PLC在火力發(fā)電廠輔助控制系統(tǒng)中的應(yīng)用研究

金程程

摘要：隨著我國經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，人們的生活水平也在不斷提高，人們對電能的需要也在隨之不斷加大，我國火力發(fā)電廠的任務(wù)也就日益繁重，為了能夠有效滿足人們在日常生產(chǎn)生活中的所需用電，將先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)運(yùn)用到火力發(fā)電中來，是一個十分有效的方法。所以，將PLC可編程控制器運(yùn)用到火力發(fā)電廠中來是今后發(fā)展的主要方向之一。本文主要對PLC在火力發(fā)電廠輔助控制系統(tǒng)中的應(yīng)用進(jìn)行研究探討。

關(guān)鍵詞：PLC；火力發(fā)電；輔助控制系統(tǒng)

中圖分類號： TM76文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2016）10 （C）-0000-00

前言

在進(jìn)入21世紀(jì)之后，計算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)迅速發(fā)展，在工業(yè)生產(chǎn)中自動化控制水平越來越高，我國的火力發(fā)電輔助系統(tǒng)也是在與時俱進(jìn)，不斷的進(jìn)行著改進(jìn)，從傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)過度到了可編程控制器（PLC）為核心的控制系統(tǒng)。綜合而言，PLC是一種在計算機(jī)控制和順序控制基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種專用的計算機(jī)，具有極強(qiáng)的靈活性和全面性，操作比較簡單，在應(yīng)用的過程中也是非常的方便。

一、PLC系統(tǒng)的組成、原理及特點(diǎn)

在結(jié)構(gòu)上我們可以將PLC分為模塊式和整體式兩種，但是這兩種結(jié)構(gòu)的內(nèi)部組成是極為相似的，在組成上PLC包含了存儲器、編程器、CPU模塊、電源模塊和輸入、輸出模塊。

在工作原理上于計算機(jī)的工作是相同的，但是在應(yīng)用的過程中就不必將其看做是計算機(jī)的硬軟件，進(jìn)行深入的研究，只需將其看做是由定時器、計算器、繼電器等組成的控制系統(tǒng)。這樣我們就能簡化其應(yīng)用步驟，主要是由輸入部分、邏輯控制部分和輸出部分組成，我們將電流信號轉(zhuǎn)化為PLC信號稱之為輸入部分，CPU和存儲器組成了邏輯控制部分，在邏輯部分中，有特定的語言程序，可以為制造廠家合適的邏輯部件，從而實(shí)現(xiàn)邏輯控制功能。最后的輸出部分則是同輸入部分相反，是將PLC中的信號轉(zhuǎn)換成電流信號或者電壓信號。PLC就是通過這樣的應(yīng)用程序來驅(qū)動外部電器，從而達(dá)到控制的目的。

電氣控制設(shè)備最為重要的是高可靠性，PLC是大規(guī)模的集成電路技術(shù)，在制造過程中采用了嚴(yán)格的生產(chǎn)工藝和先進(jìn)的抗干擾技術(shù)，因此整個系統(tǒng)的可靠性是極高的。除此之外，其還具有配套齊全，適應(yīng)能力強(qiáng)和功能完善的特點(diǎn)，當(dāng)今的PLC技術(shù)已經(jīng)擁有了完善的數(shù)據(jù)計算能力，因此使用PLC組成各種控制系統(tǒng)是非常容易的。而且PLC學(xué)習(xí)簡單，受到了大量的工程技術(shù)人員的歡迎，維護(hù)也是比較方便，系統(tǒng)設(shè)計方面，PLC工作量較小，而且程序的更改比較簡單，這些特點(diǎn)的綜合應(yīng)用讓PLC在火力發(fā)電廠的輔助控制系統(tǒng)中發(fā)揮著重要的作用。

二、PLC在輸煤系統(tǒng)中的應(yīng)用分析

（一）集中控制系統(tǒng)

在中央控制室中會安裝有集中控制設(shè)備，該設(shè)備是由PLC柜、繼電器柜、計算機(jī)、UPS電源等組成，其中計算機(jī)是通過計算機(jī)電纜與主機(jī)柜來進(jìn)行聯(lián)結(jié)的，現(xiàn)場設(shè)備的數(shù)據(jù)收集和控制等功能是通過控制設(shè)備來實(shí)現(xiàn)的，在監(jiān)控中能夠?qū)φ麄€系統(tǒng)的進(jìn)行監(jiān)視，實(shí)現(xiàn)集中控制。而且集中控制系統(tǒng)有著極強(qiáng)的抗干擾能力、防潮，基本不需要進(jìn)行維護(hù)，通過自身的軟件控制化來監(jiān)測系統(tǒng)的功能障礙，及時的排除故障。PLC的很多現(xiàn)場設(shè)備能夠?qū)ψ陨淼倪\(yùn)行裝況進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，還能夠通過屏蔽的方式來切斷電纜與現(xiàn)場設(shè)備之間的連接，再讓電纜與PLC柜的連接來實(shí)現(xiàn)分散控制。

（二）監(jiān)控系統(tǒng)

