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1、第9章 罗克韦尔PLC工程应用实例,9.1 PLC在景观喷泉控制系统中的应用,9.2 PLC在水电站自动控制系统中的应用,9.3 PLC在火电厂输煤程控系统中的应用,9.1 PLC在景观喷泉控制系统中的应用,1控制要求景观喷泉使用3个潜水泵，工作顺序是：A潜水泵先启动，然后B潜水泵启动，最后C潜水泵启动。3个潜水泵各自启动后，即开始运行工作。停止时，执行顺序与启动时相反，即C潜水泵先停止工作，然后B潜水泵停止工作，最后A潜水泵停止工作。2输入/输出信号表设计景观喷泉PLC控制系统潜水泵输入/输出信号分配如表9-1所示。,9.1 PLC在景观喷泉控制系统中的应用,3控制系统的软件设计景观喷泉潜水
2、泵启动联锁梯形图如图9-1所示。,9.1 PLC在景观喷泉控制系统中的应用,景观喷泉潜水泵停止联锁梯形图如图9-2所示。,9.1 PLC在景观喷泉控制系统中的应用,4系统应用分析采用PLC控制潜水泵，从而实现景观喷泉的喷水效果。与传统继电器或单片机控制系统相比，PLC控制系统具有更高的可靠性、灵活性和经济实用性。,9.2 PLC在水电站自动控制系统中的应用,1设计原则和要求水电站工程按“无人值班（少人值守）”的原则进行设计，工程按照能实现现地、远方（调度中心）监控的指导思想进行总体设计和配置。系统结构为分层、全分布、全开放系统，既便于功能和硬件的扩充，又充分保护应用资源和投资。计算机监控系统，
3、可在集控中心完成全站设备的运行监视和控制，同时也可在站级控制层及现地各LCU上通过触摸屏人机界面，实现对其所控设备运行的监视和控制。当主控计算机因故障退出运行或由于通道故障现地控制单元和主控计算机通信中断时，各现地控制单元应能独立运行，进行控制和监视，保证电站安全运行。,9.2 PLC在水电站自动控制系统中的应用,2水电站PLC系统结构（1）水电站的电气结构水电站的一次系统主接线如图9-3所示，装机容量为4800kW。,9.2 PLC在水电站自动控制系统中的应用,（2）PLC监控系统的总体结构水电站综合自动化系统是一个典型的分层、分布式自动控制系统。整个系统由现地控制单元（LCU）层和主控层构
4、成。根据控制对象的不同，现地控制单元层包括机组LCU、升压站与公用设备LCU。,9.2 PLC在水电站自动控制系统中的应用,3监控系统结构和特点（1）电站控制级电站控制级作为电站的实时监控中心，负责全站的自动化功能（包括安全监视、控制操作、自动发电控制AGC、自动电压控制AVC等）、历史数据处理（包括运行报表、设备档案、运行参数等）、人机对话（包括对运行设备的监视、事故和故障报警，对运行设备的人工干预及监控系统各种参数的修改和设置等）及时钟同步。（2）现地控制级各机组设备分别设置一套LCU，开关站及公用设备设置一套LCU。LCU直接监控被控设备的生产过程，既可作为分布系统中的现地智能终端，又可
5、作为独立装置单独运行。PLC是现地控制级监控子系统的核心。（3）辅助设备水电站的辅助设备主要包括直流电源、计量设备、交流电源等。,9.2 PLC在水电站自动控制系统中的应用,4主控功能（1）数据采集功能（2）数据处理功能（3）显示功能（4）打印功能（5）控制功能（6）信号功能（7）修改参数功能,9.2 PLC在水电站自动控制系统中的应用,5机组现地控制单元的结构（1）现地控制单元结构机组现地控制单元（LCU）用来实现水电机组的电气保护、监控及水轮机自动化。机组LCU由发电机保护单元、发电机监控单元、PLC机组控制单元组成，如图9-4所示。,9.2 PLC在水电站自动控制系统中的应用,现地控制单
6、元构成示意图如图9-5所示。,9.2 PLC在水电站自动控制系统中的应用,现地控制屏柜示意图如图9-6所示。,9.2 PLC在水电站自动控制系统中的应用,（2）现地控制单元设备配置机组现地控制单元LCU的设备配置如表9-2所示。,9.2 PLC在水电站自动控制系统中的应用,开关站及公用单元LCU的设备配置如表9-3所示。,9.2 PLC在水电站自动控制系统中的应用,（3）PLC及I/O配置机组现地控制单元LCU的设备配置如表9-4所示。,9.2 PLC在水电站自动控制系统中的应用,开关站及公用LCU的设备配置如表9-5所示。,9.2 PLC在水电站自动控制系统中的应用,6系统性能（1）实时性
