《毕业设计（论文）PLC实现火电低煤位配煤控制系统.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《毕业设计（论文）PLC实现火电低煤位配煤控制系统.doc（25页珍藏版）》请在三一办公上搜索。
1、摘 要根据电厂输煤控制系统的情况，介绍了PLC程序控制在火力发电厂的配煤系统中的应用以及控制方式阐述了整个控制系统的结构和功能，并对其配置及组成部件作了系统的论述。同时也介绍了可编程控制器(PLC)梯形图的顺序控制设计法，梯形图的顺序功能图的结构及逻辑表达式。然后讲述了PLC在发电厂低煤位配煤程控系统中的应用。火电厂低煤位配煤系统设备种类多，分布较松散，生产管理及设备自动化水平相对主机系统较为落后，耗用较多的人力物力随着机组容量增大，如何提高燃料系统管理水平和生产效率变得越来越迫切，这对安全生产和成本控制至关重要。本文从设备自动化角度对燃料系统配煤自动化发展方向与实现方式作些探讨。Abstra
2、ctAccording to a coal handling plant control system, introduced a PLC controlled the coal power plant in the system of control and the entire control system on the structure and function, and the configuration and components made The exposition. Also introduced a programmable logic controller (PLC)
3、ladder control design of the order, the order ladder structure and function of the plan is logical expression, and examples of design and application. Then on the PLC in low coal-coal power plant program-controlled system of application. Low coal thermal power plant equipment in many kinds of coal,
4、a loose distribution, production management and equipment automation level of the host system is relatively backward, consuming more human and material resources with the increased capacity of generating units, how to improve the fuel system of management and production Efficiency has become more an
5、d more pressing, production safety and cost control is essential, from the point of automation equipment for fuel blending automation system development and implementation of ways to explore more. Blending screen control system monitoring the design stresses popular, easy to understand and control t
6、he characteristics of convenience, and, by blending select screen can also control feelings of the rational control of the screen clear. 目 录摘要IAbstractII1 绪论11.1 低煤位配煤系统的作用和国内外发展趋势11.1.1 低煤位配煤系统的作用11.1.2 低煤位配煤系统国内外发展趋势21.2 低煤位配煤控制系统概况及工艺要求21.2.1 配煤控制系统的概况21.2.2 配煤控制系统的要求及功能32 低煤位配煤控制系统中的控制设备原理简介52.1
