PLC电气控制技术发电厂输煤机组控制系统课程设计

1、大学plc电气控制技术课 程 设 计 报 告课程名称： plc电气控制技术 设计题目： 发电厂输煤机组控制系统 院 系： 电气信息学院 班 级： 电气工程及其自动化 姓 名： 学 号：指导教师： 设计时间： 一.发电厂输煤机组控制系统的介绍 随着我国经济迅速发展，我国电力事业进入飞速发展期，火电厂单机容量及生产过程的控制规模不断增大，运行参数越来越高，主辅机及其相应的热力设备和系统更加复杂。输煤系统是电厂辅助系统的重要组成部分，是火电厂电力生产燃料供应的有利保证。在火电厂的运行过程中，自燃料进入电厂到送至锅炉原煤斗的过程中，它的破碎、称量等都是在皮带传输的过程当中进行的一连串的连续过程，输料系

2、统工作效率的提高是整个工艺过程的关键因素，整个输料过程的远程临控也对自动控制系统的设计提出了更高的要求，传统方法不能得到满意的测控效果。因此在输煤系统中选择比较有优势的plc（可编程序控制器）控制系统，整个控制过程具有正常运行及事故处理，各种参数的监测、报警信号的发出、装置的调节、控制及设备危险时的保护功能。 电厂输煤系统的主要特点如下： 1系统设备多。设备种类多：给煤机、翻车机、斗轮堆取料机、皮带输送机、碎煤机、筛煤机、犁煤器、三通挡板、除尘器、取样机、煤位检测装置、皮带秤等；设备数量多：电厂输煤系统设备数量一般均为100多台。 2系统分布广。电厂输煤系统设备布设分散、作业线长、运行方式灵活

3、多变，分布一般在几公里的范围内，有的大型火电厂甚至更远。 3系统故障点多。皮带的拉绳、跑偏、超载、撕裂；碎煤机的超温、超振；三通挡板及犁煤器等的卡死或不到位；皮带、筛煤机的堵煤等。 4工艺流程复杂。多种煤源设备取煤通过电动三通挡板的切换经皮带输送机（一般均为双路）传送到原煤仓，可以组成几十种甚至上百种工艺流程。 5系统运行环境恶劣。输煤系统运行环境粉尘飞扬，水、灰、煤粉比比皆是，特别是夏日煤仓间气温高达50。 电厂输煤plc控制系统结构 根据电厂输煤工艺系统控制的要求，输煤程控系统的设计方案是由锅炉的特性与工况所决定的，煤质必须符合锅炉的设计要求。电厂输煤控制系统总体结构包括现场plc控制过程

4、和远程监控两部分，即采用plc和上位机两级控制。现场控制采用plc增强了抗干扰能力，使系统可靠性大幅提高且操作简单。上位机远程监控部分的实现使整个系统有了一个统一的监视、管理平台，从而施以科学有效的控制方法。其系统结构如图1所示： 最上层由两台工业控制计算机组成，一台用作主控机，另一台作为前者的备份机。主控机与备份机均配备大屏幕彩色监视器，具备相同的监控功能。两台计算机通过rs-232串行线与plc连接。根据rs-232串行通讯的特点，当一台主机与plc进行全双工通讯时，另一台主机只能以监听方式连入通讯线。与plc进行全双工通讯的主控机能监控整个系统，而备份机只具有监视功能，作辅助或备份用。系

5、统通过双机切换装置设定控制主机。工控机内配置声卡，在流程启动时输出语音提示，在全煤场广播。主控系统建立在中文windows3.2操作系统上。整个主控软件具有良好的中文图形界面，用鼠标与键盘配合操作。 二、控制要求 1、手动开车/停车功能 sa1手柄指向左45o时，接点sa1-1接通，通过sb4sb9控制按钮，对输煤机组单台设备独立调试与维护使用，任何一台单机开车/停车时都有音响提示，保证检修和调试时人身和设备安全。 2、自动开车/停车功能 sa1手柄指向右45o时，接点sa1-2接通，输煤机组自动运行。（1） 正常开车 按下自动开车按钮sb1，音响提示5s后，回收电动机m6起动运行并点亮hl6

