关于火电厂当中PLC的输煤控制系统设计方案

工程师之余 发表于 2018-11-10 11:35:07 收藏 已收藏
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关于火电厂当中PLC的输煤控制系统设计方案

工程师之余 发表于 2018-11-10 11:35:07

近年来随着输煤系统自动化水平的日益提高,PLC系统在火电厂输煤系统中得到了更广泛的应用。PLC不仅能完成复杂的继电器逻辑控制,也能完成智能控制与模拟量控制,极大提高了输煤系统的智能化与自动化。为此,首先介绍了火电厂输煤控制系统的特点,随后重点探讨了基于 PLC的输煤系统设计,以期进一步提高火电厂的工作效率,尽量减少对工作人员健康的损害。

关于火电厂当中PLC的输煤控制系统设计方案

引言

伴随我国电力事业的快速发展,火电厂单机容量与生产规模日益扩大,运行参数越来越高,所用设备与系统也更为复杂。输煤系统作为电厂重要组成部分,是确保燃料供应的重要系统保证。从燃料进入电厂到送至锅炉中燃烧的整个过程中,煤炭的破碎、称重均是在皮带传输过程中完成的。可以说,输煤系统工作效率的高低是火电厂整个生产工艺中的关键影响因素。

近年来将 PLC 技术引入输煤程控系统,实现了输煤系统的自动化管理。与传统强电集中控制相比,PLC 系统具有诸多优点,如强大的控制能力、编程简单、维护方便、在线修改等。通过 PLC 系统程控人员可实现远程控制,联网控制,从而为全厂实现计算机控制与自动化管理创造了条件。

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1、火电厂输煤控制系统的主要特点

输煤系统的主要作用是通过对相关输煤系统中的设备进行控制,完成卸煤、上煤、配煤、储煤等工作。就大型火电厂而言,在一定时期内煤量相差过大,因此,煤质相差也很大。为达到配煤与粗处理煤的相关要求,输煤系统的运行方式必须灵活多样,才符合机组稳发满发的要求。火电厂输煤系统的主要特点大致有四个:设备多、系统分布广、系统故障点多、运行环境恶劣。其中,涉及的设备有带式输送机、给煤机、翻车机、斗轮堆取料机、犁煤器、除铁器、除尘器、碎煤机、滚轴筛等,通常包括 100 多台,工艺流程复杂。输煤系统设备布设分散、作业线长,分布范围通常在几公里内,甚至更远。皮带跑偏、超载、拉绳、撕裂,碎煤机超振、超温,筛煤机堵煤、犁煤器卡死等是常见的系统故障,可以说系统故障数量多、类型复杂。

关于火电厂当中PLC的输煤控制系统设计方案

2、PLC 在输煤系统中的应用

2.1 软件配置

PLC 主要包括中央处理器(CPU)、存储器、编程器、输入输出组件(I/O 模块)、外部设备、电源等构件。本次研究所用的是 S77-200 系列 PLC,具有应用广、性价比高、功能强大等优点。该软件的组态工具功能强大,能对火电厂输煤系统中全部工作环节进行有效的管理,并能对相关数据进行有序的归类与存储。同时,工作人员可在操作室内利用组态软件严密监测输煤系统的运行状态,及时排查故障或对故障预警。

2.2 控制方式

火电厂需结合自身实际利用 PLC 技术设计出最合适的控制程序。输煤控制系统的控制方式大致有三种,这些控制方式级别有高有低,不必都在上机位上使用。下面就这三种控制方式进行详细介绍。

(1)就地手动控制。这属于最基础的控制方式,一般用于对输煤系统设备的检修与调适,或者遇到突发紧急状况时,工作人员在控制箱上进行就地手动控制。

(2)远程手动控制。这需要在上位机上完成,包括连锁手动与解锁手动两种。连锁手动是指工作人员参照逆煤流的方向启动相关设备,或者顺煤流的方向停止相关设备。这能有效解决煤炭输送过程中的拥堵问题。解锁手动与连锁手动存在的本质上的区别就是设备间并无连锁关系,因此,工作人员可独立停止任意设备。但这种控制方式要求有不带负载的支撑,大多时候用于设备调试。

(3)程序自动控制。工作人员在上位机上完成整个系统的控制,结合输煤系统的情况挑选最合理的运行路径。自带检测系统会判定这条路径是否最优,若确定是最优路径后,判断相关设备能否正常运行。待上述准备工作都准确无误地完成后,工作人员发出指令,系统会根据指令将相关设备逐一启动。一旦有输煤设备发生突发事故,自动控制系统会自行关闭设备[5]。若需停止所有设备需要工作人员完成紧急关闭操作。

2.3 编制流程与配煤控制

上文中提到的输煤系统的三种控制方式各有优劣,但不管采用哪种控制方式都需完成控制流程的编制,具体来讲就是利用计算机中的逻辑运算进行程序设计,即系统的操作指令。第一,要做好前期准备工作。工作人员要熟悉运煤系统中的所有工艺流程的逻辑叙述、系统间的连锁逻辑叙述,在此基础上制作出输煤系统整体的逻辑运算虚拟图。第二,考虑不同工艺环节特点选出合适的连锁逻辑,并分析与之相配的智能配煤逻辑数据[6]。分析输煤系统中潜在的各种故障可能,并设计相应的处理方法。第三,根据上两个步骤所形成的逻辑叙述对相关电子设备进行分析,算出全部线圈的长度与触点,并将计时器做好相应的编号。反复确认 PLC 系统内每个数据区与各个寄存器的准确性,并设计出各种梯形图结构网,最后编制出相应的程序[7]。

就配煤控制而言,应根据火电厂煤仓实际,把煤炭合理分配到每个煤仓中。配煤控制分为自动与手动两种。自动配煤是工作人员在上位机中输入相应的指令,由系统自行将煤炭添加入仓,其顺序是先给低煤位的煤仓配煤。当全部煤仓的煤位信号不再显示时,根据提前设定好的加仓时间与配煤标准,对各煤仓进行循环往复的加煤。此外,也可提前设置好煤仓内加煤到一定高度后继续为下一个煤仓加煤[8]。若在加煤作业中出现过线煤位问题,应立即设置为自动跳过加煤,并尽快检修。手动配煤是指工作人员在上位机利用键盘、鼠标等外设完成对缺煤煤仓的加煤操作。在整个过程中要求工作人员留意所有煤仓的用煤量,避免煤炭过少或过多,及时加煤。图 1 为 PLC 输煤控制系统设计方案。

关于火电厂当中PLC的输煤控制系统设计方案

结语

总之,火电厂采用以 PLC 为主机的输煤控制系统,极大提高了输煤控制工作效率,实现了输煤控制的自动化,并有效保证了设备与工作人员的安全,杜绝了安全事件的发生。因此,有必要加强对 PLC 技术的研究,熟练掌握运用该技术与相关软件,不断优化输煤控制系统设计,从而促使煤炭运输效率的提高。

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