7、 可编程控制器（PLC）的简介52.1.1 可编程序控制器（PLC）的发展及趋势52.1.2 可编程序控制器（PLC）的应用领域62.1.3 可编程序控制器（PLC）的特点及组成72.1.4 可编程序控制器（PLC）的分类82.1.5 可编程序控制器（PLC）的大型化发展82.1.6 可编程序控制器（PLC）的小型化发展93 火电厂配煤控制系统组成及工艺概述123.1 系统结构设计123.2 系统工艺概述133.2.1 低煤位优先配煤133.2.2 高煤位自动换仓133.2.3 顺序配煤133.2.4 循环配煤133.2.5 原煤斗153.2.6 煤位检测及判断16结 论23致 谢24参考文献
8、25附 录 26A1.1 手动/自动切换26A1.2 设置检修仓27A1.3 顺序配煤28A1.4 低煤位配煤301 绪论我国火电厂的配煤系统自动化程度，与机、炉、电机比较，显得非常落后，也很不适应；尤其对大型火电厂，燃煤量大，上煤任务繁重，操作人员工作条件差的配煤系统更是如此。因此，运用现代化的管理技术，实现和提高配煤自动化水平，对安全经济运行具有更大意义。随着火电厂规模和单机容量的扩大,许多大型工矿设备在配煤系统得到广泛应用,且多数具备自动或半自动功能。如何组织和管理好这些大型设备,使整个配煤系统在最高效率状态下运行,是国内火电厂输煤专业发展中需要解决的首要问题。由于电厂配煤系统粉尘和噪声
9、比较大,设备运行环境恶劣,由传统的常规电器构成的控制系统运行可靠性差,而可编程控制器具有可靠性高,抗干扰能力强,扩充方便,组合灵活,控制程序改写方便,体积小,重量轻,施工工作量减少,功能完善的特点,因此由其构成的配煤控制系统目前得到普遍应用。1.1 低煤位配煤系统的作用和国内外发展趋势1.1.1 低煤位配煤系统的作用近年来，随着火力发电厂容量的不断增大，配煤自控系统采用以往常规的继电控制方式已不能满足生产发展的需要。而采用集中程序控制后，使配煤设备运行更可靠、更灵活，可维护性、自检能力、安全保障能力及通信功能等也都得到了进一步的提高。火电厂配煤系统原煤仓自动配煤一直是业内的一大难题。逻辑程序复
10、杂但容错性差、控制流程不尽合理、控制系统对现场设备运行工况要求苛刻、现场检测手段难以满足控制要求等，多种因素造成很多电厂的自动配煤系统难以正常工作甚至无法投用。本文从控制流程优化、控制程序设计、煤位检测手段等方面，介绍了火电厂自动配煤系统的完善和优化方法。火电厂原煤仓配煤设备主要有2种：犁煤器和卸料小车。当前，电厂现代化程度越来越高，各种自动化设施应用于现场。我国大、中型电厂普遍采用燃煤作为发电的一次性能源，其价格占到发电成本70%80%，因此，加强燃煤管理，保证煤质稳定，是提高电厂效益、增强企业竞争的有效途径。1.1.2 低煤位配煤系统国内外发展趋势在过去的十多年里，PLC在火电厂的广泛应用
11、极大地提高了火电厂自动化水平。作为机组监视和控制的主要手段。在机组分部试运行和整机启动调试过程中，PLC已经能发挥作用，加速了机组安装调试的进程；机组正式移交生产时保护和控制系统的主要功能均已能投入使用，为确保机组安全经济运行作出了贡献。同发达国家相比，还存在以下几方面明显的差距：尽管随着调试、运行经验的积累，PLC的可靠性已经大大改善，但是PLC使用中的隐患依然存在，硬件故障率高，死机现象仍然时有发生。目前电厂自动化设计主要针对电厂工艺过程的控制和监视，即过程自动化，这无疑是十分重要的，电力买方市场的形成，要求不仅能保证电厂安全满发，还应当千方百计降低运行和维护费用，缩短检修时间，提高设备使
12、用寿命，合理利用电厂资源，因此电厂管理自动化水平必须大力提高。国内自动化仪表制造行业和电厂自动化研究单位通过技术引进和技术合作，在工程实践中逐渐积累经验，已经能独立承担PLC系统组态和应用软件设计、现场调试和培训工作，为降低PLC的造价作出了贡献。我国电力设计院的管理模式和专业设置，远远不能适应电厂自动化的发展，必须尽快进行改革和重组。这包括与自动化有关的专业重新优化组合，重新规定各专业的工作分界线，以利于电厂综合自动化水平的改善以及设计深度和质量的提高。1.2 低煤位配煤控制系统概况及工艺要求1.2.1 配煤控制系统的概况一般来讲配煤控制的好坏是程控系统的关键,与配煤方式和设备硬件的选择有着
