PLC在給煤機自動控制系統(tǒng)中的應用

潘哲

摘 要：給煤機輸煤系統(tǒng)是火力發(fā)電廠的生產(chǎn)過程中一個必不可少的環(huán)節(jié)。給煤機控制系統(tǒng)控制精度的高低，邏輯是否準確，保護功能是否可靠，直接影響著給煤機的運行，繼而影響整個機組的安全和經(jīng)濟運行。

關鍵詞：輸煤系統(tǒng) 控制 影響

中圖分類號：TP271 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）08（a）-0023-01

當今的PLC吸收了微電子技術和計算機技術的成果。在很多領域，PLC已經(jīng)取代了繼電器進行控制?？删幊绦蚩刂破鳎≒rogrammable Logic Contoroller）簡稱PLC，是以微處理器為核心，用于工業(yè)控制的計算機，由于PLC廣泛采用微機技術，使得PLC不僅具有邏輯控制功能，而且還具有了運算、數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)傳送等功能。

1 給煤機控制系統(tǒng)設計

“給煤機”是火力發(fā)電廠制粉系統(tǒng)中最重要的設備之一，其作用是根據(jù)磨煤機負荷的需要調(diào)節(jié)給煤量，并把原煤均勻連續(xù)地送入磨煤機中。給煤機自動控制系統(tǒng)控制精度的高低，邏輯是否準確，保護功能是否可靠，報警系統(tǒng)是否正常，直接影響著給煤機的運行，繼而影響整個機組的安全和經(jīng)濟運行，從而影響到全廠的生產(chǎn)情況。

2 控制系統(tǒng)的構成及功能

2.1 給煤機基本知識

給煤機的種類很多，有刮板給煤機，圓盤給煤機和電磁振動給煤機等，刮板及圓盤給煤機需有電動機、減速器、變速器這三大件才能工作，其檢修和維護的工作量較大。另外，對于圓盤給煤機，當煤太濕時有堵煤現(xiàn)象，因此，目前國內(nèi)電廠普遍采用的是皮帶式自動稱重給煤機，其在電廠中的位置為：原煤倉→斗輪機皮帶運煤機→除三塊設備→破碎機皮→帶輸送機煤斗→給煤機→磨煤機→粗粉分離器→排粉機→噴燃器→燃燒室。原煤在給煤機內(nèi)的流程是：煤倉中原煤→煤流檢測器→煤斗閘門→落煤管→給煤機進口→給煤機輸送皮帶→稱重傳感器→斷煤信號→給煤機出口→磨煤機。

2.2 給煤機主機構成

電子稱重式給煤機的主機由煤層厚度調(diào)節(jié)器、計量輸送裝置、驅(qū)動裝置和皮帶清掃鏈機構組成。

3 變頻器容量的選擇

交流電動機在常規(guī)設計下都是在額定頻率、額定電壓下工作。軸上的輸出轉矩、功率在這種情況下都可能達到額定值。電機在額定頻率的情況下工作的轉矩輸出相當于滿載。電機常因為變頻器的供電而不在額定頻率電工作，長期工作時電機輸出轉矩按規(guī)律降低。

電機調(diào)頻轉向低端時，轉速也隨之降低，散熱能力變差。當電機轉速保持恒定（保持電壓/頻率為常數(shù)）時，如果輸出持續(xù)額定，長期運行的時候會出現(xiàn)溫升增加。電機長期在額定頻率以下運行的話，要看它的長期工作頻率點是否能滿足拖運機要求的轉矩輸出，如果拖拉機的轉矩要求不能被滿足，就要改用容量更大的電機來支持運行。如果把頻率改成20 Hz，輸出轉矩將只是額定轉矩的80%，如果改成10 Hz時，輸出轉矩要改成額定轉速的50%。給煤機在本系統(tǒng)中是0.75 kW，變頻器工作狀態(tài)的頻率是20～30 Hz間段，將輸出轉矩降低額定轉矩的20%即可達到給煤機功率要求的0.6 kW。

