火電廠輸煤系統(tǒng)低煤位配煤系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[1]

1、中文摘要根據(jù)電廠輸煤控制系統(tǒng)的情況，介紹了PLC程序控制在火力發(fā)電廠的配煤系統(tǒng)中的應(yīng)用以及控制方式闡述了整個(gè)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能，并對(duì)其配置及組成部件作了系統(tǒng)的論述。同時(shí)也介紹了可編程控制器(PLC)梯形圖的順序控制設(shè)計(jì)法，梯形圖的順序功能圖的結(jié)構(gòu)及邏輯表達(dá)式，并舉例說(shuō)明設(shè)計(jì)的方法及應(yīng)用。然后講述了PLC在發(fā)電廠低煤位配煤程控系統(tǒng)中的應(yīng)用。火電廠低煤位配煤系統(tǒng)設(shè)備種類(lèi)多，分布較松散，生產(chǎn)管理及設(shè)備自動(dòng)化水平相對(duì)主機(jī)系統(tǒng)較為落后，耗用較多的人力物力隨著機(jī)組容量增大，如何提高燃料系統(tǒng)管理水平和生產(chǎn)效率變得越來(lái)越迫切，這對(duì)平安生產(chǎn)和本錢(qián)控制至關(guān)重要。該文從設(shè)備自動(dòng)化角度對(duì)燃料系統(tǒng)配煤自動(dòng)化開(kāi)展方向與

2、實(shí)現(xiàn)方式作些探討。配煤控制系統(tǒng)監(jiān)控畫(huà)面的設(shè)計(jì)講究通俗性、易懂性、控制方便等特點(diǎn)，另外，通過(guò)配煤方式選擇控制畫(huà)面也可以感受監(jiān)控畫(huà)面的條理性清晰。關(guān)鍵詞 火電廠，低煤位配煤系統(tǒng)，程控，梯形圖，上位機(jī) 目 錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc202107657 中文摘要 PAGEREF _Toc202107657 h I HYPERLINK l _Toc202107658 Abstract PAGEREF _Toc202107658 h II HYPERLINK l _Toc202107659 1 引言 PAGEREF _Toc202107659 h 1 HYPERL

3、INK l _Toc202107660 1.1 低煤位配煤系統(tǒng)的作用和國(guó)內(nèi)外開(kāi)展趨勢(shì) PAGEREF _Toc202107660 h 1 HYPERLINK l _Toc202107661 1.1.1 低煤位配煤系統(tǒng)的作用 PAGEREF _Toc202107661 h 1 HYPERLINK l _Toc202107662 1.1.2 低煤位配煤系統(tǒng)國(guó)內(nèi)外開(kāi)展趨勢(shì) PAGEREF _Toc202107662 h 2 HYPERLINK l _Toc202107663 1.2 低煤位配煤控制系統(tǒng)概況及工藝要求 PAGEREF _Toc202107663 h 2 HYPERLINK l _Toc

4、202107664 1.2.1 配煤控制系統(tǒng)的概況 PAGEREF _Toc202107664 h 2 HYPERLINK l _Toc202107665 1.2.2 配煤控制系統(tǒng)的要求及功能 PAGEREF _Toc202107665 h 3 HYPERLINK l _Toc202107666 2 低煤位配煤控制系統(tǒng)中的控制設(shè)備原理簡(jiǎn)介 PAGEREF _Toc202107666 h 5 HYPERLINK l _Toc202107667 2.1 可編程控制器PLC的簡(jiǎn)介 PAGEREF _Toc202107667 h 5 HYPERLINK l _Toc202107668 2.1.1 可編

5、程序控制器PLC的開(kāi)展及趨勢(shì) PAGEREF _Toc202107668 h 5 HYPERLINK l _Toc202107669 2.1.2 可編程序控制器PLC的應(yīng)用領(lǐng)域 PAGEREF _Toc202107669 h 6 HYPERLINK l _Toc202107670 2.1.3 可編程序控制器PLC的特點(diǎn)及組成 PAGEREF _Toc202107670 h 7 HYPERLINK l _Toc202107671 2.1.4 可編程序控制器PLC的分類(lèi) PAGEREF _Toc202107671 h 8 HYPERLINK l _Toc202107672 2.1.5 可編程序控制