13、很大的关系。目前国内发电厂输煤程控系统采用的配煤方式有很多种,主要包括定时配煤(循环配煤)、低煤位优先配煤、顺序配煤、余煤配煤等。这里主要介绍低煤位配煤。 低煤位优先配煤低煤位优先配煤也称补低配煤。配煤过程中无论在什么情况下，只要出现低煤位信号，应立即切换到低煤位仓配煤，防止发生空仓。如果同时出现3个低煤位信号,则转为手动操作。配煤控制是由重量传感器、超声波料位计或其它物位探测装置测定主厂房原煤仓的煤位，从而决定各煤仓的煤量分配。常用的配煤设备由犁式卸煤器、卸煤车等。1.2.2 配煤控制系统的要求及功能配煤程序开始时，尾仓犁自动落下，其余犁煤器全部自动抬起。(1) 首先顺序向出现低煤位的煤仓配
14、一定数量的煤，直至低煤位报警全部消除。(2) 再依次给出现低煤位煤仓顺序配煤，消除煤仓的所有低煤位信号。 (3) 所有低煤位信号消失后，再进行顺序配煤，从第一仓开始顺序将所有煤仓配至高煤位。(4) 在进行顺序配煤时，如果又出现了低煤位报警仓，则立即转到该煤仓进行低煤位优先配煤。在配至低煤位信号消失，再延迟一段时间后，自动返回到刚才顺序配煤的煤仓进行顺序配煤。(5) 如果在配煤过程中遇到人为设定的检修仓或高煤位仓，自动跳过。当配煤至尾仓时，自动发出“程序完毕”。 上煤系统从煤源开始自动延时停机。(6) 在配煤完毕，皮带机延迟停机过程中，煤仓加煤进入余煤配煤程序。即把皮带上的余煤，从前面仓开始，顺
15、序给每一个出现高煤位的仓再配一定量的煤。高煤位消失的仓可一直配下去，直到出现高煤位为止，再逐仓转移。直至加仓线路皮带机上的煤能全部走空或煤仓间皮带停机。配煤程控系统具备以下功能：1. 联锁手配功能上位机输入相关的操作指令，通过计算机系统实施软手操功能，控制煤仓层犁煤器的抬落。联锁手配时，尾仓犁无法抬，检修犁和检修仓犁无法落。2. 解锁手配功能解锁手配时，可任意抬落煤仓层犁煤器。该运行方式设有操作权限。3. 就地配煤功能即在现场犁煤器旁人工控制犁煤器抬落，实现手动配煤。4. 实现自动/手动配煤控制模式手动控制方式是通过调度室配煤上位机的有关参数画面，用键盘进行频率设定，控制煤的流量。自动配煤是计
16、算机根据所要求的灰分自动给出有关计算参数和配煤策略，根据所得的参数自动下装到变频器的控制参数中，系统自动运行达到灰分要求。5. 显示与报警为保证系统可靠运行，在上位机监控画面中显示设备状态、目标灰分、瞬时灰分、累计灰分、变频器频率、煤仓仓位、设备故障与报警提示等数据和信息，实现了多点、多工位的实时通讯，保证了配煤操作的协调和稳定运行，并向后台数据库发送记录数据，实现配煤系统的信息管理和统计、报表输出，以及厂级管理人员对配煤过程的浏览和监视。2 低煤位配煤控制系统中的控制设备原理简介2.1 可编程控制器（PLC）的简介2.1.1 可编程序控制器（PLC）的发展及趋势可编程序控制器(Program
17、mable Controller)简称PC，但是，它不是个人计算机。为了与称为PC的个人计算机相区别，现在国内外许多科技杂志都称可编程序控制器为可编程序逻辑控制器(Programmable Logic Controller)，简称PLC。PLC从延生到今天，已有二十多年的历史，在这二十多年里，PLC的发展异常迅猛，它已经成为当今工业发达国家自动控制的标准设备。在火电厂，PLC与DCS(分散控制系统)是热工自动化的两大支柱。由于PLC其结构简单，编程容易，具有较强抗干扰能力，因而很快取代了矩阵式顺序控制器，推动了PLC的普及和发展。70年代末PLC技术进入成熟阶段。十六位微处理器和51系列单片机