監(jiān)控系統(tǒng)主要是由碎煤機(jī)、滾軸篩、運(yùn)輸皮帶電機(jī)等組成，利用控制設(shè)備、煤位、速度、跑偏等保護(hù)，來對皮帶機(jī)進(jìn)行集中控制，達(dá)到監(jiān)測系統(tǒng)的要求。完善的控制系統(tǒng)是通過對完成系統(tǒng)的全工作過程的監(jiān)控、監(jiān)測，以及地面中控室來實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)設(shè)備進(jìn)行正常生產(chǎn)時，會采用集控自動的方式，根據(jù)工藝要求通過中央控制臺進(jìn)行自動停啟。在設(shè)備啟動之前，集控臺會發(fā)出信號，當(dāng)滿足集控自動啟動的條件時，該設(shè)備就會自動啟動，在現(xiàn)場會有停車鈕來對啟動過程進(jìn)行停止操作。監(jiān)控系統(tǒng)能夠?qū)υO(shè)備故障和工藝參數(shù)錯誤時進(jìn)行實(shí)時報警，這樣就能在出現(xiàn)非正常停車和嚴(yán)重故障時，讓上游設(shè)備采取緊急停車，下游設(shè)備順著煤流延時停車。

（三）網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)

PLC系統(tǒng)具有著完善的生產(chǎn)監(jiān)控管理功能，對輸送環(huán)節(jié)和輔助環(huán)節(jié)的生產(chǎn)進(jìn)行實(shí)時數(shù)據(jù)的記錄，這樣就能達(dá)到實(shí)時監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的目的。運(yùn)輸皮帶系統(tǒng)配合工業(yè)電視系統(tǒng)來進(jìn)行集中監(jiān)控，這樣就能從圖像中保證工作人員的人身安全。在PLC網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)應(yīng)用之后，操作人員可以從中控室的監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)中對運(yùn)輸皮帶的生產(chǎn)過程進(jìn)行控制，監(jiān)控系統(tǒng)對生產(chǎn)工況的參數(shù)進(jìn)行收集，通過圖像或者報表的形式來顯示當(dāng)前產(chǎn)量。當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)故障之后，網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)會自動匹配故障設(shè)備的名稱，服務(wù)設(shè)備將會自動將故障設(shè)備存儲進(jìn)入故障信息數(shù)據(jù)庫，為以后的統(tǒng)計分析做準(zhǔn)備。

三、PLC在鍋爐吹灰控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

在大容量的鍋爐中，吹灰系統(tǒng)是必不可少的輔助系統(tǒng)，主要是用于清除過熱器、空氣預(yù)熱器、再熱器等的積灰和結(jié)焦，對于提高鍋爐的熱效率和保證鍋爐運(yùn)行的安全有著重要的作用。鍋爐吹灰控制系統(tǒng)的特點(diǎn)是在運(yùn)行過程中是采取分時運(yùn)行的方式，受控制的設(shè)備數(shù)量比較多，但是種類比較少，對每一臺設(shè)備的要求是比較簡單的，但是對整個系統(tǒng)的整體運(yùn)行要求是比較復(fù)雜的。

PLC控制系統(tǒng)在鍋爐吹灰控制系統(tǒng)中主要是對單件的設(shè)備或者是數(shù)量較少的設(shè)備來進(jìn)行控制。數(shù)量較多的設(shè)備則是會采用分時運(yùn)行的原則選擇不同的電路之后受到PLC的控制。系統(tǒng)還具有遠(yuǎn)程操控功能、就地操作功能、故障報警功能和自動控制功能，PLC的這些功能能夠在鍋爐吹灰控制系統(tǒng)中發(fā)揮重要的作用。

四、PLC在電除塵器自控系統(tǒng)中的應(yīng)用

粉塵濃度的高低對于環(huán)境的影響是巨大的，火力發(fā)電廠想要提高除塵效率，降低環(huán)境污染就需要應(yīng)用PLC控制系統(tǒng)。在火力發(fā)電廠的輔助控制系統(tǒng)中，電除塵器自控系統(tǒng)屬于輔助控制系統(tǒng)中的一環(huán)，而PLC的應(yīng)用能夠?qū)Ψ稚⒌脑O(shè)備進(jìn)行集中的控制和管理。在過程控制方面，PLC能夠讓保溫箱處于恒溫狀態(tài)，讓除塵器陰陽極定時振動。系統(tǒng)會根據(jù)出口監(jiān)測的濃度信號來調(diào)整電機(jī)的輸出功率，保證在不超標(biāo)的前提下，盡可能的省電。除了上述所說之外，PLC的應(yīng)用還讓電除塵器自控系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)實(shí)時顯示，對于一些參數(shù)報表進(jìn)行自動計算和打印，操作人員還能夠在漢字的引導(dǎo)下進(jìn)行人機(jī)對話，當(dāng)故障發(fā)生時，會出現(xiàn)聲音報警或者是光報警。PLC的應(yīng)用，對于火力發(fā)電廠的輔助控制系統(tǒng)有著極大的影響，大大提高了工作效率，降低了能源損耗。

五、PLC技術(shù)展望

現(xiàn)在PLC技術(shù)已經(jīng)成為了人們的焦點(diǎn)，很多人認(rèn)為在工業(yè)PC面前，PLC將會繼續(xù)失去市場份額，最終會消亡，但是也有一部分人認(rèn)為PLC有著其獨(dú)特的優(yōu)勢，在一些特殊的工業(yè)領(lǐng)域中仍然有著不可替代的作用。當(dāng)今社會是計算機(jī)技術(shù)高度應(yīng)用的社會，很多控制系統(tǒng)中都有著PLC的身影，這樣的趨勢也許會在不久之后就被改變，但是隨著軟PLC控制組態(tài)軟件技術(shù)的開發(fā)和完善，這樣傳統(tǒng)的PLC供應(yīng)商就應(yīng)該正視現(xiàn)實(shí)，應(yīng)該采用開放的心態(tài)來面對當(dāng)今世界的變化，這樣才能將PLC融入到更加開放的工業(yè)控制行業(yè)中去。

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