基于plc的输煤控制系统方案

1、23 / 30基于PLC的输煤控制系统 摘要本文深入研究了当代热电厂输煤程控系统具体实施方法以与效应。作为一种应用于工业控制的自动装置，PLC本身具有一定抗干扰能力，比较适应工业现场环境。尽管如此，由于很多热电厂输煤系统运行条件恶劣，各类干扰信号较多，使得抗干扰问题成为输煤程控设计、调试与运行中的一大难题。许多电厂输煤程控系统不能长期稳定运行，抗干扰能力差是其最主要的原因。本文对实现燃煤程控系统的稳定运行的深入研究，在工程上有着重要应用价值。输煤设备的控制系统可分为皮带运输机(包括筛碎设备、除铁、除木、除尘设备和计量设备)的控制、卸煤设备的控制、煤场机械的控制和给配煤系统设备的控制四个部分。皮

2、带运输机在火力发电厂输煤系统中，承担了全厂来煤的运输、提升、分配等工作，是输煤系统的主要设备。因此，皮带运输与控制方式的合理选择，直接关系到整个输煤系统的安全运行。利用PLC可以把整条运输线集中到一个控制系统中,可以方便地实现机旁连锁就地控制、中控室PLC集中连锁控制等多种控制方式,在运输线的终端和火电厂控制室都可以对运输线的各种保护传感器等进行有效地监测。以某火电厂为例,介绍系统的结构组成、控制系统具备的功能等。关键词 输煤，PLC，带式输送机， AbstractIn this paper the original was thoroughly researcied some kinds o

3、f anti jamming steps is living that concrete implementation means of coal SPC system along with effect are beaten to dragon and phoenix heat and power plant.As one kind of auto-plant that the application is to industry Control, The PLC in itself havees the specified anti jamming capability，Comparati

4、vely adapt to the environment at industry field.Although such in this way, Since the fact the coal measures together operational condition odiously is beaten in dragon and phoenix heat and power plant，Different type is interfereed the signal more,Causing that the antijamming problem becomes is beate

5、n the coal SPC to design、The debug reaches one a great hard nut to crack in the operation.Much electric power plants are beaten the coal SPC and systematically cannot over along period of time steady the operation,It is such the mainestreason that the antijamming capability falls short of .The origi

6、nal ignites coal SPC system thoroughly researching of steady operation to the realization，Being living possess significant applicatio value in the project .The control system to be beaten coal installation may be divided into the leather belt transport aircraft (Consising of shifters fragmentary ins

7、tallation、Except for iron ,Except for timber ,Dust exclusion installation and measure installation )Control、Unload coal installation control、Coal yard machine control and giving distributes coal the dominateeing four sections of system device.The leather belt transport aircraft is living，and the coa

8、l measures is beaten together in thermal power plant.The use of PLC can focus on the whole transportation line to a control system,can easily achieve the machine next to the chain-site control,PLC control room in the chain of control, focus on a wide range of control in the transport terminal and po

9、wer plant control room can be on the transport lines,such as the protection of sensors to monitor effectively. Of a thermal power plant as an example,the structure of the system,control system and other features. Key wordscoal, PLC, conveyor control目 录1 绪 论11.1 引 言11.1.1 中控室PLC集中连锁控制11.1.2 机旁连锁就地控制1

10、1.2 课题的背景与意义11.3系统的需求与分析21.3.1 目前存在的主要问题21.3.2 带式输煤程控系统分析31.4 PLC的应用31.4.1 PLC应用情况31.4.2 控制系统功能41.5 本文主要研究容52 PLC原理与应用62.1 PLC的简介62.1.1 CPU主要具有以下功能62.1.2 存储器72.1.3 输入、输出接口电路72.2 PLC有哪些特点72.2.1 模块化设计72.3 PLC的工作原理82.3.1 逐条扫描82.3.2 循环扫描82.3.4 程序执行82.3.5 输出刷新93 带式输送机控制系统的设计103.1 带式输送机控制系统简介103.1.1 带式输送机

11、控制系统概述103.1.2 带式输送机控制系统的特点103.2 带式输送机控制系统结构113.2.1 设备组成要求113.2.2 设备的控制方式123.3 系统的设计与实现153.3.1 系统的安全设计153.3.2 带式输送机控制系统流程设计163.3.3 PLC程序设计173.4 生产管理功能要求173.5 本章小结184 PLC输煤控制系统功能实现194.1 控制系统功能194.1.1 开关量输入模块194.1.2 配料控制模块204.2 报警功能204.3 控制原理214.3.1 配比控制214.3.2 自动调节过程214.3.3 控制规则224.4 系统实现的功能224.4.1 PL

