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大電廠輸煤系統(tǒng)主要由卸煤系統(tǒng)、堆煤系統(tǒng)、上煤系統(tǒng)和配煤系統(tǒng)組成。輸煤機控制系統(tǒng)的主要任務(wù)是對卸煤、堆煤、上煤和配煤進行控制，保證機組的煤炭質(zhì)量和供煤量。輸煤機控制系統(tǒng)是電廠的重要支撐系統(tǒng)，是保證機組穩(wěn)定運行的重要條件，煤場面積大，工作環(huán)境惡劣，通信難以通暢，一般采用現(xiàn)代成熟技術(shù)PLC和現(xiàn)代總線網(wǎng)絡(luò)通信實現(xiàn)其控制功能。
黃埔電廠輸煤皮帶分廠內(nèi)外兩部分，廠外皮帶主要用于接碼頭來煤，廠內(nèi)皮帶主要用于輸煤進5、6號爐和瑞明電廠1、2號爐，系統(tǒng)程序控制采用Modicon的quantum系列可編程控制器(PLC)作為控制主機，并釆用雙主機模塊熱備方式運行。上層采用3個客戶端的形式組成監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)。
有5個電子皮帶秤用于輸煤系統(tǒng)，分別是大和(Yamato)和Ramsey(Ramsey)的電子秤。
1PLC系統(tǒng)監(jiān)控設(shè)備
該組輸煤系統(tǒng)的控制目標(biāo)見表1。
如表1所示，這套煤炭輸送系統(tǒng)幾乎涵蓋了燃料的所有現(xiàn)場設(shè)備，包括運煤、配煤、計量、取樣、噴灑、排水、排污、工業(yè)電視、消防、配電房監(jiān)控系統(tǒng)，通過程序控制系統(tǒng)實現(xiàn)各自的功能。

2控制系統(tǒng)配置
2.1硬件結(jié)構(gòu)
程序控制系統(tǒng)配置如下：1套雙機熱備主站、4個I/O站、2個操作員站、1個工程師站。
可編程控制器控制系統(tǒng)選用ModiconTSXQuantum系列產(chǎn)品，CPU型號140CPU43412A，主機采用雙機熱備系統(tǒng)。該系統(tǒng)共有4個遠距離I/O站，其中煤控2個遠距離I/O站，碼頭與煤倉之間各設(shè)一個遠距離I/O站。

開關(guān)量模塊全部選擇DC24V32點的模塊，現(xiàn)場所有信號均由繼電器隔離。輸煤系統(tǒng)線路較長，感應(yīng)電對系統(tǒng)影響較大，為了徹底解決這一問題，程序控制信號采用DC110V直流信號，每個輸煤站安裝18個中繼箱。
該系統(tǒng)配置1個工程師站和2個操作者站，上位機選用IBMThinkCentreM51814133C商用機，CPU采英特爾至強3.2GHz處理器。
2.2通信配置
上、下位計算機(PLC)通信均采用熱備冗余方式，使系統(tǒng)的可靠性達到最大程度。
采用冗余遠距離I/O通信方式(RI0通信方式)實現(xiàn)PLC系統(tǒng)各站點之間的數(shù)據(jù)交換，CPU主站點與煤控1/0站點之間的采同軸電纜，與碼頭、煤倉之間的光纜通信。
主機與PLC之間采用冗余的工業(yè)以太網(wǎng)方式進行通信(TCP/IP)，在兩個熱備主站分別配置2塊以太網(wǎng)通信模塊，分別連接兩個工業(yè)以太網(wǎng)交換機。
每一個機組狀態(tài)應(yīng)用軟件都能根據(jù)兩個連接狀態(tài)的熱備自動切換。
2.3軟件配置
作業(yè)系統(tǒng)軟件采用WINDOWS2000，各上位機監(jiān)控軟件采用INTOUCH9.O.O,PLC編程軟件采用CONCEPT2.6，報警數(shù)據(jù)庫采用MicrosoftSQLServer，報表數(shù)據(jù)庫采用MicrosoftAccess，軟件采用結(jié)構(gòu)化、模塊化設(shè)計，便于擴展和維護。
3程序控制系統(tǒng)功能
3.1上部控制函數(shù)。
上煤機的控制方式分為自動、手動和現(xiàn)場三種方式。設(shè)定程序控制自動系統(tǒng)，手動聯(lián)鎖，手動解鎖，手動試車4種操作方式。