18、相继问世,使PLC向大规模、高速度、高性能方面发展，形成了各个系列的产品。同时出现了紧凑型、低价格的新一代产品和多种不同性能的分布网络系统。此时面向工程技术人员的PLC语言也发展成熟，出现了工艺人员使用的图形语言。在功能上PLC已可以完全取代传统的逻辑控制装置、模拟控制装置和小型的DDC控制系统,应用的领域也不断扩大。80年代中期世界上已有近百个厂家，二百多种系列机型。PLC俨然成为工业控制的标准设备。90年代PLC发展更为迅猛，各个公司在进一步完善自己原有产品的基础上，不断开发出新的系列产品和增强联网功能。PLC软件不断向前发展，与计算机连接更加方便完善。伴随时代发展，在21世纪崭新工业控制
19、领域中，PLC仍然能够引导自动化行业的发展，随着电子事业的飞速进步，PLC已经可以在各个领域适应不同的客户要求，这正是PLC所具有的通用性强、使用方便、适应面广、可靠性高、抗干扰能力强、编程简单等特点赋予的其强大生命力。可以说PLC在工业自动化控制领域的地位，在可预见的将来，是无法被取代的。国际电工委员会(IEC)对PLC的定义关于PLC的定义很多,这里我们引用1985年IEC(International Electrotechnical Commission)对PLC的定义：PLC是一种数字运算操作的电子系统，专为工业环境下应用而设计。它采用可编程序的存储，用来在其内部面向用户存储执行逻辑运
20、算、顺序控制、定时、计数和算术运算等特殊操作指令,并通过数字式、模拟式的输入和输出,控制各种类型的机械或生产过程。PLC及有关设备，都应该按易用于工业控制系统的原则设计，都应按易于扩充其功能的原则设计。PLC总的发展趋势是向高集成度、小体积、大容量、易使用、高性能方向发展。2.1.2 可编程序控制器（PLC）的应用领域PLC能储存如顺序指令、定时器指令、计数器指令、演算指令、数据控制指令以及通讯指令，并藉以控制工业的机械装置及流程。多年来，PLC从其产生到现在，实现了接线逻辑到存储逻辑的飞跃；其功能从弱到强，实现了逻辑控制到数字控制的进步；其应用领域从小到大，实现了单体设备简单控制到胜任运动控
21、制、过程控制及集散控制等各种任务的跨越。今天的PLC在处理模拟量、数字运算、人机接口和网络的各方面能力都已大幅提高，成为工业控制领域的主流控制设备，在各行各业发挥着越来越大的作用。目前，PLC在国内外已广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通运输、环保及文化娱乐等各个行业，使用情况主要分为如下几类：1. 开关量的逻辑控制这是PLC最基本、最广泛的应用领域，它取代传统的继电器电路，实现逻辑控制、顺序控制，既可用于单台设备的控制，也可用于多机群控及自动化流水线。2. 模拟量控制在工业生产过程当中，有许多连续变化的量，如温度、压力、流量、液位和速度等。为了使可编程控制器处理
22、模拟量，必须实现模拟量（Analog）和数字量（Digital）之间的A/D转换和D/A转换。PLC厂家都生产配套的A/D和D/A转换模块，使可编程控制器用于模拟量控制。3. 运动控制PLC可以用于圆周运动或直线运动的控制。从控制机构配置来说，早期直接用于开关量I/O模块连接位置传感器和执行机构，现在一般使用专用的运动控制模块，可驱动步进电机或伺服电机的单轴或多轴位置控制模块。4. 过程控制过程控制是指对温度、压力和流量等模拟量的闭环控制。作为工业控制计算机，PLC能编制各种各样的控制算法程序，完成闭环控制。PID调节是一般闭环控制系统中用得较多的调节方法。大中型PLC都有PID模块，目前许多
23、小型PLC也具有此功能模块。PID处理一般是运行专用的PID子程序。过程控制在冶金、化工、热处理和锅炉控制等场合有非常广泛的应用。5. 数据处理现代PLC具有数学运算、数据传送、数据转换、排序、查表、位操作等功能，可以完成数据的采集、分析及处理。这些数据可以与存储在存储器中的参考值比较，完成一定的控制操作，也可以利用通信功能传送到别的智能装置，或将它们打印制表。数据处理一般用于大型控制系统，如无人控制的柔性制造系统；也可用于过程控制系统，如造纸、冶金、食品工业中的一些大型控制系统。6. 通信及联网PLC通信含PLC间的通信及PLC与其他智能设备间的通信。随着计算机控制的发展，工厂自动化网络发展