12、C实现的功能224.4.2 上位机功能224.5 部分程序梯形图22结论24致25参考文献26第一章绪 论1.1 引 言带式输送机主要用与输煤设备，输煤设备的控制系统可分为皮带运输机(包括筛碎设备、除铁、除木、除尘设备和计量设备)的控制、卸煤设备的控制、煤场机械的控制和给配煤系统设备的控制四个部分。皮带运输机在火力发电厂输煤系统中，承担了全厂来煤的运输、提升、分配等工作，是输煤系统的主线设备，也是带式输送机的主要方式。因此，皮带运输与控制方式的合理选择，直接关系到整个输煤系统的安全运行。目前，在我国火力发电厂输煤系统中，皮带运输机的控制方式有三种：就地控制、集中单独控制、集中微机程序控制。1.

13、1.1 中控室PLC集中连锁控制PLC直接控制，这种方式便于中控室综合操作。在中控室会安装1个监控显示屏、1个用于数字操作的工控机和1个按钮控制台。操作员可以在工控机上通过预先装好的组态软件进行系统启动或停止操作，也可在操作台上通过按启动停止按钮进行系统的运行停止。1.1.2 机旁连锁就地控制这种方式是通过安装在带式输送机侧的机旁操作箱来控制带式输送机的运行停止，这种工作方式既可以通过手动开关控制所有带式输送机按照预先规定好的顺序联动，也可以只让某条带式输送机单独运动，以检测单条带式输送机是否有故障。1.2 课题的背景与意义传统的发电厂输煤系统是一种基于继电接触器和人工手动方式的半自动化系统，

14、现场环境十分恶劣，工人们通过开动承前启后的皮带运输机与取煤机向锅炉前的储煤仓输煤，经常有皮带跑偏、皮带撕裂和落煤管堵塞等。但对发电厂而言，蒸汽工序的炉膛是不允许断煤的：于是，蒸汽机前通常有一个很大的储煤仓。输煤系统工作时尽量将煤装满储煤仓，不仅可以保证输煤系统故障时，工人们有足够的时间排除故障，也可以保证输煤设备有充分的时间检修。随着发电厂规模的迅速扩大，输煤系统的作用日益突出，而传统的输煤系统己无法满足发电厂的需要，因此需要对传统的发电厂输煤系统进行改造。同时，当今世界是一个信息技术高度发展的世界，信息贯穿社会的每个角落，现代化的工厂，管理部门要求能够知道组织部的各个职能部门的所有信息，当然

15、也包括车间运行情况与设备状况。厂级乃至各行业都应对现实生产中的各分子结构的情况充分掌握，以便与时调整战略战术，把握工作的重点，推动部门或生产车间的工作；因此建立全自动化的输煤系统，不仅可以让工人从恶劣的环境中，繁重的劳动中解放出来。而且可以通过建立控制网网络将相距较远的各输煤机架控制器相连，实现信息的相互传递，不仅保证了控制的实时性，可靠性，同时便于未来厂级的、车间级的管理。传统输煤系统具有以下特点：1) 任务重：为了保证工业用煤，输煤系统必须始终处于完好的状态。日累计运行时间达8-10小时以上。2) 运行环境差、劳动强度大：由于各种因素造成输煤系统的运行环境恶劣、脏污，需要占用大量的辅助劳动

16、力。3) 一次启动设备多，安全联锁要求高:同时启动的设备高达20-30台以上，在启动或停机过程中有严格的联锁要求。综上所述，输煤程序控制系统是决定输煤系统成败的关键，该系统不仅有强大的工程应用背景，而且有极大的市场潜力。今后所有的火力发电厂均将对输煤系统进行改造。1.3系统的需求与分析1.3.1 目前存在的主要问题众所周知，火力发电厂的主要燃料是煤。随着电力事业的发展与人们对用电量的需求不断增加，大容量、大机组火力发电厂在我国己逐渐占据主导地位。燃料运输、堆卸、配给等环节，是保证机组正常运行发电的基本条件。过去电厂输煤系统的工作任务重、压力大、困难多，己是制约电厂安全发电的一个突出问题。因此，

17、重视输煤系统的工作，深化输煤系统综合治理，是火力发电厂安全、文明、经济、科学管理的重要保证。输煤系统的主要工作任务是：进场煤的接卸、燃料的储存、煤场整型压实、燃料除铁、除杂物、碎粒、将燃煤输送到锅炉原煤仓配煤。主要设备包括：翻车机、推煤机、抓斗起重机、碎煤机、采样机、除铁器、筛煤机、犁煤器、皮带秤、输煤皮带机以与除尘设备等。其控制系统一般采用输煤程序控制，负责输煤系统所有设备的运行和调度。正如前面所说，大型火电厂燃料输煤系统设备种类繁多，分布较为分散一般都分布在几公里围，由于其实时性要求不高，不是24小时都需要运行，所以其在电厂的被重视程度往往不如主机系统，导致其生产管理与设备自动化水平相对滞