6、器PLC的大型化開(kāi)展 PAGEREF _Toc202107672 h 8 HYPERLINK l _Toc202107673 2.1.6 可編程序控制器PLC的小型化開(kāi)展 PAGEREF _Toc202107673 h 9 HYPERLINK l _Toc202107674 2.2 上位機(jī)監(jiān)控軟件性能、功能簡(jiǎn)介 PAGEREF _Toc202107674 h 9 HYPERLINK l _Toc202107675 2.2.1 紫金橋監(jiān)控軟件簡(jiǎn)介 PAGEREF _Toc202107675 h 10 HYPERLINK l _Toc202107676 2.2.2 組態(tài)王監(jiān)控軟件簡(jiǎn)介 PAGERE

7、F _Toc202107676 h 11 HYPERLINK l _Toc202107677 3 火電廠配煤控制系統(tǒng)組成及工藝概述 PAGEREF _Toc202107677 h 13 HYPERLINK l _Toc202107678 3.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc202107678 h 13 HYPERLINK l _Toc202107679 3.2 系統(tǒng)工藝概述 PAGEREF _Toc202107679 h 13 HYPERLINK l _Toc202107680 3.2.1 低煤位優(yōu)先配煤 PAGEREF _Toc202107680 h 14 HYPERLINK l

8、_Toc202107681 3.2.2 高煤位自動(dòng)換倉(cāng) PAGEREF _Toc202107681 h 14 HYPERLINK l _Toc202107682 3.2.3 順序配煤 PAGEREF _Toc202107682 h 14 HYPERLINK l _Toc202107683 3.2.4 循環(huán)配煤 PAGEREF _Toc202107683 h 14 HYPERLINK l _Toc202107684 3.2.5 原煤斗 PAGEREF _Toc202107684 h 15 HYPERLINK l _Toc202107685 3.2.6 煤位檢測(cè)及判斷 PAGEREF _Toc20

9、2107685 h 17 HYPERLINK l _Toc202107686 4 低煤位配煤計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc202107686 h 18 HYPERLINK l _Toc202107687 可編程控制器在配煤系統(tǒng)中的應(yīng)用 PAGEREF _Toc202107687 h 18 HYPERLINK l _Toc202107688 4.2 低煤位配煤系統(tǒng)的組成 PAGEREF _Toc202107688 h 19 HYPERLINK l _Toc202107689 4.3 配煤控制系統(tǒng)軟件 PAGEREF _Toc202107689 h 19 HYPERLINK l _T

10、oc202107690 4.4 利用PLC程序?qū)崿F(xiàn)煤倉(cāng)料位檢測(cè)控制 PAGEREF _Toc202107690 h 20 HYPERLINK l _Toc202107691 4.5 組態(tài)畫(huà)面 PAGEREF _Toc202107691 h 20 HYPERLINK l _Toc202107692 4.5.1 組態(tài)軟件 PAGEREF _Toc202107692 h 20 HYPERLINK l _Toc202107693 4.5.2 組態(tài)監(jiān)控畫(huà)面 PAGEREF _Toc202107693 h 20 HYPERLINK l _Toc202107694 5 工業(yè)電視系統(tǒng) PAGEREF _Toc

11、202107694 h 22 HYPERLINK l _Toc202107695 5.1 系統(tǒng)簡(jiǎn)介 PAGEREF _Toc202107695 h 22 HYPERLINK l _Toc202107696 系統(tǒng)特點(diǎn) PAGEREF _Toc202107696 h 22 HYPERLINK l _Toc202107697 5.3 系統(tǒng)功能 PAGEREF _Toc202107697 h 23 HYPERLINK l _Toc202107698 結(jié) 論 PAGEREF _Toc202107698 h 24 HYPERLINK l _Toc202107699 致 謝 PAGEREF _Toc2021