6、指示灯；10s后，2#送煤电动机m5电动机起动运行并点亮hl5指示灯；10s后，提升电动机m4起动运行并点亮hl4指示灯；10s后，破碎电动机m3起动运行并点亮hl3指示灯；10s后，1#送煤电动机m2起动运行并点亮hl2指示灯；10s后，给料器电动机m1和磁选料器ya起动运行并点亮hl1指示灯；10s后，点亮hl9系统正常运行指示灯，输煤机组正常运行。（2）正常停车 按下自动开车按钮sb2，音响提示5s后，给料器电动机m1和磁选料器ya停车并熄灭hl1指示灯，同时，熄灭hl9系统正常运行指示灯；10s后，1#送煤电动机m2停车并熄灭hl2指示灯；10s后，破碎电动机m3停车并熄灭hl3指示灯

7、；10s后，提升电动机m4停车并熄灭hl4指示灯；10s后，2#送煤电动机m5电动机停车并熄灭hl5指示灯；10s后，回收电动机m6停车并熄灭hl6指示灯；输煤机组全部正常停车。（3）过载保护 输煤机组有三相异步电动机m1m6和磁选料器ya的过载保护装置热继电器，如果电动机、磁选料器在输煤生产中，发生过载故障需立即全线停车并发出报警指示。系统故障指示灯hl10点亮，ha电铃断续报警20s，hl10一直点亮直到事故处理完毕，继续正常开车，恢复生产。（4） 紧急停车 输煤机组正常生产过程中，可能会突发各种事件，因此需要设置紧急停车按钮，实现紧急停车防止事故扩大。紧急停车与正常停车不同，当按下红色蘑

8、菇形紧急停车按钮sb3时，输煤机组立即全线停车，ha警报声持续10s停止，紧急停车指示灯hl8连续闪亮直到事故处理完毕，回复正常生产。（5） 系统正常运行指示 输煤机组中，拖动电动机m1m6和磁选料器ya按照程序全部正常起动运行后，hl9指示灯点亮。如果有一台电动机或选料器未能正常起动运行，则视为故障，系统故障指示灯hl10点亮，输煤机组停车。三、系统原理图设计1.车间输煤机组控制系统示意图鉴 输煤机组的拖动系统由6台三相异步电动机m1m6和一台磁选料器ya组成。sa1为手动/自动转换开关，sb1和sb2为自动开车/停车按钮，sb3为事故紧急停车按钮，sb4sb9为6个控制按钮，手动时单机操作

9、使用。ha为开车/停车时讯响器，提示在输煤机组附近的工作人员物煤机准备起动请注意安全。hl1hl6为mlm6电动机运行指示，hl7为手动运行指示，hl8为紧急停车指示，hl9为系统运行正常指示，hl10为系统故障指示。输 入输 出文字符号说 明文字符号说 明sa1-1输煤机组手动控制开关km1给料器和磁选料器接触器sa1-2输煤机组自动控制开关km21#送煤机接触器sb1输煤机组自动开车按钮km3破碎机接触器sb2输煤机组自动停车按钮km4提升机接触器sb3输煤机组紧急停车按钮km52#送煤机接触器sb4给料器和磁选料器手动按钮km6回收机接触器sb51#送煤机手动按钮hl7手动运行指示灯sb

10、6破碎机手动按钮hl8紧急停车指示灯sb7提升机手动按钮hl9系统正常运行指示灯sb82#送煤机手动按钮hl10系统故障指示灯sb9回收机手动按钮ha报警电铃kmm1m6，ya运行正常信号hl16输煤机组单机运行指示frm1m6，ya过载保护信号 输煤机组控制信号说明见表1四. 电气电路原理图设计 1.主电路设计 运煤机组系统主电路图注释：主回路中交流接触器km1、km2、km3、km4、km5、km6分别控制三相异步电动机m1m6。电动机m1、m2、m3、m4、m5、m6由热继电器fr1、fr2、fr3、fr4、fr5、fr6实现过载保护。 qf为电源总开关，既可完成主电路的短路保护，又起到