18、后，而不得不使用较多的人力物力，有的电厂甚至出现燃料运行人员超过主机运行人员的现象。另外，通常输煤系统的设计方案，注重按装机容量耗用额定燃料量来计算，决定输煤系统的供、卸煤能力。但是理论上计算能够满足发电要求的燃料量，因为未把可能发生影响供、卸煤正常工作的因素考虑进去，往往造成输煤系统投产运行后满足不了发电要求。在考虑输煤系统的设计中，往往缺乏对大容量电厂输煤系统实际存在问题的了解，为了降低造价，把输煤系统的标准压低，认为能具备发电供煤的条件就行，从而忽视了工作中的实际问题，而一旦一个环节出现问题后，就会直接影响到整个输煤系统的运行，以致影响发电厂的发电量。因此，随着火力发电厂容量的不断增大，

19、仍采用过去常规的继电控制方式已远远不能满足生产发展的需要，新型控制方式的输煤系统才能有利于火力发电厂的经济运行。1.3.2 带式输煤程控系统分析火力发电厂的输煤程控系统，它和相应的发电机组配套承担着发电厂的燃煤输送任务，是电厂工作环境差，劳动强度大的一个系统，有效地提高输煤系统的自动控制和管理水平是国众多火电厂急待解决的问题。煤是火电厂发电的重要燃料，燃煤合理充分的利用直接决定了电厂的发电量。因此，在发电过程中，高效率的、稳定的、合理的运输，堆取，配煤成为电厂控制系统中十分重要的部分。由于输煤程控系统控制设备多，工艺流程复杂，系统设备分散，粉尘、潮湿、振动、噪音、电磁干扰等比较严重，如果任一个

20、现场元件如传感器、防护罩、通讯电缆等选择不当，会直接影响整个系统的安全、稳定和可靠运行。因此该系统必须与完善的工艺、合理可靠的控制对象、可靠准确的保护监视传感设备以与严格的运行管理等密切配合起来，整个系统才能正常投运。目前，国输煤程控系统控制器一般都以PLC为主，它有以下特点：1) 能够承受恶劣的工业环境，具有很强的抗干扰性；2) 结构模块化，系统配置简单；3) 可与工业现场信号直接输入输出连接，针对不同的现场信号有相应的拍模块；4) 编程简单且具有在线编程功能；5) 可靠性强。基于以上优点，输煤系统采用PLC程控能够方便地实现多种运行方式的选择，使整个系统功能更为合理、更加完备、运行更可靠、

21、更灵活、可维护性、自检能力、安全保障能力与通信能力等也都得到了进一步的提高，有利于解决过去输煤系统投运后易出现的现场问题，从而大大提高了输煤系统的自动化水平。1.4 PLC的应用1.4.1 PLC应用情况可编程序控制器(简称PLC)是以微处理器为基础，综合了计算机技术与自动化控制技术而开发的新一代工业控制器产品，广泛应用于各种生产机械的过程控制中。被认为是构成机电一体化产品的重要装置。PLC是从早期的继电器控制逻辑技术结合计算机控制技术发展出来的产品。因此，初期的PLC产品基本上只是替代控制装置中的中间逻辑继电器与一些定时器、计数器的功能。表现在PLC的编程语言上，对每一个控制点则称之为继电器

22、，并用工程技术人员所熟悉的梯形图作为首选语言来描述控制逻辑。近年来，随着计算机技术的迅速发展，用户对PLC的控制功能要求不断提高，PLC也得到了很快的发展。特别是进入90年代以来，PLC机的性能价格比大幅度地提高，尤其是PLC机较过去的继电器回路，其硬件配置灵活，组态方便，控制系统简单明了，接线简单、可靠。便于查找故障点，所以PLC机已经成为新一代工业控制机的首选装置，并在火电厂的输煤控制系统中得到了大量的应用。PLC作为一种应用在工业控制中的自动装置，其本身具有一定抗干扰能力，也比较适应工业现场环境。1.4.2 控制系统功能控制部分是由开关量控制模块和配料控制模块组成，核子秤部控制模块之间的

23、信号传输采用差分频率信号传输技术，具有极强的抗干扰能力和远传能力，从而保证了系统信道的可靠性和准确性，在反馈控制上采用新型的人工智能PID调节算法，无振荡，无超调。各模块功能如下：1） 开关量输入模块该模块能实现系统总流量、配比、水分的选择，各种皮带启停信号的输入和配料模块启停信号输出，控制信号与大屏显示接口，连锁与配料控制和上位机的通讯，并留有备用选择器。2） 配料控制模块配料控制模块能实现信号的采集、计算并与给定流量比较将误差量按照控制算法进行计算，转换成420mA模拟量信号，发送给变频调速器，调节电机转速从而改变当前下料量，确保精度。从控制方案实施可见:最新配料系统在上位机系统出现故障时