24、得很快，各PLC厂商都十分重视PLC的通信功能，纷纷推出各自的网络系统。新近生产的PLC都具有通信接口，通信非常方便。由于PLC有上述几个方面的应用，而且，PLC的网络系统使其控制的规模又可大、可小，所以，PLC已广泛应用于工业生产的各个领域，如冶金、机械、化工、轻工、食品、建材等等。不仅如此，PLC同样也应用于一些非工业过程，如楼宇自动化、电梯控制以及农业的大棚环境参数调控等。PLC能有如此范围广泛的应用，是PLC自身特点决定的，也是PLC技术不断完善的结果。2.1.3 可编程序控制器（PLC）的特点及组成可编程序控制器(PLC)是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。它采
25、用可编程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字式、模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。是一种用程序来改变控制功能的工业控制计算机，其应用领域包括数字量逻辑控制、运动控制、闭环过程控制、数据处理等。根据可编程序控制器标准，对可编程序控制器的定义为：“可编程序控制器是一种专为在工业环境应用而设计的电子系统，它采用可编程度的储存器，用于储存用户的指令，通过数字或模拟的输人/输出，完成确定的逻辑、顺序、定时、计数和运算等功能，控制各种类型的机械或过程。可编程序控制器及其外围设备的设计，使它非常方便地集成到工业系统中，并很容易达到人
26、们期望的目标。”可编程序控制器也常简称为PLC (Programmable Logic Controller )，它有如下特点： (1)可靠性高，抗干扰能力强； (2)控制程序可变，编程简单； (3)功能完善，包括数学运算、储存、数字和模拟量的输入输出等； (4)体积小巧，均为标准模块，任意扩充组合。 可编程序控制器主要包括三部分： (1)输人部分，它收集并储存被控对象实际运行的数据和信息； (2)逻辑部分，即中央处理单元(CPU)，由处理器、储存器系统、电源系统组成； (3)输出部分，实施逻辑部分的分析结果，对被控对象作实时处理。 可编程序控制器提供了完整而标准的编程语言，以适应在各种工业环
27、境下使用。PLC提供的编程语言通常有三种：梯形图、功能图和布尔逻辑编程。目前使用较多的是梯形图编程法，主要原因是它和以往的继电器控制线路相似，使对计算机不太了解的电气技术人员能很容易学会掌握，编程时完全不必考虑微处理器内部复杂的结构，不必考虑计算机使用的语言，而把PLC内部看成许多“软继电器”等逻辑部件组成，编程过程相当于设计和改变继电器控制的硬线路。2.1.4 可编程序控制器（PLC）的分类PLC装置的形式多种多样，功能各不相同。1. 按容量来分，可以分为“小”、“中”、“大”三种类型。(1)小型PLC，这类PLC的规模较小。I/O点数一般从20点到128点。这类PLC的主要功能有逻辑运算，
28、计数，移位等。采用专用编程器。(2)中型PLC其I/O点数通常从129点到512点，内存在8K以下，适合开关量逻辑控制和过程参数检测及调节，数据处理及A/D，D/A转换，联网通信，运程I/O等功能。(3)大型PLC其I/O点数在513点以上，其中I/O点数在513点至896点为大型机，896点以上为超大型机。它具有高级功能的PLC，除了具有中小型PLC的功能外，还有PID运算及高速计数等功能。配有CRT显示及常规的计算机键盘，与工业控制计算机相似，具有计算.控制.调节的功能。2. 从结构上分按硬件结构的不同，将PLC分为三类(1)整体式结构它是将PLC各组成部分集装在一个机壳内，输入输出接线端
29、子及电源进线分别在机箱的上，下两侧，并有相应的发光二极管显示输入输出状态。(2)模块式PLC输入输出点数较多的大中型和部分小型PLC采用模块式结构。(3)叠装式PLC。2.1.5 可编程序控制器（PLC）的大型化发展1. PLC与DCS将融为一体PLC与DCS的相互渗透，出现了你中有我，我中有你的情况。为了在工业过程控制领域有较大的应用市场，各制造厂商纷纷学习其他厂商产品的优点，取长补短，从而使产品的适用范围扩大，应用的规模也从几十点扩展到上万点，功能的扩展也从单一的逻辑运算扩展到几乎能满足所有用户的需求。此外，要用通信和开放的策略，使优化、计划、调度等功能也能够在可编程序控制器内实现，不同产