12、07699 h 25 HYPERLINK l _Toc202107700 參考文獻(xiàn) PAGEREF _Toc202107700 h 26 HYPERLINK l _Toc202107701 附 錄 PAGEREF _Toc202107701 h 27 HYPERLINK l _Toc202107702 A1.1 手動(dòng)/自動(dòng)切換 PAGEREF _Toc202107702 h 27 HYPERLINK l _Toc202107703 A1.2 設(shè)置檢修倉(cāng) PAGEREF _Toc202107703 h 28 HYPERLINK l _Toc202107704 A1.3 順序配煤 PAGEREF

13、_Toc202107704 h 29 HYPERLINK l _Toc202107705 A1.4 低煤位配煤 PAGEREF _Toc202107705 h 311 引言我國(guó)火電廠的配煤系統(tǒng)自動(dòng)化程度，與機(jī)、爐、電機(jī)比擬，顯得非常落后，也很不適應(yīng)；尤其對(duì)大型火電廠，燃煤量大，上煤任務(wù)繁重，操作人員工作條件差的配煤系統(tǒng)更是如此。因此，運(yùn)用現(xiàn)代化的管理技術(shù)，實(shí)現(xiàn)和提高配煤自動(dòng)化水平，對(duì)平安經(jīng)濟(jì)運(yùn)行具有更大意義。隨著火電廠規(guī)模和單機(jī)容量的擴(kuò)大,許多大型工礦設(shè)備在配煤系統(tǒng)得到廣泛應(yīng)用,且多數(shù)具備自動(dòng)或半自動(dòng)功能。如何組織和管理好這些大型設(shè)備,使整個(gè)配煤系統(tǒng)在最高效率狀態(tài)下運(yùn)行,是國(guó)內(nèi)火電廠輸煤專(zhuān)業(yè)開(kāi)

14、展中需要解決的首要問(wèn)題。由于電廠配煤系統(tǒng)粉塵和噪聲比擬大,設(shè)備運(yùn)行環(huán)境惡劣,由傳統(tǒng)的常規(guī)電器構(gòu)成的控制系統(tǒng)運(yùn)行可靠性差,而可編程控制器具有可靠性高,抗干擾能力強(qiáng),擴(kuò)充方便,組合靈活,控制程序改寫(xiě)方便,體積小,重量輕,施工工作量減少,功能完善的特點(diǎn),因此由其構(gòu)成的配煤控制系統(tǒng)目前得到普遍應(yīng)用。由于配煤系統(tǒng)的設(shè)備多、傳輸距離長(zhǎng)、故障因素多、現(xiàn)場(chǎng)及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障比擬難,每臺(tái)設(shè)備都擁有各自的控制系統(tǒng),因此如何組織和管理好這些設(shè)備,實(shí)時(shí)直觀、清晰地監(jiān)視現(xiàn)場(chǎng)情況,及時(shí)發(fā)現(xiàn)輸煤系統(tǒng)中的各種故障,使整個(gè)輸煤系統(tǒng)在最高效率狀態(tài)下運(yùn)行,是國(guó)內(nèi)火電廠輸煤專(zhuān)業(yè)開(kāi)展中需要解決的首要問(wèn)題。全集成化的輸煤過(guò)程控制器網(wǎng)絡(luò)是能夠滿

15、足對(duì)輸煤設(shè)備的管理與控制要求的較好途徑。這里采用網(wǎng)絡(luò)配置,以期到達(dá)各設(shè)備之間的協(xié)調(diào)和統(tǒng)一管理。1.1 低煤位配煤系統(tǒng)的作用和國(guó)內(nèi)外開(kāi)展趨勢(shì) 低煤位配煤系統(tǒng)的作用近年來(lái)，隨著火力發(fā)電廠容量的不斷增大，配煤自控系統(tǒng)采用以往常規(guī)的繼電控制方式已不能滿足生產(chǎn)開(kāi)展的需要。而采用集中程序控制后，使配煤設(shè)備運(yùn)行更可靠、更靈活，可維護(hù)性、自檢能力、平安保障能力及通信功能等也都得到了進(jìn)一步的提高?；痣姀S配煤系統(tǒng)原煤倉(cāng)自動(dòng)配煤一直是業(yè)內(nèi)的一大難題。邏輯程序復(fù)雜但容錯(cuò)性差、控制流程不盡合理、控制系統(tǒng)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備運(yùn)行工況要求苛刻、現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)手段難以滿足控制要求等，多種因素造成很多電廠的自動(dòng)配煤系統(tǒng)難以正常工作甚至無(wú)法投用