24、，系统除打印报表功能无法实现外，其它控制部分均能正常工作，对整个配料系统无影响。由于在设计时将控制分散到控制模块而将管理集中在工控上位机中，因此系统不仅保证了高可靠性的控制功能，而且又具有良好的用户界面和管理功能，在硬件设计中考虑了配料控制模块的可维护性，用户只需要较少的微机与控制理论知识、维护经验，就能与时方便地确保整个自动配煤系统连续可靠的运行。在系统中我们将采用PLC可编程控制器加上核子秤配料系统，并在系统结构上采用主皮带配料方式(一条龙配料方式)，这样新的配料系统可不加小皮带，使该项目投资与用户日后的维护量达到最小、最少。该配煤系统可分为物料计量、微机操作、控制、变频调速四大部分。1.

25、5 本文主要研究容本文主要研究了一个典型的带式输送机控制系统，以实例形式对程控系统各个部分进行深入分析。输送机系统运行条件恶劣，各种干扰信号多，是影响输煤程控系统稳定运行的重要因素。要使输煤程控系统安全稳定运行，增加其抗干扰能力是十分重要的。作为一种应用于工业控制的自动装置，PLC本身具有一定抗干扰能力，比较适应工业现场环境。尽管如此。由于输煤系统运行条件恶劣，各类干扰信号较多，使得抗干扰问题成为输煤程控设计、调试与运行中的一大难题。许多电厂输煤程控系统不能长期稳定运行，抗干扰能力差是其最主要的原因。第2 章 PLC原理与应用2.1 PLC的简介PLC是英文(Programmable Logi

26、c Controller)的缩写，译为可编程逻辑控制器。可编程逻辑控制器是以微处理器为核心，把自动化技术、计算机技术、通信技术融为一体的新型工业自动化控制装置。简称4C技术。国际电工委员会于1985年1月对可编程序控制器作了如下的定义：“可编程序控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。它采用可编程序的存储器，用来在其部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字、模拟的输人和输出，控制各种类型的机械或生产过程。可编程序控制器与其有关设备，都应按易于与工业控制系统连成一个整体、易于扩充功能的原则设计”。l.中央处理单元(CPU)2.存储器 3.

27、输入、输出接口电路继电器线圈信号灯电磁阀(CPU)存储器( RAM)输入接口电路输出接口电路中央处理器按钮开关行程开关继电器触点图2.1 PLC的基本组成框图2.1.1 CPU主要具有以下功能1） 从存储器中读取指令。CPU从地址总线上给出存储地址，从控制总线上给出读命令，从数据总线上得到读出的指令，并放在CPU的指令寄存器中去。2） 执行指令。对存入在指令寄存器中的指令操作码进行译码，执行指令规定的操作。例如：读取输入信号、读取操作数、进行逻辑运算和算术运算、将结果输出等。3） 取下一条指令。CPU在执行完一条指令后，能根据条件产生下一条指令的地址，取出和执行下一条指令。在CPU的控制下，程

28、序的指令可以按顺序执行，也可以进行分支和转移。4) 处理中断。CPU除了能按顺序执行程序外，还能接收输入输出接口发来的中断请求，并进行中断处理，中断处理完后，再返回原地，继续顺序进行。2.1.2 存储器存储器是具有记忆功能的半导体电路，用来存放系统程序、用户程序以与工作数据。所谓系统程序是指控制和完成PLC各种功能的程序，这些程序是由制造厂家用微型计算机的指令系统编写的，并固化到只读存储器中；所谓用户程序是指用户根据工程现场的生产过程和工艺要求编写的控制程序，用户程序由使用者通过编程器输入到随机存储器(RAM)，允许修改，由用户启动运行。2.1.3 输入、输出接口电路输入、输出接口电路是PLC

29、与现场被控设备或其他外围设备相连接的部件，它起着PLC与外围设备之间传递信息的作用。输入接口电路：开关量输入模块，模拟量输入模块输入PLC的各种控制信号，如按钮开关、选择开关、行程开关以与其他一些传感器输出的开关量或模拟量等输入信号，通过输入接口电路将这些信号转换成中央处理器能够接受和处理的信号。 开关量 是指只有两种对立状态的量。如：按钮开关，二进制数，脉冲量等。模拟量 是指连续变化的量。如：温度，压力，液位，流量等。输出接口电路：开关量输出模块，模拟量输出模块。输出接口电路用于控制现场的执行部件，如接触器、继电器、电磁阀、指示灯与报警装置等。2.2 PLC有哪些特点2.2.1 模块化设计体

