摘要：输煤系统是火电厂重要的组成部分，它和其它相应的机电设备承担火电厂电力生产燃料供应任务。但传统的输煤系统是一种半自动化基于继电器与人工手动相结合的方式，由于输煤系统的现场环境恶劣，对操作工人的身体健康损害较大，同时由于系统自身的原因，生产效率也极低。随着电力工业的规模化扩大发展，输煤需求大大提高，传统的输煤系统已经无法满足电厂的需要。为此，本文就基于PLC的输煤系统的控制进行分析研究。
关键词：火电厂；输煤系统；PLC控制
引言：
可编程逻辑控制器，简称PLC，它是专门应用于工业生产，即在生产过程中根据所需要的步骤进行一定的顺序执行逻辑运算，再通过数字或数据等虚拟口令的输入对目标生产程序进行控制及算数操作的技术。在火电厂的输煤系统中，PLC是实现对输煤系统的全面连锁控制，不仅提高了可靠性以及适用性且对生产工作者来说，PLC具有操作简单，方便安装及维护的人性化特点，符合安全生产的高标准，在最大程度上提高了火电厂在输煤系统中的工作效率。
一、PLC的应用优势分析
PLC是以顺序控制和微机控制为基础产生和发展起来的，主要在逻辑控制的计算机上运用，国外对于该技术的应用已经较为成熟，我国近年来也加大了对其的应用和研究，取得了较为明显的效果。通过实践证明，PLC主要具有以下几个优势：1）可以承受较为恶劣的工作环境，抗干扰性能较强；2）PLC采用模块化结构，系统的配置相对较为简单，便于工人维修和更换；3）能够和工业现场信号的输入输出实现直接连接，同时具有多种I/0模件以满足不同现场信号的需求，输入信号同时充当模拟量和开关量，不用考虑放大或者A/D的转换；4）编程较为简单，而且实现了在线编程功能，可以省去火电厂员工技能培训费用，节省成本；5）可靠。一般来说，其平均无故障的间隔持续时间可以达到2~5万h以上，同时也具备自检、监控以及强制等功能，满足生产的多种需要。
二、基于PLC在输煤系统中的控制方式
PLC在我国火电厂的输煤系统中的应用已经逐渐成熟。随着发电厂发电量的增大也逐渐开发出了一套完整的控制策略和控制方法，在现今的PLC控制系统理论中也逐渐成熟并逐渐推广，整体提升了我国火电厂输煤系统的输煤和生产效率。
1.控制方式的种类选择
目前，火力发电厂的输煤流水线较为通用的有3种控制方式：第一种是就地手动控制方式，第二种是远程手动控制方式，第三种是程序自动控制方式。这3种控制方式具有各自的优缺点，在实际发电厂输煤线中的运用要根据具体情况综合考量选用，不同的流水线作业控制方式对于输煤的控制量和输煤效率有不同的控制效果。
2.输煤线上的上煤控制
上煤阶段是整个火电厂作业的开始阶段，上煤设备将煤从煤场传送到输煤皮带进而送入燃烧作为发电原料，它的控制方式可以分别采用以上3种方式进行控制。手动控制方式就是不用系统常规控制的一种控制手段，一般多用于在系统出现问题无法紧急解决使输煤线正常运行的情况，采用地面控制台或控制箱进行控制。
（1）手动控制方式
手动控制方式的使用情况较少，但却是不可缺少的一个控制方式。在实际的输煤过程中，难免会出现故障产生堵煤现象，而此时就可以使用就地手动控制的方式将整个系统应急启停使用，这种方式有着较好的控制启动和停止效果，需要人工手动进行操作。
（2）远程手动控制
远程手动控制有两种控制方式，第一种是联锁手动控制，第二种是解锁手动控制。第一种控制方法在控制煤流方向的时候采用的是一对一的控制方法，事先在设备中设好了联锁关系，在整个输煤线中出现其中某台设备停止运行后，联锁设备可以关停整个输煤线的所有设备，防止出现堵煤等事故。而第二种控制方式则是解锁控制，工作人员可以利用这个系统对输煤线上任意设备进行关闭和开启控制。
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（3）程序自动控制