16、?，F(xiàn)從控制流程優(yōu)化、控制程序設(shè)計(jì)、煤位檢測(cè)手段等方面，介紹火電廠自動(dòng)配煤系統(tǒng)的完善和優(yōu)化方法?；痣姀S原煤倉(cāng)配煤設(shè)備主要有2種：犁煤器和卸料小車(chē)。當(dāng)前，電廠現(xiàn)代化程度越來(lái)越高，各種自動(dòng)化設(shè)施應(yīng)用于現(xiàn)場(chǎng)。我國(guó)大、中型電廠普遍采用燃煤作為發(fā)電的一次性能源，其價(jià)格占到發(fā)電本錢(qián)70%80%，因此，加強(qiáng)燃煤管理，保證煤質(zhì)穩(wěn)定，是提高電廠效益、增強(qiáng)企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的有效途徑。1.1.2 低煤位配煤系統(tǒng)國(guó)內(nèi)外開(kāi)展趨勢(shì)在過(guò)去的十多年里，PLC在火電廠的廣泛應(yīng)用極大地提高了火電廠自動(dòng)化水平。作為機(jī)組監(jiān)視和控制的主要手段。在機(jī)組分部試運(yùn)行和整機(jī)啟動(dòng)調(diào)試過(guò)程中，PLC已經(jīng)能發(fā)揮作用，加速了機(jī)組安裝調(diào)試的進(jìn)程；機(jī)組正式移交生產(chǎn)

17、時(shí)保護(hù)和控制系統(tǒng)的主要功能均已能投入使用，為確保機(jī)組平安經(jīng)濟(jì)運(yùn)行作出了奉獻(xiàn)。同興旺國(guó)家相比，還存在以下幾方面明顯的差距：盡管隨著調(diào)試、運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)的積累，PLC的可靠性已經(jīng)大大改善，但是PLC使用中的隱患依然存在，硬件故障率高，死機(jī)現(xiàn)象仍然時(shí)有發(fā)生。目前電廠自動(dòng)化設(shè)計(jì)主要針對(duì)電廠工藝過(guò)程的控制和監(jiān)視，即過(guò)程自動(dòng)化，這無(wú)疑是十分重要的，電力買(mǎi)方市場(chǎng)的形成，要求不僅能保證電廠平安滿發(fā)，還應(yīng)當(dāng)千方百計(jì)降低運(yùn)行和維護(hù)費(fèi)用，縮短檢修時(shí)間，提高設(shè)備使用壽命，合理利用電廠資源，因此電廠管理自動(dòng)化水平必須大力提高。國(guó)內(nèi)自動(dòng)化儀表制造行業(yè)和電廠自動(dòng)化研究單位通過(guò)技術(shù)引進(jìn)和技術(shù)合作，在工程實(shí)踐中逐漸積累經(jīng)驗(yàn)，已經(jīng)能獨(dú)

18、立承當(dāng)PLC系統(tǒng)組態(tài)和應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)、現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試和培訓(xùn)工作，為降低PLC的造價(jià)作出了奉獻(xiàn)。我國(guó)電力設(shè)計(jì)院的管理模式和專(zhuān)業(yè)設(shè)置，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能適應(yīng)電廠自動(dòng)化的開(kāi)展，必須盡快進(jìn)行改革和重組。這包括與自動(dòng)化有關(guān)的專(zhuān)業(yè)重新優(yōu)化組合，重新規(guī)定各專(zhuān)業(yè)的工作分界線，以利于電廠綜合自動(dòng)化水平的改善以及設(shè)計(jì)深度和質(zhì)量的提高。1.2 低煤位配煤控制系統(tǒng)概況及工藝要求1 配煤控制系統(tǒng)的概況一般來(lái)講配煤控制的好壞是程控系統(tǒng)的關(guān)鍵,與配煤方式和設(shè)備硬件的選擇有著很大的關(guān)系。目前國(guó)內(nèi)發(fā)電廠輸煤程控系統(tǒng)采用的配煤方式有很多種,主要包括定時(shí)配煤(循環(huán)配煤)、低煤位優(yōu)先配煤、順序配煤、余煤配煤等。這里主要介紹低煤位配煤。1. 低煤位優(yōu)先