30、积小，重量轻，便于组装，维护，扩展与排除故障。模块类型有：CPU，开关量输入开关量输出，模拟量输入，模拟量输出，电源，通信网卡，底板，扩展底板等。1）可靠性高。从器件选择到电路设计都进行了优化，可在恶劣环境下工作。工作温度 055抗干扰能力 1000V 30100Hz冗余设计 双机热备，双线通信，双电源等。2）时间响应块，控制精度高。单条指令执行时间1s左右。重要事件优先处理。控制精度0.001V。3）行人员无需了解软件知识，即可进行操作。当专业人员按照生产过程的控制要求编写好PLC的梯形图后，运行人员只需操作相应的按钮，或上位机(操作员站)操作画面中的虚拟按钮，即可实现自动运行。2.3 PL

31、C的工作原理2.3.1 逐条扫描最初研制生产的PLC主要用于替代传统的由继电器接触器构成的控制装置，但是这两者的运行方式是不一样的：继电器控制装置采用硬逻辑并行运行的方式，即如果一个继电器的线圈通电或断电，该继电器的所有触点不论在继电器控制线路的哪个位置上，都会立即同时动作。即如果一个输出线圈或逻辑线圈被接通或断开，该线圈的所有触点不会立即动作，必须等扫描到该触点时才会动作，PLC的这种“串行”工作方式避免了继电器控制系统中触点竞争和时序失配的问题。2.3.2 循环扫描循环扫描的工作方式是在系统软件控制下，顺次扫描各输入点的状态，按用户程序进行运算处理，然后顺序向输出点发出相应的控制信号。整个

32、工作过程可分为部处理、通信操作、程序输入处理、程序执行和输出处理五个阶段。2.3.4 程序执行在程序执行阶段，PLC的CPU总是按先左后右、先上后下的顺序依次扫描程序(梯形图）。但对于跳转指令，则根据跳转条件是否满足来决定程序的跳转地址。当用户程序涉与到输入输出状态时，PLC从输入映象寄存器中读出上一阶段采人的对应输入状态，从输出映象寄存器读出对应映象寄存器的当前状态，根据用户程序进行逻辑运算，运算结果再存入有关器件的寄存器中。2.3.5 输出刷新扫描既可按固定的顺序进行，也可按用户程序所指定的可变顺序进行。这不仅因为有的程序不需每扫描一次就执行一次，而且也因为在一些大系统中需要处理的I/0点

33、数多,通过安排不同的组织模块，采用分时分批扫描的执行方法，可缩短循环。第3章 带式输送机控制系统的设计3.1 带式输送机控制系统简介3.1.1 带式输送机控制系统概述电厂发电的过程，简单来说就是一个能量转化的过程，即是利用燃料，如煤、石油、天然气等所蕴藏的化学能，通过燃烧转化为热能，热能传给锅炉中的水，使水转变成为具有一定压力和温度的蒸汽，导入汽轮机；在汽轮机中，蒸汽膨胀做功，将热能转变为机械能，推动汽轮机转子旋转：汽轮机转子带动发电机转子一起高速旋转，将机械能变为电能送至电网。其中，由于我国煤的分布面广，分布量较大，且成本相对低廉等优点，成为电厂的主要燃料之一。电厂的煤在燃烧前需要经过一系列

34、处理，如粗粒筛、细粒筛等工艺，使燃煤得以充分燃烧，从而保证有最大程度的热能能够被转化成电能，最大程度地阳氏供电煤耗，提高发电效率。因此输煤系统是火电厂正常运行的首要环节，它的稳定、可靠、安全运行是电厂安全生产的前提。正如本文前面所指出的那样，火电厂输煤系统设备种类繁多、分布面积广、运行环境差、干扰因素多等诸多不利因素，因此，如何提高燃料生产管理水平和生产效率变得越来越迫切，对安全生产和成本控制意义越来越重大。采用PLC程控的输煤系统就是通过可编程序控制器对输煤系统的生产过程进行控制，其外部设备与过去的继电器强电集中控制基本一样，室设备比集中控制多了PC主机与配套设备，用于监控和组态。由于它可通

35、过软件对系统所需的不同运行方式进行排列组合，所以，不仅能够实现集中控制的所有控制要求，还可以实现集中控制很难实现的一些较高的控制要求(如煤仓间配煤要求)。它可以设置多种闪光频率，使同一信号显示不同的运行状态，因此具有更多的控制功能和显示功能，更能适应输煤系统复杂的工艺过程变化。它操作简便，只要通过键盘或开关、按钮即可实现各种控制要求，不容易引起误操作，从而大大提高了输煤系统的运行可靠性。不容置疑，它是大型火电厂输煤系统目前主要的控制方式之一。3.1.2 带式输送机控制系统的特点带式输送机凭借结构简单、运行平稳、运转可靠、能耗低和对环境污染小的特点，广泛应用于煤矿企业的散装物料货物运输工作中。目

