PLC在电厂输煤程控系统中的应用.docx

PLC在电厂输煤
程控系统中的应用

2007级电气自动化专业
张健

PLC在电厂输煤程控系统中的应用
张健邮编：232098

【摘要】：本文介绍了输煤系统的工作原理和特点，对本系统使用的软、硬件进行了说明，讲述了远距离通讯的网络构成，以及多个三通挡板的使用令系统更具有灵活性和高效率。【关键词】：电动三通挡板；自动；热备；通讯
一、PLC概述
为缓解我国电力供应严重不足的现状，许多大容量的火电厂在全国各地纷纷投入建设和使用，因此对煤炭的需求量也就越来越大，对输煤等公用系统的自动化控制要求也就越来越高。安徽某发电厂2×600MW机组自动控制系统由两类控制设备组成：主控部分（包括锅炉、汽机和发电机等）使用的是西屋公司的DCS控制系统；公用部分（包括输煤、化水和除灰等）使用的是施奈德公司生产的昆腾系列PLC程控器，上位软件使用的是iFix3.5。.
可编程控制器从功能上可以分为三个部分：输入、处理及输出。另外，为了能方便的使用PLC，PLC还常配有编程器、图形编程器、磁带机、打印机等外部设备，它们可以通过总线或标准接口和PLC相连接。PLC的基本组成，也就是可以工作的系统组成，由中央处理单元（CPU）、编程器、I/O模块与电源构成。在小型或微型PLC中，除电源、编程器外，其余部分都集中于一个单元或模块中，因此使用起来十分方便。PLC与图形编程器、打印机、软盘驱动器、磁带机和个人计算机等相连接，可构成PLC扩展系统。
1.PLC的工作原理：
PLC是采用循环扫描方式工作的。即PLC的一个循环工作过程大致可以分为：执行用户程序、I/O状态刷新、编程器服务、监控定时器复位及附加强制I/O服务等几个部分。
1.1执行用户程序
执行用户程序，即CPU从首地址0000开始按次序逐个扫描所有存储器地址，执行全部用户程序。
1.2I/O刷新
执行完用户程序后，所有的运算结果都存放在I/O状态表中，要实现PLC控制，必须将传感器信号存入输入状态表，将要控制的信号从状态表上送到执行元件上，上述动作称为I/O刷新，PLC每执行一个循环，则执行一遍I/O刷新。
1.3编程器服务
如果PLC有编程器，就要进行编程器服务，即输入程序、调试、检查程序。
1.4故障检测
在编程器服务后，CPU进行对内部硬件检查，并使监控定时器服位。监控定时器是一个预置一定时间的专用定时器，它的作用是确保存储器或内部线路的故障不致引起CPU进行无限次循环。如果在一定时间之内没有扫描完，将封锁硬件，切断输出。
当内存检查结束后，CPU回到扫描的开始端，继续从0000地址开始按序扫描逻辑运算，这样的循环操作从CPU通上电开始，一直到CPU断电为止。
由于PLC对一个梯级的求解结果，可立即用于后面的逻辑运算，它消除了复杂逻辑的内部竞争问题，用户不必考虑继电器动作的时间延迟，也不必考虑继电器触点的使用数量。
二、MODICONPLC软硬件介绍
1.控制器硬件
本系统使用了两台型号是67-160的CPU。两个CPU分别安装在两个机架上，互为热备用，先上电的CPU为主。为了避免同时失电，两个机架的电源分别取自厂用电和UPS电源。两个CPU中的程序完全一样，采集信息、处理程序、发出命令由主CPU完成，备用CPU在实时跟踪主CPU工作。一旦主CPU失电或者通讯中断，备用CPU将代替主CPU继续完成工作。主机通过以太网同PC机相连进行数据交换，其下面带的3个本地I/O机架通过ControlNet网与主站相连（ControlNet网为冗余配置），由CPU通过判断采集的输入信号，经过预先编制好的程序进行运算处理后，再通过输出模块发出命令，来达到控制的目的。
2.控制器软件
本系统的上位监控软件选用的是Intellution公司的iFix3.5作为开发平台，利用该软件的变量存档编辑器和水晶报表设计器，可以很方便地为运行用户过程数据生成用户档案并生成报表。利用ODBC功能，把所有设备的报警和人员的操作都记录下来，通过声音通知操作人员，以便使操作人员能够立即进行处理，并给日后事故原因的分析创造有利条件.
下位机控制软件使用UNITY-PRO3.3，同时具有硬件配置功能。逻辑控制使用梯形结构搭构，程序的可读性很强，方便用户在线或是离线分析故障。
三、系统控制
1.生产流程图
输煤系统的主要功能是把通过火车和汽车等交通工具运送到火车卸煤沟和汽车卸煤沟的煤炭，通过一系列运送设备运达原煤仓的过程。由于该电厂发电机组容量大，并且是两台机组公用一套输煤系统，对煤炭的需求量非常大，为了避免一条上煤通路成为瓶颈，耽误正常生产，设计了两条上煤通路，一路运行，一路备用，也可以两条通路同时运行，分别向两个不同的目的地运煤。
整个输煤程控系统的监控画面总体分为六大类:系统流程、系统配煤、趋势曲线、报