（湛江电力有限公司）
摘要：近年来，受国家宏观经济形势的影响，发电企业经营难度逐年加大，为了降低能耗，提高经济效益，燃煤机组纷纷采用混煤掺配烧的方式来降低成本。混煤的方式目前大多数还是采用传统的直接在皮带上配的方法，且混煤的煤种种类都要两三种以上，这就导致输煤系统流程要更加复杂，对输煤系统的自动化程度和安全可靠性等各方面要求更加严格。本文从输煤程控系统的系统组成与功能特点出发，结合当前配煤的要求，简述当前输煤程控系统的软硬件组成，希望能对应用PLC的现代电厂输煤程控系统开发有一定的帮助。
关键词：输煤程控系统；PLC；开发分析
1 引言
为提高效益，电厂新增建了混煤工程项目，项目将新增的混煤系统与原输煤系统合成一个一体化的输煤系统，更换了全部程控设备，包括PLC、上位机、继电器柜等，对整个程控系统重新设计。输煤程控系统主要是通过应用PLC，将对输煤系统的控制实现自动化，提高工作效率。PLC能够实现智能控制并对模拟信号量进行控制，还能实现复杂继电器的控制逻辑，通过上述功能完成联网、远程通讯和上位机监控等功能。应用PLC的输煤程控系统的现代电厂，在控制和管理方面的高效性和安全性能都有了大幅度的提高。除此之外，电厂还能够通过建立远程控制站和安装闭路电视监控系统，对地域分布广泛的系统进行监视，更好地进行控制和管理。
2 输煤程控系统的简介
输煤系统的主要作用是将原煤通过皮带机进行运输至煤场进行存储或是运输至锅炉以供燃烧。输煤程控系统是将输煤系统里所需要参与控制的设备集中起来，统一控制。当前系统所控制的设备包括：皮带机（其中有部分为双向运行），电动三通挡板，斗轮机，卸船机，碎煤机，粗碎分离器，概率筛，环式给煤机，除铁器，振打器，电动犁煤器，采样机，除尘器，配电开关等，重要的设备都涵盖其中。皮带系统是采用双路皮带输送，皮带机中皮带两两并行，在一些卸煤站中两条皮带相接部分的落煤管设置了三通挡板。当上流皮带上的煤流至三通挡板处时，能够根据三通挡板设置的不同位置分流至下游两条方向不同的皮带，从而实现煤流分流，一定程度上对输煤路径的控制调整和维护检修提供了便利。同时，在三通挡板两侧安装多台振打器，并安装落煤管的堵煤检测装置，上述措施有效地防止了三通挡板两侧被掉落煤渣堵塞，保证了传输过程中的正常工作。
2.1 输煤程控系统的系统功能
2.1.1流程选择控制和设备启停操作。在程控启动设备前，需要通过选择给、输、配煤设备来完成对整个系统启动程序的选择。选择启动设备流程后，程序会对所选流程进行判断，流程不正确时，发出提示报警，此时，操作人员必须取消重选流程，直到流程无误后才能通过启动指令完成设备的启动。要对流程进行停止操作时，需要选择相应的运行流程，启动程停程序，运行设备将按照顺煤流方向逐一停止工作。本系统流程按首尾分，设有5个区域的完整流程。〈1〉卸船机→煤场 〈2〉卸船机→原煤仓〈3〉卸船机→筒仓 〈4〉筒仓→原煤仓〈5〉煤场→原煤仓
流程事例见图2-1。
2.1.4流程的联锁运行控制。当某设备故障跳闸时，联跳逆煤流方向设备，并发出故障警报，避免发生堵煤及损坏设备。控制设备与输煤程控系统联锁设备包括：卸船机；斗轮机；皮带机；三通挡板；概率筛；碎煤机；粗碎分离器。与输煤程控系统不进行联锁设备：除铁器、振打器、除尘器、刮水器等。
2.2输煤程控系统的运行方式
目前来说，输煤程控系统的运行方式主要有自动控制、联锁手动和解锁这三种。自动控制是自动地按逆顺煤流方向对设备进行逐一启动，完成系统的控制功能。该方法中设备的空载运行时间与其他两种相比为最短的一种，且操作人员的操作步序最少。联锁手动方式在设备启动前应先将三通挡板启动到位，然后按逆煤流方式逐一启动设备，按顺煤流方式进行一对一停车。联锁手动方式的保护动作处理与自动控制中的方式相同。即当运行系统前出现设备故障时，需禁止与该故障设备相关流程点中的程控运行或联锁手动运行；当运行系统后发生设备故障时，则应当按照相关规定中的流程顺序将故障设备停止运行。当系统中出现设备故障时均应发送报警信号。试机方式是在解除了联锁关系的情况下，一对一的启动设备。需要注意的是，本系统中可以实现同时运行多个流程，但不允许同时操作两个及以上流程启动或停机。因此，需要保证一个流程启动或停机完毕后，才可操作下一个流程启动或停机。