7、数据采集响应时间 控制响应能力（2）主控级的响应能力满足系统数据采集、人机接口、控制功能和系统通信的时间要求。数据采集响应时间 人机通信响应时间（3）可靠性,9.2 PLC在水电站自动控制系统中的应用,7系统功能实现图（1）1机组电气控制图通过PLC的模拟量输入模块1756-IB32，采集机组的电压（V）、电流（I）、功率（P、Q、S）、功率因数（COS）、频率（F）等数据，在上位机中实时显示，如图9-7所示。,9.2 PLC在水电站自动控制系统中的应用,（2）电站透平油系统图在电站透平油系统图中显示工艺画面、设备运行情况等，如图9-8所示，可以在线实时地在图上对参与控制的各类电动阀门、油泵等
8、现场设备发出控制指令，进行远方控制操作。,9.2 PLC在水电站自动控制系统中的应用,（3）开关站负荷曲线图在水电站中，开关站负荷曲线图是重要的界面，如图9-9所示，在运行中经常要观测负荷状况。,9.2 PLC在水电站自动控制系统中的应用,（4）系统网络通信图系统网络通信图描述的是水电站的总体网络通信架构，从图中可以了解水电站的整体网络通信系统运行情况，如图9-10所示。,9.2 PLC在水电站自动控制系统中的应用,8系统应用分析根据水电站的实际情况，着眼于整个水电站系统的控制和管理，采用罗克韦尔ControlLogix在工控领域中安全、可靠、成熟、高效的PLC系列产品，配合微机继电保护装置，
9、提供水电站综合自动化系统的一体化解决方案。,9.3 PLC在火电厂输煤程控系统中的应用,1系统概述火力发电厂的输煤系统是辅机系统的重要部分。输煤系统承担从煤码头或卸煤沟至储煤场或主厂房原煤仓的运煤任务。输煤系统的安全、可靠运行是保证电厂安全、高效运行的重要环节。,9.3 PLC在火电厂输煤程控系统中的应用,2工艺过程火电厂工艺流程如图9-11所示。,9.3 PLC在火电厂输煤程控系统中的应用,火力发电厂燃烧系统工艺如图9-12所示。,9.3 PLC在火电厂输煤程控系统中的应用,输煤系统工艺如图9-13所示。,9.3 PLC在火电厂输煤程控系统中的应用,3使用ControlLogix系列PLC构
10、成输煤程控系统的三层网络架构（1）设备网（2）控制网（3）工业以太网4控制技术要求（1）主要控制对象主要控制对象包括卸船机、斗轮堆取料机、皮带机、碎煤机、除铁器、取样装置、犁煤器、滚轴筛、电子皮带秤等。（2）主要检测信号 皮带跑偏、打滑、速度、煤流、堵煤、跳闸、撕裂、拉长等；超温、超振、过载、高低煤位、煤仓称重、犁煤器状态等。（3）输煤系统主要完成的功能 煤源给煤、上煤、配煤程控。分炉和分时计量、煤场入场和出场计量。工业电视跟踪监视、报警。与厂级MIS联网。,9.3 PLC在火电厂输煤程控系统中的应用,5输煤PLC控制系统的主要技术特点 系统启动按逆煤流方向顺序启动，按顺煤流方向停机，异常时按
11、顺煤流方向联锁停机。操作方式：程控、遥控、就地控制。运行路径选择，设备工况监视和报警。给煤机出力调节。每条皮带有速度信号、打滑信号、跑偏信号等。落煤管处装有堵煤信号。电厂来煤/卸煤沟出煤/原煤仓进煤计量。原煤仓煤位测量，集灰斗灰位测量。原煤仓配煤控制。可与工业电视接口。可与MIS联网。,9.3 PLC在火电厂输煤程控系统中的应用,6控制系统组态图系统组态结构如图9-14所示。,9.3 PLC在火电厂输煤程控系统中的应用,7系统设计输煤程控系统上煤子系统PLC控制柜的硬件配置如表9-6所示。,9.3 PLC在火电厂输煤程控系统中的应用,8系统功能实现图一次系统图是发电厂输煤PLC系统的主界面，如图9-15所示。,9.3 PLC在火电厂输煤程控系统中的应用,9系统应用分析采用ControlLogix系列PLC产品，提供火力发电厂输煤PLC系统的一体化解决方案。上位机可以实现数据采集与处理、安全运行监视、控制与调节、系统诊断、状态监视、监控系统异常监视，对生产现场相应的数据进行采集、存储并生成数据报表，以使管理层准确及时地获得生产现场层的数据。,