30、品通信的实施也使应用的范围趋向多元化。例如，在国外的一些杂志上，某一DCS的产品在PLC的产品一览表中也有介绍.由此可见，PLC与DCS融为一体的趋势将不可避免。2. 硬件性能向通用计算机靠近PLC向大型化方向发展的另一标志是产品硬件性能不断提高.PLC产品的处理器已从早期的一位机，发展到8位、16位、32位、64位机;运算速度大大提高，它的晶振频率已从几兆赫兹(MHZ)向几十兆赫兹、几百兆赫兹发展;存储器的容量也从几千字节(KB)发展到几百千字节、几兆字节、几十兆字节。PLC的模块化结构使产品的适应性大大改善。总之，由于PLC的硬件性能正在向通用计算机靠近，使得PLC向大型化有了很大的发展。
31、3. 软件功能日益强大软件功能的发展是PLC向大型化方向发展的重要标志。一些国外的PLC制造厂商不仅对硬件的制造进行投资，而且还从二个方面对软件进行投资：一是收购或兼并软件厂商；二是在公司内部成立软件开发部。对软件的大量投资，使用户在不增加投资费用的前提下能得到更多更好更实用的功能。功能模块等高级编程语言使用户能从中得到经济效益.例如，开发周期缩短，投产时间提前，维修时间减少，对维修人员技能要求降低。采用清一色的微型计算机编程，使系统的组态性能大大提高，用户可以很方便地学会使用和操作。2.1.6 可编程序控制器（PLC）的小型化发展1. 在设备级采用配套的PLC对一些工业过程的设备控制，往往采
32、用化整为零的控制策略，对这些设备的控制采用配套的PLC，并配备了专用的控制柜、操作台和监视器等。例如，对锅炉设备，它有进水阀、蒸汽阀、燃料阀和空气阀，有各种电机和有关设备，采用配套的PLC完成点火和熄火等顺序控制和回路控制，根据锅炉和规模，可包括复杂和三冲量控制和双交叉限幅控制等。此外，可设置报警监视系统，在液位低、熄火或灭火，蒸汽压力高或低时发出联锁或报警信号等。由于PLC应用的专一性，使得控制质量大大提高。2. 向高机能的整体型发展为了减小体积，降低成本，PLC的制造厂商开发了多种类型的高机能模块型产品。当输人输出点数增加时，可根据过程控制的需求，采用灵活的组合方式进行配套，完成所需的控制
33、功能。例如，灵活运用高速计时计数模块、步进电机控制模块、伺服电机控制模块、温度控制模块和通信接口模块，可使产品的成本下降，同时，又使扩展能力增强，满足了小型系统控制的需求。同时也为这些系统的扩展留有余地。3. 向小型化发展在提高系统可靠性的基础上，产品的体积越来越小，重量越来越轻，功能越来越强。OMRON公司最近推出的CPMI可编程序控制器的体积约130mm*89mm*84mm(W*H*D)，可连接10个输人输出点，还可以扩展到20、30和50点.输人的时间常数可在1 128ms的范围内设置，以适应输人信号的变化;基本指令的执行时间是0.72s，特殊指令的执行时间也只有16.3s。它可以使用9
34、1个指令进行编程。2.2 3 火电厂配煤控制系统组成及工艺概述配煤是整个输煤系统的最后一个过程，但这个过程却是设备最多，控制也是相对比较复杂的。在此过程的控制方式有两种，分别是自动配煤和手动配煤。下面将分别介绍。同时也将介绍两种配煤设备，原煤斗和煤位检测。3.1 系统结构设计 该火电厂输煤控制系统根据机组需要设计每个煤仓分别装有一台梨煤器，而尾仓不需要设置犁煤器。系统控制设备包括：皮带机2台、碎煤机2台、犁煤器14台、8个原煤斗等。 根据系统工艺及控制设备情况设计网络结构图如图3.1所示：图3.1 系统配置图 系统由现场总线层、控制层和管理层构成，通过现场总线同各个现场设备进行数据交换，从而达
35、到对现场设备进行集中监视和控制；而管理层过以太网进行连接，包括上位机组态软件形成了数据管理层系统，上位机具有现场组态、网络组态等功能，通过PLC编程软件和组态软件结合对控制层及现场设备进行数据监控和管理。3.2 系统工艺概述通常，煤仓自动配煤的控制流程是这样的：运行人员首先需要设定旁路仓、检修仓、尾仓，以确定哪些煤仓需要加煤；然后，启动自动配煤程序，由程序进行全自动配煤。自动配煤运行过程中遵循低煤位优先、高煤位自动换仓、顺序配煤等原则。3.2.1 低煤位优先配煤低煤位优先配煤也称补低配煤。配煤过程中无论在什么情况下，只要出现低煤位信号，应立即切换到低煤位仓配煤，防止发生空仓。3.2.2 高煤位