3.1.1程序自動控制模式。
所有的操作方式都可以通過上位機鍵來完成，操作者可以根據(jù)工藝要求，在CRT中調(diào)整預(yù)選過程菜單。在CRT中，當(dāng)程序選擇正確并形成一個完整的流程時，會出現(xiàn)程選有效信號。機擋、犁煤器就位后，20s后發(fā)出允許啟動信號，所選機擋按逆煤方向啟動設(shè)備，每個機擋啟動前警報發(fā)出20s聲音，機擋啟動后現(xiàn)場蜂鳴器停止聲音。按計劃停機時應(yīng)順煤流逐個按預(yù)定延遲停機。
當(dāng)任何一臺設(shè)備發(fā)生重大事故、拉線動作、連續(xù)2s重跑偏、打滑等，應(yīng)立即向設(shè)備逆流聯(lián)跳，而破碎機除自身事故外，還應(yīng)延遲聯(lián)跳。緊急停機時，操作設(shè)備立即全線停機，只有破碎機延遲停機才能進行操作。
程序停運是順煤流方向從煤源開始的，每個設(shè)備延遲停運時間根據(jù)皮帶長度確定，可以使皮帶上的余煤正好空出來，確保下一次重新啟動程序時，設(shè)備處于空載狀態(tài)。
當(dāng)現(xiàn)場出現(xiàn)緊急情況需要立即停止所有設(shè)備時，可按上位機監(jiān)控畫面上的“急停”按鈕，使系統(tǒng)所有主設(shè)備立即停止，“急停”按鈕適用于程控自動、聯(lián)鎖自動和解鎖手動。
3.1.2手動模式。
手動檔分為鎖定手動檔和解鎖手動檔。
上位機的操作人員通過PLC完成手動聯(lián)鎖。按照操作要求在上位機上調(diào)相進行。將選好流程的設(shè)備按反向鎖定的方式進行一對一啟動，按反向鎖定的方式進行一對一停機。
上位機也同時進行解鎖手動操作，此時沒有任何聯(lián)鎖關(guān)系，可以啟動任何設(shè)備。
本機采用手動控制方式，每臺設(shè)備均配有上位啟動按鈕。連鎖手動操作要求設(shè)備在順煤方向上啟動，順煤方向停止，對于運行過程中的某個環(huán)節(jié)出現(xiàn)故障，處理方式同程控。
聯(lián)鎖手動下，煤源向煤倉、混煤罐區(qū)、煤場卸煤時，煤源點可進行轉(zhuǎn)換，此時須將所有從煤源到切換點的皮帶停下來，清除原來的選中流程，然后立即重選新流程，預(yù)置擋板，啟動新選中線路的皮帶，這樣就形成了一個完整的流程。
連鎖手動，自動程控是連鎖運行方式。全系統(tǒng)在解鎖手動狀態(tài)下可解除聯(lián)鎖關(guān)系，解鎖手動可任意啟停一臺設(shè)備，適用于單臺設(shè)備的調(diào)試、修正、測試。
3.1.3就地方式。
原地模式是在原地控制箱上操作，此時控制室對設(shè)備不起控制作用。
3.1.4測試機手操作方式。
實際采煤時，如果需要換線，同時又不停止正在運行的設(shè)備，只有先退出聯(lián)鎖，按開鎖方式啟動新卸煤點設(shè)備，然后重新選線，投入聯(lián)鎖。從啟動新的卸煤點設(shè)備到重新投入聯(lián)鎖運行，運行設(shè)備都處于解鎖運行狀態(tài)，安全性極高。為了解決這個問題，本系統(tǒng)設(shè)置了試機手操作方式，該方式可以和程控自動方式或聯(lián)鎖手動方式一起使用，并賦予系統(tǒng)的各個設(shè)備都可以啟動。通過這種方式，換線時無需退出原運行線路的聯(lián)鎖，即可啟動新的卸煤點設(shè)備，提高了系統(tǒng)運行的安全性和靈活性，也避免了因換線而反復(fù)啟停設(shè)備帶來的不便。

3.2煤種控制功能。
配煤控制分程序控制和人工控制兩種。
程序控制配煤根據(jù)鍋爐對不同煤種的加倉要求，在加倉前由控制室操作人員在CRT調(diào)調(diào)出加倉畫面，同時通過鍵盤輸入指定的加倉指令，加倉開始，對出現(xiàn)低煤位的倉序進行配煤，待所有倉序信號全部消失后，再進行順序配煤，當(dāng)煤倉滿了，再轉(zhuǎn)到下一個倉序進行順序配煤，直到所有倉序都滿為止。連續(xù)配煤時，若再次出現(xiàn)低煤倉，則停止原來的順序，優(yōu)先為低煤倉配煤，配到一定數(shù)量后再轉(zhuǎn)入連續(xù)配煤程序。全倉出現(xiàn)滿煤位信號時，程序會自動停機，并將剩余的煤分送到指定倉，配煤過程中會自動跳過滿煤位、高煤位、檢修倉，配煤尾倉、檢修倉的設(shè)置可在CRT上設(shè)定。
