摘要：PLC系统是一种新型的控制装置，集信息管理和生产控制功能于一体，已成为当前工业自动化的主要手段。笔者结合多年的PLC教学体会和实践经验，对PLC控制系统的设计进行了较详细概述，并依托西门子SIMATICS7-200系列PLC为基础平台，干式除灰系统是火力发电厂生产流程中的一一个重要环节。随着新环保法的实施，以及当下雾霾天气的加剧，人们对环境质量要求越来越高。
关键词：PLC；控制系统；设计
一、基于PLC控制系统工程的工作原理
PLC技术是一种以微处理器为核心的特殊计算机控制系统，与传统的以继电器控制的硬件逻辑控制相比，PLC是硬件软化的结果，在系统的运行方式上也存在本质的区别。传统的控制系统采用的是并行工作模式，当系统中一个继电器的线圈通电或失电的情况下，该继电器的所有触点也同步的产生动作。但PLC采用的是顺序扫描，不断循环的工作模式，如果系统中的一个逻辑线圈在通电或失电的情况下，该继电器的所有触电不会同步的产生动作，只有当扫描到该触点时才会产生工作。PLC对程序的执行过程分为以下三个部分。
1.1输入处理阶段：PLC系统在执行控制程序之前，中央处理器CPU将端口所有的输入信号按照地址中出现的编码顺序对其进行编程，并存储到输入存储器中，随后开始执行控制程序。
1.2程序执行阶段：PLC在执行程序阶段，按照顺序对用户的程序进行扫描，在执行完一条程序后，所需要的数据信息将经过寄存器由程序读出，并且参与到程序的运算中，然后将运算所得结果编程后存放到相关的寄存器中。在执行程序的过程中，即使输入端的状态发生变化，但在输入寄存器中的数据不会随之而发生变化，只有等待扫描周期结束后CPU才会对新的输入状态进行重新的读取。
1.3输出处理阶段：当PLC执行完程序所有指令后，会将所有程序的运算结果输入到输出锁存寄存器中，然后传送到程序的执行终端进行处理。
二、控制系统的组成及工作原理
干式除灰系统是火力发电厂生产流程中的一个重要环节。随着新环保法的实施，以及当下雾霍天气的加剧，人们对环境质量要求越来越高。同采用湿法除灰方式相比而言，干式除灰能够节约水资源、缓解污染，并能实现对粉煤灰合理的科学利用，因此近年来几乎所有新建的大型燃煤电厂都设置了干式除灰系统，未来火电厂除灰方式也将逐步由湿式除灰转变为干式除灰。现阶段国内外传统的干式除灰控制系统，已经从较为常规的继电器逻辑电路控制方式，向可编程逻辑控制器为主控核心的智能控制系统转变。目前火电厂所应用的千式除灰控制系统，分为两部分，即操作台和模拟屏。其中操作台则采用手柄开关设计，完成对系统不同部分的操控和阀门的开闭，而模拟屏则主要用于对干式除灰系统的远程监测和控制。传感装置的作用是检测执行机构的状态，并将这些信息通过接口电路传回。本系统采用的传感器共有2类，分别是用于位置检测的霍尔传感器和用于压力检测的压力继电器。二期建设的300MW机组作为研究项目，进行相关除灰远程控制平台的开发和应用研究工作。根据电厂干式除灰系统的生产需求，提出了相应的总体设计方案。借助对该除灰控制系统的应用现状分析，以及对未来系统的演变趋势进行了详细研究，同时还对可编程控制器PLC的应用领域、系统组成、工作原理、分类特点、控制系统设计进行了系统性分析。按照现行用户的功能性需求、安全可靠性需求，开展了基于PLC控制核心的除灰系统的研发。本系统设计实现了除灰系统的软、硬件设计。借助先进的Concept 2.6软件开发平台，实现了系统装置的现场、远程配置与数据通信、设备自我诊断、数据信号分析和处理、运行状态的控制、运行日志存储等系列子模块的运行，处理、运行状态的控制、运行日志存储等系列子模块的运行，同时还借助ifix3.5进行了组态现场操作交互界面的设计，所涉及的交互界面能够满足不同人群的操控需求。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆按照电厂除灰系统内各阀门管道的技术规范，本设计应用现场手动和远程管控相结合的方式，实现了设备间的联锁开关以及故障保护功能。