这种方式是系统通过上位机来对系统进行控制。首先由系统检查控制指令正确与否，控制的方式是否符合当前的发电状况，其次检查各个设备零部件的运行状态是否处在正常状态，所有检查完毕后，以生成报告的方式告知控制人员，最后由控制人员制定控制指令，系统根据控制人员的指令对设备的运行状态和工作目标进行控制，剩余指令由系统进行自动启动和完成。
3.输煤线上的配煤控制
在火电厂的输煤线上的配煤控制是指运送设备根据系统的指令将煤运送到各个煤仓来补充煤的需要，这个控制对于整个输煤线的运行具有重要意义，保持原煤量充足使得发电流程可以正常运行和工作，保证工作的流畅性。而目前配煤控制有两种方式，一种是自动配煤控制，另一种是手动配煤控制。
（1）自动配煤控制
自动配煤控制主要是由系统来控制的一项工作方式，事先在系统中设置好各个原煤仓的储量信息和高煤位标准线，当系统自动加煤完成到标准高煤位的时候，将控制加煤器自动转移到另一个空的煤仓进行加煤和配煤。同时它还有智能加煤的工作能力，在移送加煤口的时候如遇到检修中仓口或高煤位的原煤仓将会自动跳过这个加煤仓防止错误加煤，而当所有的煤仓都满煤之后则会自动停止加煤工作，是一项智能化的自动控制技术。
（2）手动配煤控制
手动配煤控制是在控制人员仔细观察各个煤仓中的储煤情况后做出是否进行加煤的判断。这需要工作控制人员进行仔细观察，利用计算机控制加煤设备对需要加煤的煤仓进行加煤作业。
三、基于PLC在输煤系统中的编制流程及配煤控制
1.编制流程
上述提到了三种输煤系统的控制方式，每一种控制方式都有其各自的特点和不足之处，但不论是哪一种控制方式都需要编制控制流程，即利用计算机中的逻辑运算等优势通过数据的输入编程而来。首先，需要工作人员做好前期准备工作也就是将各个工艺的流程中的逻辑叙述和系统与系统之间的连锁逻辑叙述完全掌握，再勾勒出输煤系统整体的逻辑运算虚拟图，然后，根据每个工艺环节的不同特点选择出符合火电厂输煤系统的连锁逻辑，然后再给出智能的配煤逻辑等数据，预计出输煤系统中可能存在的故障并且及时分析，最终给出处理的数据逻辑运算，接着要结合前两个步骤所呈现的逻辑系统叙述分析电子设备等配套设施，计算好所有的线圈长度及触点并且做好计时器等相应的各类编号，对PLC系统中的各个数据区和每一个寄存器等进行再三确认，其中以系统的逻辑叙述作为支持确定各类梯形图结构网以编出所需要的程序内容。
2.配煤控制
在配煤的控制方面需要具体分析火电厂的煤仓情况，依据各个煤仓的具体仓位将煤炭分配到各煤仓，配煤的控制有自动与手动之分。自动配煤即其整个过程需要满足各锅炉的加仓需求，经工作人员在上位机中输入的有关数字口令以达到自动加仓配煤的目的，这是按照一定顺序先给低煤位的煤仓配煤，在所有的煤仓的煤位信号不再显示之后，依照在上位机设定好的加仓时间和标准循环往复的对各个煤仓进行加煤的工作，同时也能够在上位机的设置环节中设置好为煤仓加煤到一定水平位后继续加下一个煤仓的内容。在加煤的过程中如若发现有过线煤位时就及时予以检修并设置为自动跳过加煤，另外的手动配煤则是在上位机上工作人员通过键盘和鼠标等外部输入手段对每个缺煤的煤仓进行加煤，这需要工作人员密切关注各个煤仓的煤量使用情况，防止煤炭过多或不够的情况发生。
结语：
综上所述，运用PLC在输煤系统当中，能够非常方便地实现在运输中多种方式的自由选择，这就使得系统功能更为合理和完备，大幅度提高了输煤系统的自动化程度，提高了输煤的效率，同时本研究还证明了该技术不仅控制功能强，而且能够在线修改，还具备编程简单、工艺连锁方便、硬接线少等优势。
参考文献：
[1]郭元媛.基于PLC的输煤程控教学系统的设计与实现[J].科技世界，2014
[2]刘龙.PLC在火电厂输煤系统中的应用探析[J].福建电力工程，2015
论文作者:黄明华
论文发表刊物:《电力设备》2018年第26期
论文发表时间:2019/1/16
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