火电厂输煤自动化的发展与实现分析

王立新

[摘    要]为了全面提升火电厂输煤工作的质量，要积极融合自动化技术方案，积极推动设备程控化发展进程，向着可视化方向发展，并建立基于以太网和现场总线技术的设备联网模式，更好地打造建设燃料程控生产系统，促进自动化发展模式的进步，实现火电厂经济效益和社会效益的和谐统一。

[关键词]火电厂;输煤动自动化;发展

[中图分类号]TM621 [文献标志码]A [文章编号]2095–6487（2021）12–0–02

Analysis on the Development and Realization of Coal

Handling Automation in Thermal Power Plants

Wang Li-xin

[Abstract]In order to comprehensively improve the quality of coal handling work in thermal power plants， it is necessary to actively integrate automation technology solutions， actively promote the development process of equipment program control， develop towards visualization， and establish a device networking model based on Ethernet and fieldbus technology to better Create and build a fuel program-controlled production system， promote the progress of the automation development model， and realize the harmony and unity of the economic and social benefits of thermal power plants.

[Keywords]thermal power plant; coal transportation automation; development

随着市场经济的不断发展和进步，社会各行业对电能的需求逐渐增大，这对于电厂日常工作提出了新的挑战，要想更好地提升火电厂输煤控制工作的水准，就要积极落实更加科学的自动化应用体系，促进自动化应用控制方案的全面发展和进步。

1 火电厂输煤自动化发展的意义

对于火电厂日常工作而言，输煤系统工作内容较为繁重，常规化的工作模式存在实时性效果一般的情况，因此，在火电厂输煤控制体系中融合自动化发展方案十分关键。

（1）火电厂输煤自动化体系能大大提升工作效率，提升燃料生产工作的管理时效性，并且配合应用方案的多元处理，打造更加完整的控制体系，实现更加便捷化的管理和约束控制。

（2）火电厂输煤自动化体系的设定能有效促进安全生产工作的落实，确保输煤系统能在安全合理的应用环境内予以开展，并且维持综合监督的时效性。

（3）火电厂输煤自动化运行模式的应用和控制也能为成本管理提供保障，减少资源浪费，维持成本效益，建立健全更加可靠、安全且科学的发展平台。

2 火电厂输煤自动化的发展与实现

2.1 系统联网

在火电厂输煤自动化发展方案中，建立基于以太网技术和现场总线技术的系统联网模式具有重要价值。以太网是目前各行业应用较为广泛的局域网技术方案，尤其是在计算机技术不断发展的时代背景下，以太网逐渐称为基础性工业标准，配合TCP/IP协议就能实现相关应用目标。而对应的现场总线应用模式，是实现现场智能设备和自动化控制设备双向串行的关键，配合数字式多节点通信网络处理机制，就能更好地建立分散测量模式和网络控制模式，有效地将现场总线作为关键，维持信息沟通交流的实时性，也为共同完成控制任务提供保障，充分发挥网络控制系统的价值优势，打造“信息集中化管理、控制分散式处理”的模式。

在火电厂输煤自动化应用结构中，使用系统联网方式，能完成信息的实时性收集。并且建立程控上煤和程控配煤的独立系统，两个系统借助以太网完成双接口连接控制，匹配双光缆冗余结构通信，实际的传输速率能满足10 MB/s的要求。同时，将上位机和PLC之间建立双以太网应用模式，配合双交换机冗余结构通信方案，不仅能提升整个系统运行的安全性，还能优化数据传输的可靠性和科学性。建立的输煤系统自动化网络结构包括：①程控室层面，如工业电视、主控PC机、MIS;②以太网完成TCP/IP协议;③现场层面，其包括皮带程控PLG、斗轮机PLG、卸船机、设备PLC等，配合现场总线完成传感器和执行器的控制。

在以太网实数全面发展的基础上，传统以太网实时性以及稳定性等方面的问题也逐渐被解决，大范围推广以太网将成为行业内的重要发展趋势。将以太网更好地应用在工业控制领域，确保开放式系统能发挥其实际应用效能。