36、前，以PLC为核心的控制系统已成为工业自动化电器控制系统的发展方向,将PLC技术应用于煤矿带式输送机运输系统控制中,集设备的运行、监测和保护于一体，对提高煤炭生产自动化程度和安全生产具有重要意义。如：西门子公司S7-200CPU226可编程控制器，其功能特点如下：1) 控制功能。设有自动/手动2种控制方式。微机控制箱上有正常起车、正常停车、紧急停车、故障复位等按钮。系统发生紧急故障时，只有当故障排除后按下故障复位按钮才能重新起车。2) 保护功能。 沿线故障保护。为了更与时判断和处理故障，选用故障地址识别装置，可将沿线闭锁开关发来的跑偏、纵撕、闭锁等故障与故障地址、停机信号进行显示和处理，并将信

37、号用无电位接点形式并行输出，供给PLC与其他控制装置。 电机温度保护。主电机定子绕组装入热电阻，变换成电流信号输入模拟量输入模块，CPU226把它换算成电机温度，和设定温度比较，检测到电机超温即停车，转故障处理。 电机电流保护。主电机电流经过电流变送器将电流信号输入到数字输入模块，检测出电机电流超过额定电流就立即停车，转故障处理。3.2 带式输送机控制系统结构带式输送机运行系统由驱动部分、制动部分和拉紧部分组成：1) 驱动部分 采用可控液粘传动软起动系统。2) 制动部分 采用机电液一体化盘式可控制动装置。3) 拉紧部分 采用了液压油缸自动拉紧装置。3.2.1 设备组成要求1) 驱动部分采用可控

38、液粘传动软起动系统。电动机在无负载的情况下达到满速，使交流电动机与主滚筒之间实现稳定可靠的软起动交流拖方式，具有改善电机起动性能、均衡负荷和保护电机的作用。由于液传动系统依靠液压站产生的压力变化来推动动摩擦片，使动、静摩擦片之间的油膜厚度产生可变调节。通过PLC可编程控制器可有效控制液压站输出油压的变化，实现驱动系统软起动。2) 制动部分 采用机电液一体化盘式可控制动装置。系统的制动靠制动盘与闸瓦之间的摩擦而产生。通过PLC可编程控制器控制液压站向制动油缸中加压，调节闸瓦与制动盘之间的压力，使制动力矩可控，实现制动器的开、合和软制动，达到输送机停车平稳可靠和降低机械冲击的目的。3) 拉紧部分采

39、用了液压油缸自动拉紧装置。在拉紧油缸的伸缩调节作用下，可拉紧钢丝绳，使输送带保持预定的紧力，自动补偿输送带的弹性变形和塑性变形。通过PLC可编程控制器控制液压站调节拉紧油缸前腔和后腔的压力，由压力传感器将信号传送给PLC可编程控制器，实现自动控制，达到恒定的拉紧力，保证了输送带与驱动滚筒之间驱动能力。3.2.2 设备的控制方式操作控制系统的目的是通过对带式输送机装置的程序控制确保它能够按设计的起动方式、运行方式和停止方式速度图运行。1) 正常起动开车前，控制系统根据现场情况,采集各保护传感器信号，操作控制台上开车信号控制开关置于开的位置，将制动器(盘闸和推杆制动器)的控制开关置于工作位置，制动

40、器泵开关停止位置拨到1#(或2#备用)泵开的位置，将电源开关和控制电源置于开的位置，加减速开关转至继续位置，手动调速开关置于自动位置，换向开关转至正向位置(常时位置)或反向位置，油压控制方式开关转至传感器位置。上电复位起车指令开车报告护正常制动阀送电闸开主电机启动延时润滑泵启动延时制动泵启动比例阀电流清零拒启动延时比例阀电流受控增加I=I运行信号输出给煤机启动打滑保护输出启车完成NYNYNY图3.1 正常启动图2）紧急刹车运行中，当带式输送机系统出现下列情况之一时，PLC控制系统将执行正常停车程序：人为按动停车按钮；后台设备停车运行(有联锁关系时)；液压站控制油欠压；出现沿停、跑偏、堆煤、超温