手工分配就是手動控制上機上任意一臺犁煤機的提升和下降。
3.3設(shè)備故障報警功能。
為了保證輸煤系統(tǒng)的安全，提高保護裝置的可靠性，程序控制系統(tǒng)設(shè)置了設(shè)備事故報警功能，在CRT屏幕上顯示出故障區(qū)域流程圖，事故設(shè)備圖形閃爍，用漢字顯示故障形狀和發(fā)生時間，并可自動打印出故障內(nèi)容和時間。
3.4保護與鎖定。
程序控制系統(tǒng)具有良好的聯(lián)鎖功能：
煤炭輸送系統(tǒng)中的皮帶機設(shè)備安裝有滑移、跑偏和現(xiàn)場事故停車等保護裝置，對皮帶機設(shè)備具有可靠的保護作用。
4輸煤系統(tǒng)落煤管內(nèi)安裝堵煤檢測和保護裝置。
運煤系統(tǒng)工藝設(shè)備的聯(lián)鎖由PLC軟件實現(xiàn)，事故處理開關(guān)直接與電機控制回路相連，保證了安全停機。
(4)輸煤工藝系統(tǒng)常按逆煤流方向聯(lián)鎖啟動，順煤流方向聯(lián)鎖停止。如果出現(xiàn)故障，應(yīng)立即停機(除碎煤機外)，并在故障設(shè)備上反向工作。
(5)三通擋板與皮帶機聯(lián)鎖。
(6)犁煤器與皮帶機聯(lián)鎖。
(7)脫鐵裝置和皮帶機聯(lián)鎖裝置。
煤信號與犁煤器、皮帶機及其他設(shè)備的聯(lián)鎖。
四PLC系統(tǒng)與其他設(shè)備聯(lián)網(wǎng)。
4.1煤傳送帶秤通訊。
黃埔電廠輸煤皮帶秤監(jiān)控系統(tǒng)主要用于全廠輸煤量的監(jiān)測和統(tǒng)計，從而為上位機報表系統(tǒng)提供原始數(shù)據(jù)，并為MIS網(wǎng)絡(luò)上各職能部門的監(jiān)控提供支持。所以皮帶秤的監(jiān)控系統(tǒng)是整個系統(tǒng)的關(guān)鍵。
帶秤通信系統(tǒng)采用三次握手技術(shù)，實現(xiàn)了帶秤數(shù)據(jù)的“打包”與“解包”?？删幊炭刂破魍ㄟ^Esi模塊讀取各皮帶秤的相關(guān)數(shù)據(jù)，并對原始數(shù)據(jù)進行一定的格式化，以備上位機使用。主機和PLC之間通過PLC上的ModBusPlus接口和主機上的SA85通信卡通過ModBusPlus協(xié)議進行通信。通過這種方式，將處理過的原始數(shù)據(jù)輸入計算機顯示并發(fā)送到MIS網(wǎng)。
以黃埔電廠皮帶秤一次計量儀表大和CFC-100、拉姆齊MT2000系列儀表為例，對不同表計與PLC的通信采用不同的實現(xiàn)方式。
4.2與煤礦工業(yè)電視聯(lián)網(wǎng)。
需要工業(yè)電視系統(tǒng)提供報警輸入裝置。警報器有輸入觸點，可將輸入觸點轉(zhuǎn)換為報警信號編碼，可用于工業(yè)電視主機(矩陣)。通過矩陣切換，報警信號與輸煤系統(tǒng)設(shè)備連接，主機將報警信號的監(jiān)控點圖像切換到相應(yīng)的監(jiān)視器，實現(xiàn)與程控系統(tǒng)自動跟蹤或故障切換。
5結(jié)論
該系列PLC已投入使用兩年，實際運行表明：整個系統(tǒng)安全可靠、穩(wěn)定，控制靈活。隨著電腦及PLC技術(shù)的進步，輸煤系統(tǒng)的自動化程度不斷提高，已能將各部相對分散的設(shè)備集中起來進行控制，幾乎囊括了所有與燃料相關(guān)的現(xiàn)場設(shè)備，其中大部分可按順序自動啟動/停止，個別可手動啟動。伴隨著我國電力工業(yè)的發(fā)展，計算機和PLC硬件軟件水平的不斷提高，程序控制作為煤炭輸送系統(tǒng)的主要控制手段，將在火電廠中得到越來越廣泛的應(yīng)用。

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