2.2 燃料系统自动化

對于火电厂输煤自动化工作而言，燃料系统是非常关键的原料供给系统，也是公用辅助系统，只有建立科学且文明规范的生产管理方案，才能发挥其实际价值，减少安全隐患。在计算机技术全面发展的时代背景下，多数电厂都对燃料控制系统进行了升级，配合程控系统应用模式建立实时性监管机制，但是却存在规范性不足的现象。基于此，要结合燃料程控生产系统的标准，对相关工作予以重视。

（1）要设置煤量自动化统计模块，对煤场内的存煤量、卸煤量以及锅炉燃烧量予以自动化统计分析，并且配合皮带称重系统实现煤量的实时性检测分析。配合实煤在线监测系统，完成混配煤参数与锅炉燃烧的匹配，保证燃烧稳定。例如，近几年推出的芯片/模块系列化产品，俗称煤量控制装置的“CPU”，利用对应的传感器就能对采煤机在机头、机尾、中部、斜切等不同割煤区间的割煤速度、割煤时间、采高等关键工艺参数自动进行大数据统计。

（2）要对电量参数予以控制，结合自动化技术方案对设备耗电量予以自动统计分析，并且利用智能电度表实现电量的检测。

（3）借助自动化技术应用方案建立针对性管理模块，并完成检修工作票自动生成、设备故障报警记录和统计、设备档案管理、设备启停时间次数记录、检修日常管理、运行日常管理、设备定期维护管理、计划检修管理等。

2.3 设备程控化

在火电厂输煤自动化工作中，所有设备程控化是重要的发展方向，利用独立配置的现场总线就地测控装置完成综合管理，并实现全分布式总线控制。借助程控化对被控设备对象I/O信号予以数字化信号的处理，直接传输到输煤控制系统，真正意义上实现更合理、更高效的系统自动化应用目标。本文以某火电厂输煤程控系统实施方案为例，具体方案如下。

2.3.1 系统控制方案

较为常见的输煤程控操作方式分为3种：①手动方式，主要是指操作人员在检修调试的过程中使用的方式，各个设备之间没有任何联锁处理，且皮带只有拉绳保护起作用，其他保护不起作用，能任意启停设备，一般在正常运行时不会选取这种方式。②联锁方式，指的是各种保护机制均存在并且实现各个设备之间的联锁处理，按照下列顺序启动设备：原煤仓配煤皮带—XX号皮带—碎煤机—滚轴筛—XX皮带—振动给煤机（逆煤流启动）;停止时为顺煤流停止，当系统中某设备出现故障自动停机时。其后级设备自动紧急停止，上级设备继续运行。③程控方式，能实现多样化保护机制且设备联锁完整，若是启动允许条件充足，也就是说相关设备均在远程控制方式范围内，点击自动启动确定后，各个设备就会按照设定的程序完成自动启停。最关键的是一旦出现异常情况，即可点击紧急停车就能完成急停。

2.3.2 系统控制方式

在火电厂输煤工作落实的过程中，要结合实际情况选取对应的控制方式，从就地手动控制、远程手动控制和程序自动控制中选取相应的工作。以“上煤控制”为例，在输煤过程中皮带机都是单向运行，且需要按照运动顺序完成启停。

（1）就地手动控制模式。一般是在设备的检修过程和调试过程出现紧急状态下才会选取的控制模式，在运行人员收到试运通知后或遇紧急情况需要现场手动启动设备时，上位机只需要简单地发出一个就地允许信号即可实现现场手动操作。此种机制一般为非正常模式。正常运行时一般不予采用。

（2）远程手动控制模式。若是在上位机上完成操作，会按照解锁手动和联锁手动两种方式予以控制。前者是操作人员对任何独立的设备能实现随时启停，但是这种处理机制要求整个系统在无负载的状态下开展，所以主要应用在设备调试过程中。后者则是操作人员能结合逆煤流方向完成设备的一对一启停处理，这就需要事先设定联锁要求，在上位机上利用鼠标即可操作。