36、自动换仓在没有低煤位报警的情况下或所有低煤位仓补低完成后，自动配煤过程按照前后顺序依次给非高煤位煤仓加煤，每个煤仓在加到出现高煤位信号以后，自动切换到下个非高煤位仓加煤，如此依次进行直至加仓结束。3.2.3 顺序配煤配煤过程中的总体顺序是从煤仓皮带机尾部的煤仓，依次向皮带机头部的煤仓方向从前往后进行配煤。配煤过程中，如果需要进行低煤位优先配煤，则先对低低煤位仓加煤，消除低低煤位并加至低煤位后，再返转到低煤位优先配煤过程之前的那个煤仓，继续按照顺序配煤的原则进行配煤。3.2.4 循环配煤循环自动配煤过程中，当依次加满所有煤仓后，通常的做法是停止皮带机输送系统、终止配煤过程，但常常由于没有及时(提
37、前)停止供煤，造成皮带机重载停机、甚至造成加仓溢出，给输煤运行和维护带来不必要的麻烦。采用循环配煤的方式可以避免类似情况的发生。当依次加满所有煤仓后，程序自动重新启动新一轮的自动配煤，再从煤仓皮带机尾部的煤仓开始，依次向皮带机头部的煤仓方向进行配煤。由于机组运行过程中必须不断地供煤，曾经加满的煤仓待到一轮配煤过程结束时，一般已经用掉了不少煤，通过循环配煤不但可以在大多数情况下防止皮带机重载停机、煤仓加仓溢出等情况的发生，还可以通过新一轮的配煤把已经用掉一部分煤的煤仓重新补满、增加设备运行效率、减少启动皮带机加仓的次数、减轻运行人员以及设备的负担。运煤系统的卸料可在PLC上用编程方法实现，也可以
38、用PLC采集模拟量后通过组态软件实现。优选方案为PLC做程序控制，组态软件做监控及后期数据处理。通过此工程与传统人工卸料相比，自动化水平和效率明显提高，会更自动、更精确，减轻工人劳动量等。自动配煤又称配煤程控，完全根据现场的煤位信号和犁位信号，以及操作员根据现场要求所设的尾仓和检修犁，自动控制犁的抬落，完成原煤仓的自动配煤。具体情况如下：(1) 配煤程控是根据现场煤位信号进行自动配煤，有3种原则：即优先配煤、顺序配煤、余额配煤。(2) 若某仓出现低煤位信号，不管原来配仓在哪里进行都将立即中止而转入对低煤位信号的煤仓配煤，即出现低煤位信号的煤仓要优先配煤。如果是有三个以上的煤仓同时出现低煤位的信
39、号，则手动配煤。当全部低煤位消失时，各煤仓的配煤将按顺煤流方向依次进行。对原煤仓，每个仓都配至高煤位报警信号出现为止。(3) 如正在进行顺序配煤时，某煤仓又出现低煤位报警，则立即转到低煤位煤仓进行低煤位优先配煤，配至低煤位消失后，延时一段时间，配到高煤位，然后返回到刚才顺序配的煤仓进行顺序配煤。(4) 如遇到检修犁时，程序自动跳过。(5) 因过多的犁卡死而不能自动配煤，只能用手配方式对各仓进行配煤。或者，如果此犁不在落位，在上位机上设此犁为检修犁，继续程配。(6) 当顺序配煤到尾仓，尾仓出现高煤位时，配煤系统即发出“程配完毕”信号。程配完毕信号发出后，转为手动，整个流程即要顺煤流方向依次停运各
40、个设备，将皮带上的煤走空。在流程停运之前这一段时间，配煤将返回第一个仓开始余煤配，每个仓均分，配一段时间后才转入下一仓。对检修仓、检修犁会跳过不配。这一轮配完后，下一轮再重复进行，直到皮带上的余煤配完或流程停下来。(7) 检修犁的设置都在上位机上进行，尾仓的犁在程配时处于落下位置，后面的仓不参与配煤。设置检修犁前，需要在就地将此犁打在抬起位置，在程配时不对此犁进行控制。指定顺序配煤方式：根据煤仓上煤顺序，控制犁煤器动作，当煤位到达上限时，原煤仓报警，并转换到下一煤仓配煤，直至全部煤仓配满为止。循环顺序配煤方式：按顺序每个煤仓配煤固定时间(该时间可有用户自行设定)，然后转为下一个煤仓配煤，依次循
41、环，直至全部煤仓均配满为止。低煤位优先配煤方式：当某一煤仓出现低煤位时，自动停止顺序配煤方式，切换至低煤位仓配煤；当低煤位仓低煤位信号消失一定时间后，再恢复顺序配煤方式。检修跳仓：设置检修标志，当某煤仓检修时程序自动闭锁检修仓犁煤器，实现检修自动跳仓。3.2.5 原煤斗原煤斗就是为煤炭耗用和输送之间设置的缓冲装置。考虑输煤系统有出现故障的原因，一般原煤斗容量按相应于10小时以上的锅炉最大连续出力的耗煤量来考虑。煤斗虽貌似简单，但在锅炉运行中因原煤斗的影响而使整台锅炉的生产运行受到影响的事例是并不少见的。随着原煤斗容量和高度的增加，下部煤炭所受到的压力不断增大，流动性差，滞流或堵煤的情况时有发生