3 输煤程控设备的硬件和软件组成
3.1硬件组成
本系统设置一个主控制站室，采用德国西门子公司的CPU414-4H型控制主机，并采用双机热备方式。针对输煤系统现场范围广、粉尘大、环境恶劣的客观实际情况，本系统现场采用13个TURCK BL67模块组成的远程站，通过PROFIBUS现场总线与主控制站连接，远程I/O站的机架配备了TURCK公司型号为BL67-GW-DP通讯模块，通讯介质采用光纤传输，提高系统通讯的可靠性、稳定性。在整个网络中采用的是总线型拓扑结构（所有网络节点都连接在同一条主缆上）。本套程控系统的网络布置图如图3-1所示。
3.2.2 INTOUCH
INTOUCH是Wonderware公司的一种工业化组态软件，是一个可扩展的、开放的人机界面，为工程师提供了简单易用的开发环境和广泛的实用功能，便于工程师建立、测试和部署连接并传递实时信息，为工业中各设备的连接提供了强大的功能。INTOUCH作为可编程序控制器的上位机监控系统软件，对可编程序控制器中的大量数据进行巡回采集、记录、故障语音报警、返控操作，并以图形或报表方式进行实时显示。在本系统中，上位机与下位机是采用标准的以太网连接，在上位机实现了以下主要功能：
—对下位机（PLC）数据进行读写控制，采集设备实时数据并处理；
—以趋势图形式显示设备实时电流及记录查询；
—实时故障报警（显示、语音同时）及记录，同时可按设备类型、时间分类进行查询；
—动态显示设备状态、运行工况图形；
—实时显示卸、上煤计量，分班分炉分仓计量、皮带超载情况显示并长期记录存档，生成历史卸、上煤计量报表；
—图形、报表的即时打印；
4 组建PLC网络
通常情况下，需要通过传送介质把分处各地的PLC与计算机之间、PLC与PLC之间、PLC与智能装置之间连接起来完成通讯功能，以此方式能够很大程度上提高系统的控制性能，控制系统的功能和性能也有着大幅度的提升。同时，可以通过PLC联网，将网与网之间连接，以此构成更为复杂、功能更为强大的系统。在计算机中连入PLC网，能够使PLC成为其中的一个子网。为扩大控制规模，加强综合与协调整个输煤控制过程以及实现计算机远程监控系统等，可以通过PLC组网。另一方面，PLC组网还能够大大改善相关系统的布线、维护以及共享资源，促进了联网管理的进行。
（1）整个网络系统采用现场总线技术，使现场设备采取完全的分布式结构，促进了各设备正常工作时的相互协调。
（2）以太网为网络顶层，PLC设备通过交换机与多台上位机相接，实现多操作站进行操作，数据同步显示，也保证输煤系统各数据传送过程中的可靠性。同时，部分设备状态的信息数据也是通过以太网来传送至全厂MIS，如皮带运行状态、分炉计量数据、皮带秤数据等。
（3）PRORIBUS-DP网络为网络第二层。工程师和操作员可通过连接在PROFIBUS总线上的站点作为监控站进行远距离编程、对参数的修改和远程监控等功能。
（4）远程I/O链路层为网络系统中的第三层，通过PROFIBUS-DP网络实现远方现场的传感器、执行器、小型模块等组件之间通信，完成对各参数和状态信息的发送与接收。
5 结语
现代输煤系统中的程控化是一种过程控制模型，其特殊性在于它不具备数学公式可用于计算，也没有完善的理论模型作为使用依据。程控系统主要由大型机械设备组成，其工作环境较为恶劣。但是，输煤程控系统在发电厂中起到了辅助控制作用十分重要，现代电厂中输煤系统的程控化已然成为一种趋势，应用PLC实现输煤系统的程控化也受到了推动。在发展工业的同时还需要注意产业的节能性和经济效益的提高，日益优化的输煤程控系统使输煤过程趋向半自动化，其所贡献的经济效益和社会效益都是不容小觑的。随着我国科技水平的不断提升以及电力产业的蓬勃发展，应用PLC的输煤程控系统将作为输煤系统的主要控制方式在各电厂中得到广泛应用。
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论文作者:封富强
论文发表刊物:《电力设备》2016年第23期
论文发表时间:2017/1/20
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