11、分断三相交流电源的作用，使用和维修方便。熔断器fu1、fu2、fu3、fu4、fu5、fu6分别实现各负载回路的短路保护。2.i/o接口功能发电厂输煤机组控制系统plc控制电路原理图。负载电源均由plc供给。 图4-23.发电厂输煤机组控制系统plc控制流程图 图4-34.plc硬件控制电路设计。驱动电压的等级为dc24v；输入端口13个输出端口17个，确定所控制参数的精度及类型，选择适合的plc机型及外设，plc选择三菱fx2n-6omt-d完成plc硬件结构配置。 plc 控制电路图5. 发电厂输煤机组控制系统plc梯形图6.系统调试硬件调试：接通电源，检查可编程序控制器能否正常工作，接头

12、是否接触良好。软件调试：按要求输入梯形图，检查后编译通过，在线工作后把程序写入可编程序控制器的程序存储区。运行调试：在硬件调试和软件调试正确的基础上，使plc进入运行状态，观察运行情况，看是否能够实现循环工作。根据以上调试情况，该冲压控制设计方案符合控制要求。实验室没有相应的实物控制模型，因此，在调试系统控制程序时，所有的输入信号均用开关信号来代替，所有的输出均用指示灯来表示。由于实验室的plc输出端口过少，不能完全满足我们的要求，所有我们将程序分开调试。调试时，首先按控制系统plc接线图完成硬件接线，并仔细检查接线是否有误。四 系统主要参数1.输煤机控制元器件目录表 输 入输 出文字符号说

13、明文字符号说 明sa1-1输煤机组手动控制开关km1给料器和磁选料器接触器sa1-2输煤机组自动控制开关km21#送煤机接触器sb1输煤机组自动开车按钮km3破碎机接触器sb2输煤机组自动停车按钮km4提升机接触器sb3输煤机组紧急停车按钮km52#送煤机接触器sb4给料器和磁选料器手动按钮km6回收机接触器sb51#送煤机手动按钮hl7手动运行指示灯sb6破碎机手动按钮hl8紧急停车指示灯sb7提升机手动按钮hl9系统正常运行指示灯sb82#送煤机手动按钮hl10系统故障指示灯sb9回收机手动按钮ha报警电铃kmm1m6，ya运行正常信号hl16输煤机组单机运行指示frm1m6，ya过载保护

14、信号2. 输煤机组控制系统plc输入接口序号工位名称文字符号输入口1输煤机组手动控制开关sa1-1x02输煤机组自动控制开关sa1-2x13输煤机组自动开车按钮sb1x24输煤机组自动停车按钮sb2x35输煤机组紧急停车按钮sb3x46给料器和磁选料器手动按钮sb4x571#送煤机手动按钮sb5x68破碎机手动按钮sb6x79提升机手动按钮sb7x10102#送煤机手动按钮sb8x1111回收机手动按钮sb9x1212m1m6，ya运行正常信号kmx1313m1m6，ya过载保护信号frx143输煤机组控制系统plc输出接口序号工位名称文字符号输入口1给料器和磁选料器接触器km1y021#送煤

15、机接触器km2y13破碎机接触器km3y24提升机接触器km4y352#送煤机接触器km5y46回收机接触器km6y57手动运行指示灯hl7y158紧急停车指示灯hl8y169系统正常运行指示灯hl9y1710系统故障指示灯hl10y2011报警电铃hay1412输煤机组单机运行指示hl1y613输煤机组单机运行指示hl2y714输煤机组单机运行指示hl3y1015输煤机组单机运行指示hl4y1116输煤机组单机运行指示hl5y1217输煤机组单机运行指示hl6y13五. 实验心得：本实验是根据控制的任务确定了系统的固有部分，并组成控制系统。系统固有部分各元件中，只有放大器的放大系数可以调整。

16、但大多情况下放大系数不能满足系统性能指标，从而必须引入其他能满足系统性能的装置，即为校正装置。控制器的核心著称就是校正装置，综合的中心就是校正。本次试验，让我收获很多，总的来说，感慨也很多！具体如下：1.我在做实验过程中碰到了很多的难题和障碍，从而认识到平时基础知识的重要性，我们只有能够熟练的掌握了课本知识才能在实验过程中得心应手，否则一步错则整个试验都会陷入困境，此外，严谨的态度是试验成功的重要保障！实验中，马虎的态度是要不得的。2. 通过这次课程设计，我们对matlab有了进一步的了解，对matlab的功能和运用有了更深刻的认识和体会，平时上课的理论知识只是停留在理论的层面，只有通过了这样的试验才能更好的体会到知识的主干，做到了理论和实际的相结