41、、撕带、打滑、烟雾故障之一；自动开车条件失效。急电指令主电机、控制泵断电，比例阀电流清零润滑泵开延时润滑泵、制动器断电停车结束图3.2 紧急刹车图 正常停车指令润滑泵开比例阀电流受控减小盘闸开I0主电机、控制泵、润滑泵断电，比例阀电流清零延时制动器断电停车结束NY图3.3 正常停车图3）正常停车在系统出现下列情况之一时，PLC控制系统将使带式输送机进入紧急停车程序，以保护人身与设备安全：遇突发事件，人为按动急停按钮；主电机、控制油泵电机失电；润滑油泵电机、制动器电机失电；推杆制动器突然落闸；盘闸控制油压过低。3.3 系统的设计与实现3.3.1 系统的安全设计由于控制管理系统仅对管理员开放权限，

42、因此首先要对操作员的身份进行判断。当操作员没有通过身份验证或不满足管理员的权限要求时，而且设计超时限制，一旦登陆后30秒无任何操作，系统提示重新登陆，起到了对系统安全保障。然后根据数据库中的具体信息对操作人员信息进行添加、修改、和删除操作，并将数据更新到数据库中。如图3.4所示。其实现主要代码如下：if request("action")="login" thenadmin name_request("admin name")admin_pass=Tequest("admin_pass")set rs =serve

43、r.createobject("adodb.recordset")sql="select*from admin where usemame="'&admin name&rs.open sql,conn,3,3response.write "<center><font color=red>用户名不匹配<font>"else if admin_pass=rs("password") thensession("admin name")=rs(

44、"usentame")response.redirect"manage.asp"图3.4 管理员流程图表3.2 密码管理表如表3.1密码管理表admin，是此程序运行所需的后台数据库.主要包括台管理超级管理用户的操作用户名、真实、密码、权限级别、登记日期、登陆次数等主要信息容。3.3.2 带式输送机控制系统流程设计响铃标志=1安全回路正常确认复位成功制动阀松闸励磁与主回路投切系统运煤运人系统运行正常标志=1？停车按钮标志=1？RS232通信过发送正常停机结束事故停机断电抱闸RS232通信发送事故停机结束NYNYY图3.5 系统控制部分的软件流程本系统控制

45、部分的软件流程如图3.5所示，响铃信号触发PLC中断，处理器先确定安全回路是否正常工作，以避免发生危险，在确认安全回路正常的情况下，处理器发出信号控制制动闸送闸。为启动直流电机，需要先建立励磁磁场，所以处理器先控制励磁回路投切，再控制主回路电机的投切，由此直流电机开始运煤或是运人，在电机运行过程中，处理器一直监控系统的安全状态和人工停车标志。如果发现系统运行不正常，如钢丝绳脱槽、输送带脱槽、乘人过限、电机超速超温、电机过压过流。如果处理器认为系统的运行不安全，处理器将控制直流电动机停机，并通过继电器控制主开关抱闸，并把相应的系统非正常状态通过RSZ犯总线传送给上位PC机，以实现整个煤矿主要电机

46、的统一管理，并详细记录系统的运行记录和每个电机的安全记录。3.3.3 PLC程序设计PLC可编程控制器作为控制系统的核心，结合若干监测传感器的配合应用，构成高可靠性的计算机控制系统，能够对驱动部分、制动部分和拉紧部分进行实时监控，实现自动控制运行方式。PLC控制系统组成示意图如图3.6所示。配电柜主电机传感器组操作控制台液粘传动站液控站盘闸液控站拉紧装置液控站图3.6 PLC控制系统组成示意图3.4 生产管理功能要求对正常生产运行定期打印记录，其中包括交接班记录、日报、月报、年报打印。运行人员的操作记录打印，对运行人员在控制室进行的所有操作项目与每次操作时间作记录，以便于事故分析。累计的设备运

47、行小时数将自动提醒检修维护设备，实现状态检修。 综上所述 ，系统构建应尽可能的降低能耗，实现功率的合理分担和电网较为合理的运行。针对发电厂输煤系统，很长的皮带线应尽量在保证正常运行的情况下，节约能耗， 即保证无堆煤，又节约能耗。考虑分段运行。随着我国经济的高速发展，各行业对能源的要求不断增多，这就对能源工业，尤其是电力工业提出更严格的要求。就火电厂而言， 能否最大负荷地输出电能的主要因素之一，就是能否保证输煤系统的稳定工作。就输煤系统的现状看，自动化水平和工作效率与经济发展对电厂的要不相适应的。因此，火电厂输煤系统的全面改造己成为火电厂的当务之急，输煤程控己势在必行。为了不溢煤，应设置煤位上限