在PLC控制系统的设计中，本人的主要工作是进行软件、硬件的选型、控制程序的编写以及系统运行调试。本文所设计的控制系统，经过后续的多次模拟试验以及在线系统调试，证明该控制系统安全有效、功能完备，后续已经被应用在神华国华三河电厂的二期工程3号、4号机组上。一定周期的实际应用说明，本系统设计完成的除灰控制系统安全、稳定、方便，减少了电厂运行人员的操作，并且故障率低，可靠性高，有效的提高了机组运行的可靠性和经济性。
三、自动控制动作循环
开机，电动机带动泵旋转，此时泵为卸荷状态（空载启动）。
按下自动运行1按钮，DT1和DT6电磁铁得电，药筒滑台快进。遇霍尔行程开关HK1后，根据此信号，控制DT1和DT6电磁铁失电，药筒滑台停止。此时操作人员装上药筒和弹丸，然后按下运行2按钮，DT1和DT4电磁铁得电，卡盘夹紧药筒。夹紧药筒后系统压力迅速升高，当达到压力继电器PJ6的调定压力时，PJ6会给出电信号，控制系统据此信号控制DT1和DT4电磁铁失电，此时药筒夹紧到位并保持此压力。然后控制系统根据PJ6会给出电信号，控制DT1、DT6和DT12电磁铁得电，药筒滑台慢进。当药筒滑台慢进到位时，滑台会遇到挡块停止，系统压力会迅速升高，当压力达到压力继电器PJ4的调定压力时，PJ4发出电信号，据此信号控制DT1、DT6和DT12电磁铁失电，药筒移动滑台停止。然后控制系统根据PJ4会给出电信号，控制DT1和DT7电磁铁得电，弹丸滑台快进。
3.1D11型汽轮机盘车投入方式
D11型汽轮机盘车投入方式大致可分为下列种：程控方式（自动/手动）、手动方式混合方式。
程控自动方式：正常情况下，盘车就地操作箱把手应该放置在“备用standby"位，V汽机盘车操作画面控制方式置“自动模式（auto mode）”，压缩空气供盘车隔离阀开启。汽轮机解列后，盘车辅助电机即投入运行，当汽机降至零转速后，啮合回路接通压缩空气电磁阀动作，盘车完成啮合停用辅助电机，然后启动盘车主电机完成盘车投运。
程控手动方式：此为非正常情况，就地把手依旧在“备用standby” 位，MKVI 汽机盘车操作画面控制方式置“手动模式（manual mode）”，压缩空气供盘车隔离阀开启。自动汽轮机解列后，盘车辅助电机即投入运行，当汽机降至零转速后，啮合回路不会接通（由于K-ZSP接点断开），需在IEKVI汽机盘车操作画面进行手动啮合操作（点选“manual engage” ），之后的动作过程和程控自动运行一样。
手动方式：此种方式在盘车系统无法正常投入或要求盘车系统以特定方式运行情况下使用。使用此种方式要确保汽轮机转速为零、汽轮机盘车主辅电机均停电、就地操作箱把手切至“停止”位、润滑油系统投运正常、关闭压缩空气供盘车隔离阀。朝大轴方向扳动盘车就地机构箱_上的手动啮合杆使盘车齿轮组与汽机大轴啮合，啮合成功后，利用就地操作盘在盘车电机顶部沿盘车电机转向均匀转动转盘，同时查看汽机大轴确已被盘动。若要手动使盘车脱开，只需反方向扳动盘车就地机构箱上的手动啮合杆。
参考文献：
[1]刘元丽.PLC在电气控制线路设计中的应用[J].山东煤炭科技，2017（6）.
[2]黄伟玲.基于PLC的气动搬运机械手设计[J].煤矿机械，2016（10）.
[3]刘旭健.计算机会计信息系统下的内部控制[J].经济研究导刊，2017-01-15
论文作者:霍亚勇
论文发表刊物:《基层建设》2019年第18期
论文发表时间:2019/9/8
标签：药筒论文; 系统论文; 控制系统论文; 方式论文; 盘车论文; 汽机论文; 电磁铁论文; 《基层建设》2019年第18期论文;