在一臺變頻器供一臺電機的情況下，變頻器的容量選擇要保證變頻器的額定電流大于該電動機的額定電流，或者是變頻器所適配的電動機功率要大于當前該電動機的功率。考慮到電機性能上的差異及機械負載的不同，變頻器容量應是電機容量的1～2倍。另外，也可根據(jù)生產(chǎn)機械所需的實際轉矩與穩(wěn)定運行時的轉速，求其乘積，得到所需電機的軸上功率，據(jù)此確定變頻器容量。本系統(tǒng)中的生產(chǎn)機械屬有載啟動的輸送類機械所需電機的軸上功率為0.6 kW，按1.5倍容量應選擇21 kW以上變頻器。

4 控制回路分析

控制回路選用的CPU224模塊，該模塊可配接多個擴展模塊，具有較強的控制功能，擴展選用EMS223型的16點數(shù)字量輸入/輸出模塊。

5 程序分析

當工作方式開關置于就地啟停方式時，PLC輸入接點I0.1為ON。由于與輸入接點I0.3相連的接點I1.3為常閉，所以I0.3為ON。與輸入接點I0.2相連的啟動按鈕為常開，當操作人員按下給煤機啟動按鈕時，I0.2為ON，中間M0.0帶電，并由其接點M0.0自保持。中間繼電器M0.0的常開觸點為ON，輸出線圈Q0.3帶電，變頻器啟動，從而給煤機啟動。M0.0閉合的同時輸出Q1.0、Q2.0和Q1.6也帶電。其中Q1.0帶電使給煤機就地操作面板上的運行指示燈亮（表示給煤機正在運行）；Q2.0帶電使主控室的給煤機正在運行指示燈亮；Q1.6帶電使煤流監(jiān)視器投入運行。由于中間繼電器輸出M0.0帶電，其常閉觸點為OFF，中間繼電器M0.1失電，其相應的常閉觸點M0.1斷開，線圈Q0.0、Q0.4、Q0.1及Q2.1失電，使變頻器停止指示燈、給煤機停止指示燈、CFC-100停止指示燈和煤流監(jiān)視器停止指示燈滅。當操作人員按下給煤機停止按鈕I0.3時，中間繼電器M0.0失電，其常閉觸點為ON，輸出線圈Q0.0、Q0.4、Q1.1及Q2.1帶電，停止CFC-100控制器、變頻器、煤流監(jiān)視器，進而給煤機停轉，并伴有停止指示燈點亮。

當工作方式開關置于遠方啟停方式時， PLC輸入接點I0.0為ON。由于與輸入接點I1.6相連的接點I1.3為常閉，所以I1.6為ON。與輸入接點I1.5相連的啟動按鈕為常開，當操作人員按下給煤機啟動按鈕時，I1.5為ON，中間M0.1帶電，并由其接點M0.1自保持。中間繼電器M0.1的常開觸點為ON，輸出線圈Q0.3帶電，變頻器啟動，從而給煤機啟動。M0.1閉合的同時輸出Q1.0、Q2.0和Q1.6也帶電。其中Q1.0帶電使給煤機就地操作面板上的運行指示燈亮（表示給煤機正在運行）；Q2.0帶電使主控室的給煤機正在運行指示燈亮；Q1.6帶電使煤流監(jiān)視器投入運行。由于中間繼電器輸出M0.1帶電，其常閉觸點為OFF，中間繼電器M0.0失電，其相應的常閉觸點M0.0斷開，線圈Q0.0、Q0.4、Q0.1及Q2.1失電，使變頻器停止指示燈、給煤機停止指示燈、CFC-100停止指示燈和煤流監(jiān)視器停止指示燈滅。

本文全面地分析了給煤系統(tǒng)的基本知識，及其重要意義。并詳細地研究了給煤系統(tǒng)順序控制的過程及方法，PLC在給煤系統(tǒng)中的應用。詳細介紹了給煤系統(tǒng)的構成，及其主要設備。同時通過PLC的監(jiān)控進行給煤操作，尤其在給煤控制系統(tǒng)的控制中，結合機械、電氣、熱工等各專業(yè)知識，應用可編程序控制器（S7-200）實現(xiàn)給煤機控制。設計的給煤機控制系統(tǒng)，控制精度高，控制邏輯準確，保護功能可靠，報警系統(tǒng)正常，現(xiàn)場維護工作大為減少，大大提高了給煤系統(tǒng)的經(jīng)濟和技術指標，不僅能夠保證鍋爐的工作安全性，也能保證電廠的安全運行，對發(fā)電廠整體的經(jīng)濟效益起著積極的作用。

參考文獻

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