輸煤程控系統(tǒng)及應用

摘要：由于我國煤產(chǎn)地與電廠間的地理位置或地域不同，就需要通過汽車、火車或輪船把煤運到電廠煤倉里。通過由卸煤系統(tǒng)、堆煤系統(tǒng)、上煤系統(tǒng)和配煤系統(tǒng)等組成的輸煤程控系統(tǒng)輸送到指定的煤倉或煤筒。由于煤場面積大、工作環(huán)境惡劣、人工作業(yè)通訊難以暢通而傳統(tǒng)輸煤經(jīng)常有皮帶跑偏、皮帶撕裂和落煤管堵塞等，利用現(xiàn)代成熟技術的PLC和現(xiàn)代總線網(wǎng)絡通訊實現(xiàn)其控制功能具有很大的發(fā)展前景。利用PLC進行通訊，負責整個系統(tǒng)管理，通過人機界面，可對配煤程控系統(tǒng)實現(xiàn)互動操作。不但實現(xiàn)了設備運行的自動化管理和監(jiān)控，提高了系統(tǒng)的可靠性和安全性，而且改善了工作環(huán)境，提高了企業(yè)經(jīng)濟效益和工作效率。

關鍵詞：燃煤；輸煤程控系統(tǒng)；人機界面

一、程控系統(tǒng)意義及必要性

傳統(tǒng)的發(fā)電廠輸煤系統(tǒng)是一種基于繼電接觸器和人工手動方式的半自動化系統(tǒng)，工人們通過開動承前起后的皮帶運輸機及取煤機向鍋爐前的儲煤倉輸煤，經(jīng)常有皮帶跑偏、皮帶撕裂和落煤管堵塞等。但對發(fā)電廠而言，蒸汽工序的爐膛是不允許斷煤的。隨著發(fā)電廠規(guī)模的迅速擴大，輸煤系統(tǒng)的作用日益突出，而傳統(tǒng)的輸煤系統(tǒng)己無法滿足發(fā)電廠的需要，因此需要對傳統(tǒng)的發(fā)電廠輸煤系統(tǒng)進行改造。

二、系統(tǒng)分析

（一）配煤系統(tǒng)功能要求

所有的輸煤設備按工藝要求進行聯(lián)鎖，以防止在啟動或停止時煤在系統(tǒng)中堆積起來，聯(lián)鎖按下述方式進行：

（1）啟動時按逆煤流方向，從最后一條皮帶開始依次啟動。直到第一條皮帶啟動后，才開始進行供煤。

（2）停運時按順煤流方向，先停供煤設備，然后從第一臺至最后一臺設備依次停止，每臺設備之間按預定的延時時間發(fā)停機命令，其中碎煤機和滾軸篩均需另延時停機。

（3）故障時，故障點及其上游設備瞬時停機，故障點下游設備保持原工作狀態(tài)不變，待故障解除后，可以從故障點向上游重新啟動設備，也可以在故障未解除時，從故障點下游開始延時停設備。

（二）抗干擾要求

PLC系統(tǒng)故障可分為內(nèi)部故障和外部故障兩大類。經(jīng)研究可知，系統(tǒng)中只有5%的故障發(fā)生在PLC內(nèi)部，說明PLC的可靠性遠遠高于外部設備，提高系統(tǒng)可靠性的重點應放在外部設備方面。因此需要對外部設備綜合運用幾種抗干擾措施，以保證配煤系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。

三、系統(tǒng)設計

（一）系統(tǒng)工藝

本系統(tǒng)的具體結構是由給料機、滾筒篩、皮帶機、碎煤機、除鐵器、除塵器、犁式卸煤器組成。

工藝過程介紹：首先由振動給料機將原煤送到1號傳送帶上，并完成除雜操作；接著送入滾筒篩進行篩選，篩選出來的粗煤經(jīng)2號傳送帶進入碎煤機，精煤經(jīng)3號傳輸帶傳送到煤倉位置，最終再通過犁式卸煤器進行配煤，從第一路經(jīng)碎煤機破碎出來的精煤也通過犁式卸煤器進行配煤。通過犁式卸煤器對三個煤倉進行平均配煤。當煤倉1配滿煤后，系統(tǒng)自動地停止對煤倉1的配煤操作，只對煤倉2和煤倉3進行平均配煤；當煤倉1和煤倉2都配滿煤后，系統(tǒng)自動對煤倉1和煤倉2停止配煤，只對煤倉3進行配煤。當三個煤倉都配滿煤的時候，系統(tǒng)按照順煤流方向停止，為了使后面設備不堆煤以及清空設備中的殘留煤，以便下次的重新空載啟動。此系統(tǒng)具體過程的工藝流程如圖3-1 工藝流程圖所示。

（二）系統(tǒng)工藝

按照系統(tǒng)的要求，根據(jù)S7-200系列的PLC硬件提供的可用地址。

四、核心模塊實現(xiàn)

（一）啟動、停止模塊

在啟動按鈕啟動后，利用定時器對設備的聯(lián)鎖進行關聯(lián)啟動，以實現(xiàn)設備的逆煤流方向啟動。Q0.0-Q0.7分別對應著振動給料機、1號皮帶機、除鐵器、滾筒篩、2號皮帶機、碎煤機、除塵器、3號皮帶機。在停止按鈕啟動后，按鈕動作輸入地址I1.1作為停止按鈕。

（二）故障燈顯示模塊

故障時，故障點及其上游設備瞬時停機，滾筒篩和碎煤機需要延時停機。故障設備前面的設備必須停機，利用故障設備的故障信號對系統(tǒng)進行聯(lián)鎖控制使前面設備進行停機，此時滾筒篩和碎煤機需要延時停機，此時利用定時器實現(xiàn)。故障解除后，可以從故障點向上游重新啟動設備。故障解除后需要進行系統(tǒng)恢復運行，也是按照逆煤流方向進行重新啟動，以使系統(tǒng)正常運行，不出現(xiàn)堆煤現(xiàn)象。當振動給料機、1號皮帶機、除鐵器、滾筒篩、2號皮帶機、碎煤機、除塵器、3號皮帶機中任何一個設備出現(xiàn)故障時，系統(tǒng)故障指示燈都能進行故障指示，Q1.3為故障燈的輸出地址。

五、功能實現(xiàn)

現(xiàn)在用一個仿真軟件對本系統(tǒng)進行功能測試，可以形象地將系統(tǒng)的功能體現(xiàn)出來。

（一）按逆煤流方向啟動

按下啟動鍵時，各個設備按照逆煤流方向啟動，從Q0.7開始啟動，隨后按逆煤流方向一個一個設備進行啟動，直至所有設備都完全啟動。

（二）按逆煤流方向停止

按下停止鍵時，各個設備按照順煤流方向停止，從Q0.0開始停止，隨后按逆煤流方向一個一個設備進行啟動，直至所有設備都完全停止，清空設備中的殘留煤，以便下次的重新空載啟動。

（三）系統(tǒng)設備出故障

故障輸入，舉個例子：當除塵器有故障時，此設備以及前面的所有設備要停止運行，故障燈Q1.3亮起警示，但是碎煤機和滾筒篩需要延時停止。

【參考文獻】

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[2]李曉寧.例說西門子PLC S7-200[M].北京：人民郵電出版社，2008.

[3]王淑英.S7-200西門子PLC基礎教程[M].北京：人民郵電出版社， 2009.

作者簡介：王志芹，女，山東翔通工程技術服務有限公司，本科，研究方向：自動化，職稱：助理工程師。