（3）程序自动控制模块，操作人员需要在上位机上完成合理的路径选取，结合系统自动检查工序匹配实效性路径分析方案，预定时间内表示成功，即可完成现场设备顺序启动。

2.3.3 PLC控制系统

依旧以上煤控制流程为例，具体设计方案如下：①开始，初始化处理。主要是指PLC在加电的状态下，要对设备及各种保护装置的状态位置进行标志位的分析。②流程选择，若是有设备故障重新初始化，若是无设备故障则流程预启动。③预启动完毕。④流程启动指令的下发。⑤延时判定，若是正常则选择“按照逆煤流方向启动主设备”或者是“按照情况启动辅助设备”，若是延时不正常，则重新进行流程的预启。在整个启动过程中，PLC输出信号通过设备的二次回路来控制电机的启动和停止，在启动过程中输送高电平、停止过程中输送低电平，因碎煤机及较长皮带机的功率较大，一般采用高压电机，所以要配合高压开关的保护回路进行控制。⑥评估主设备情况，完成设备启动工作。除此之外，PLC系统支持组态软件的应用，本文选取的是西门子公司生产的SIMATIC可编程控制器的编程和组态标准软件包，能实现硬件组态处理和项目管理器应用等。一方面，实现上位机和PLC的通信处理，实现多个PLC之间和上位机的数据实时性交换通信，采集全部的现场数据，配合工艺设备联锁管理和调度功能模块，就能及时完成信息交互。另一方面，借助工控计算机完成过程监视和管理，配合工程师站和操作员站，就能及时完成上位机技术指标的管理。

2.4 设备可视化

在火电厂常规化工作中，电能生产量较大。这就导致多数输煤系统设备长期处于高负荷运转状态下，故障率必然会增大，为了减少系统设备运行故障问题，提升其运行实效性和安全性，要选取优质监控设备，实现火电厂输煤系统设备可视化处理，最大程度上发挥自动化技术的应用优势，维持良好的生产过程。

（1）确定摄像头安装位置，确保摄像头摄录的范围和角度能实现生产全过程跟踪拍摄，配合无线传输技术，就能及时将视频信号传送到控制中心，以便于控制中心的工作人员能及时了解现场设备的基础状态，从而落实更加合理有效的控制处理。

（2）结合摄像装置和程控单元，就能及时读取告警信号，以便于能完善工作流程，确保系统控制功能和监督管理效果符合预期，提升设备运行参数和实时性事故报警工作的监管效果，真正实现安全可靠的自动化管理目标。

2.5 MIS系统联网模式

MIS本身属于厂级自动化管理系统，涉及电厂生产和管理子系统内容，在燃料系统自动化全面升级的基础上，厂级MIS联网配合信息共享将逐渐被推广。一方面，在MIS服务器上设置接口程序，就能利用定期燃料系统数据信息采集的方式，实现自动化控制，不仅能提升MIS系统完整性，还能维持燃料程序控制和MIS设计的同步。另一方面，在工控机上配套设置传输程序和网卡，就能完成MIS支持下的定時启动传输，并向预留地址传输信息，使得全网人员均可以掌控系统的运行状态。

3 结束语

在计算机技术、控制技术不断发展的时代背景下，火电厂输煤自动化模式的发展进程也在加快，实现生产过程高度自动化和设备测控高度智能化将成为主要方向，能在提升工作效率的基础上，提高工作可靠性，为实现联网化管理、可视化管理提供保障，真正打造移动工业控制模式，为火电厂可持续发展奠定坚实基础。

参考文献

[1] 王雷.大型火电厂输煤自动化发展方向与实现方式探讨分析[J].商品与质量，2019（17）：87.

[2] 王雷.大型火电厂输煤自动化发展方向与实现方式探讨分析[J].探索科学，2018（5）：113-114.

[3] 汤洋，王建楠，纪林.火电厂输煤系统P&ID设计与电气自动化功能实现[J].科技创新与应用，2016（31）：118.