48、与上煤位检测以与时停止输煤。为了皮带无堆煤，输煤皮带机应在煤到达前，先行运行(有煤时起动困难)。当不需供煤时，每条皮带应无余煤，与当系统要求停止供煤时，皮带应继续运行直到皮带上的煤送完后才停下来。一次起动设备多， 安全联锁要求高。同时起动的设备高达20至30台以上，在起动或停机过程中有严格的联锁要求。 采用上述方案设计的输煤程控系统现已正式投入使用，根据实际的运行情况证明: 整个系统安全可靠，稳定性高，控制灵活性强。随着计算机和PLC技术的提高，输煤系统的自动化水平也在不断提高，目前已经做到了把相对分散的各个设备统一集中到一起控制的情况，几乎涵盖了全部的设备，这其部分设备可以自动顺序启停，个别

49、设备只能够上位机手动操作，表明了目前自动化水平的提高。相信随着我国电力工业的发展和计算机、PLC硬件与软件水平的不断提高，程序控制作为输煤系统的主要控制方式， 在火力发电厂将得到更加广泛的应用。该方案实现了工业电视系统同输煤程控系统的通讯，可以完成输煤设备故障电视画面自动切换到故障设备所在镜头，便于与时查找故障原因。 3.5 本章小结通过上面的介绍总体的介绍了输煤程控的系统流程与设计,还有输煤系统的安全设计，以与PLC的系统设计。随着计算机和PLC技术的提高，输煤系统的自动化水平也在不断提高，在这些程序的健全化过程中，也逐渐推动着我国电力事业的迅速发展。第4章 PLC输煤控制系统功能实现4.1

50、 控制系统功能控制部分是由开关量控制模块和配料控制模块组成，核子秤部控制模块之间的信号传输采用差分频率信号传输技术，具有极强的抗干扰能力和远传能力，从而保证了系统信道的可靠性和准确性，在反馈控制上采用新型的人工智能PID调节算法，无振荡，无超调。各模块功能如下：4.1.1 开关量输入模块该模块能实现系统总流量、配比、水分的选择，各种皮带启停信号的输入和配料模块启停信号输出，控制信号与大屏显示接口，连锁与配料控制和上位机的通讯，并留有备用选择器。A/D DI/O工控计算机其他系统PLC输入（开关）输煤控制PLC输出（接触器）被控对象（输煤设备）图4.1 系统关系简图4.1.2 配料控制模块配料控

51、制模块能实现信号的采集、计算并与给定流量比较将误差量按照控制算法进行计算，转换成420mA模拟量信号，发送给变频调速器，调节电机转速从而改变当前下料量，确保精度。从控制方案实施可见：最新配料系统在上位机系统出现故障时，系统除打印报表功能无法实现外，其它控制部分均能正常工作，对整个配料系统无影响。由于在设计时将控制分散到控制模块而将管理集中在工控上位机中，因此系统不仅保证了高可靠性的控制功能，而且又具有良好的用户界面和管理功能，在硬件设计中考虑了配料控制模块的可维护性，用户只需要较少的微机与控制理论知识、维护经验，就能与时方便地确保整个自动配煤系统连续可靠的运行。4.2 报警功能当系统各测量单元

52、出现故障时，工艺流程主画面将以警示色提醒用户，按下相关键后，可由CRT显示故障代码；当系统出现空仓或圆盘给料机堵料而无法下料时，工艺流程画面也以警示色提醒用户，同时出现声音报警，提醒用户与时处理。图4.2 主程序流程图4.3 控制原理4.3.1 配比控制由于给煤量的大小取决于多种工艺参数和检测结果，所以给煤任务来自于上位机的配比计算，计算机采用配比数学摸型，它是根据配煤总量和各种煤所占的比例，与所含有的水份等参数，结合配比专家知识和现场经验，计算各种煤的流量设定值，作为进行指导和校正的手段。这里可输入各种煤的成份，检验结果等信息，制定配煤方案，下达配煤命令。4.3.2 自动调节过程它是通过取消

53、小皮带，并在集料皮带下直接安装核子秤，可实时取得各种给煤流量反馈值的电压信号(030mV)，经变送器放大，并转换为420mA的电流信号，送至可编程控制器的A/D转换接口，经采样后，与上位机设定的各种配煤给定值进行比较，然后进行调节运算，其控制量经D/A转换接口送至变频调速器，以此来改变变频器的输出值，从而改变圆盘给煤机的转速，调整给煤量，使之与设定值相等，完成自动配煤过程，下煤量设定值的大小决定了圆盘转速，圆盘转速与下煤量成正比。4.3.3 控制规则1) 若控制误差的绝对值太大，则增加输出量，加强控制作用，实现快速跟踪调节；2) 若控制误差与其变化率均在允许围，则输出量不变，维持原控制作用；3) 若控制误差与其变化率的符号相反(如控制误差为正，而其值却在减少)，且误差变化率相对于误差较小，则要加强控制作用；4) 若控制误差与其变化率的符号相反，且误差变化率相对较大，则加入“微分控制”；5) 若控制误差与其变化率符号相反，且二者绝对值相近时，维持原有控制；6)