自动化水平。

3 结论

综上所述，基于PLC的电厂输煤控制系统能够有效提高输煤系统的自动化水平，从而提高输煤系统的效率和可靠性。基于PLC的输煤控制系统的成功应用，不仅需要科学、合理的方案设计，还需要高质量的设备、完善的工艺、良好的人员素质、健全的管理制度，只有全面加强输煤系统各方面的管理工作，才能为电厂的高效稳定运行提供原料供给的保障。

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TM7

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1674-6708（2012）59-0086-02