42、，尤其是在煤炭含水分高时。煤斗中的煤会在下落到煤堆面时产生偏析，块煤相对集中于落煤点的周围，使落入给煤机的粒度随着煤斗的煤位而变，煤斗的容积越大，其程度越严重。煤斗的棚煤、粘煤、积煤都会造成出口落煤不畅，造成煤斗的有效容积减小、给煤机和磨煤机断煤等不利影响，这些因素对于制粉系统的安全稳定运行都是很不利的。不同的发电厂采用了许多的有效方法避免以上问题的发生，如铁岭发电厂采用电动的煤斗振动疏松机。其他电厂也有采用煤斗外悬挂重锤的，在煤斗棚煤时用人工敲击原煤斗的方法使煤疏松被振落。还有的电厂在煤斗的内层加装了一层极为光滑而耐磨的特种树脂板材，加装这种板材后减少了煤斗粘煤的可能。更常规的方法是在原煤斗
43、上安装压缩空气储罐（空气炮）以电磁阀来控制放炮，在煤斗堵煤时放炮使“搭桥”的煤被振落，但这种方法的弊端是有时煤斗内的原煤会越轰粘结的越紧。原煤斗的外形及空气炮如图3.2 所示。原煤仓的设计应按煤的特性进行，并满足下列条件：1. 原煤仓的容量必须满足电厂上煤方式下的锅炉运行要求。2. 在控制的煤流量下，保持连续的煤流。3. 原煤仓内不会出现搭桥和漏斗现象。为满足上述要求，应采取以下措施：1. 煤仓的形状和表面应有利于煤流的排出，不易积煤。大容量锅炉的原煤仓宜采用钢架结构的圆筒仓形，下接圆锥形或双曲线形出口段，其内壁应光滑耐磨。2. 原煤仓下方的金属小煤斗出口截面不应太小，其下部采用双曲线形小煤斗
44、时，截面不应突然收缩。3. 煤仓内壁应光滑，不应有任何凹陷和突出部位以及物件。 图3.2原煤斗的下部及空气炮3.2.6 煤位检测及判断自动配煤能否顺利实现，还要依赖于现场设备、特别是煤仓煤位检测的准确可靠。这里主要介绍采用超声波连续料位计和料位开关相结合实现煤仓煤位检测的方法。超声波连续料位计工作原理 超声波物位计的换能器（传感器）被直接安装在被测介质上方，当高频脉冲声波由换能器发出，遇被测物体(物料)表面被反射折回，部分反射回波被同一换能器接收，转换成电信号。脉冲发送和接收之间的时间(声波的运动时间)与换能器到物体表面的距离成正比。声波传输距离s与声速c和传输时间t之间的关系可用公式表示：s
45、=ct/2。 信号通过电子单元处理显示其距离。 由于在超声波脉冲发射过程中的机械惰性占用了传输时间，使得靠近换能器的一小段区域内反射波不能被接收，这一区域称为盲区。而盲区的大小与选择的超声波物位计的型号有关。 每个煤仓的两侧落料口分别安装1只高煤位开关，检测距离由各厂原煤斗的高度而定，同时在每个煤仓中间位置暗转了1套超声波料位检测探头。控制系统程序通过超声波料位计侧得位信号即进行低煤位判断，低煤位的高度由各厂原煤斗的实际情况而定，分别判断为低煤位(由于煤仓下半部分为漏斗状，越靠下容量越小，煤仓中约存有1/3左右煤)。为了防止加仓滋出，高煤位除了照超声波煤位信号判断外，还同时通过安装在落口的高煤
46、位开关判断，高煤位开关的高度根据实际情况而定，即当煤位对应于高煤位附近时，高煤位开关被触发动作(由于煤仓内煤位空间分布的不均衡，位开关检测的实际煤位和超声波料位计检测到的位并不完全一致)。实际使用过程中，超声波料位煤位信号由于其工作原理的原因(超生波料位计机采用的是巡检方式，采集现场探头的信号并进计算取舍后，将料位信号送到控制系统中)至少延lmin以上，高煤位开关只要被发，无论超声波煤位是否达到相对应的限值，控制序都判断为煤位已经到达相应位工，从而大大增了煤位检测的准确性和可靠性。结 论本课题的目的主要是对PLC的结构、特点、性能以及与现场控制对象的连线进行具体的研究，并通过PLC实现低煤位配煤控制。致 谢转瞬间，毕业设计已经结束了，回头想想这短短的十几周设计时间，实在让人感触颇深。因为通过这次毕业设计，我获得了许多从书本中学不到的知识，让我终身受益。在论文完成之际，我要特别感谢我的指导老师-韩昱老师的热情关怀和悉心指导。在我撰写论文的过程中，韩老师倾注了大量的心血和汗水对我耐心指导，因此我得到了韩老师悉心细致的教诲和无私的帮助，特别是她广博的学识、深厚的学术素养、严谨的治学精神和一丝不苟的工作作风使我终生受益，在此表示真诚地感谢和深深的谢意。最后，向在百忙中抽出时间对本文进行评审并提出宝贵意见的各位老师表示衷心地感谢！参考文献附 录 A1.1 手动/自动切换