19、配煤低煤位優(yōu)先配煤也稱(chēng)補(bǔ)低配煤。配煤過(guò)程中無(wú)論在什么情況下，只要出現(xiàn)低煤位信號(hào)，應(yīng)立即切換到低煤位倉(cāng)配煤，防止發(fā)生空倉(cāng)。如果同時(shí)出現(xiàn)3個(gè)低煤位信號(hào),那么轉(zhuǎn)為手動(dòng)操作。2. 順序配煤配煤過(guò)程中，如果需要進(jìn)行低煤位優(yōu)先配煤，那么先對(duì)低煤位倉(cāng)加煤，消除低煤位后，再返轉(zhuǎn)到低煤位優(yōu)先配煤過(guò)程之前的那個(gè)煤倉(cāng)，繼續(xù)按照順序配煤的原那么進(jìn)行配煤。當(dāng)各煤倉(cāng)處于正常煤位時(shí)，為了不產(chǎn)生低煤位，可按需要啟動(dòng)系統(tǒng)對(duì)各倉(cāng)進(jìn)行順序配煤。順序配煤視各廠情況及需要而定，領(lǐng)先配煤的煤倉(cāng)出現(xiàn)高位信號(hào)時(shí)再切換到下一個(gè)配煤倉(cāng)。待所有煤倉(cāng)均高煤位時(shí)，可立即停運(yùn)系統(tǒng)或轉(zhuǎn)入定時(shí)配煤運(yùn)行狀態(tài)。配煤控制是由重量傳感器、超聲波料位計(jì)或其它物位探測(cè)

20、裝置測(cè)定主廠房原煤倉(cāng)的煤位，從而決定各煤倉(cāng)的煤量分配。常用的配煤設(shè)備由犁式卸煤器、卸煤車(chē)等。1 配煤控制系統(tǒng)的要求及功能把配煤控制系統(tǒng)從輸煤控制系統(tǒng)中獨(dú)立出來(lái)，主要是為了提高煤倉(cāng)配煤的可靠性，從而提高整個(gè)輸煤控制系統(tǒng)的強(qiáng)壯性。這樣，配煤控制系統(tǒng)首先作為一個(gè)獨(dú)立的控制系統(tǒng)，分控計(jì)算機(jī)理所當(dāng)然是本系統(tǒng)的上位管理機(jī)；其次作為整個(gè)輸煤系統(tǒng)的一局部，它必須與主控系統(tǒng)交換數(shù)據(jù)。這樣既保證了全系統(tǒng)的集中監(jiān)控管理，又保證了各種控制、保護(hù)的實(shí)時(shí)性，真正做到分散控制，集中管理。配煤程序開(kāi)始時(shí)，尾倉(cāng)犁自動(dòng)落下，其余犁煤器全部自動(dòng)抬起。首先順序向出現(xiàn)低煤位的煤倉(cāng)配一定數(shù)量的煤，直至低煤位報(bào)警全部消除。再依次給出現(xiàn)低煤

21、位煤倉(cāng)順序配煤，消除煤倉(cāng)的所有低煤位信號(hào)。 所有低煤位信號(hào)消失后，再進(jìn)行順序配煤，從第一倉(cāng)開(kāi)始順序?qū)⑺忻簜}(cāng)配至高煤位。在進(jìn)何順序配煤時(shí)，如果又出現(xiàn)了低煤位報(bào)警倉(cāng)，那么立即轉(zhuǎn)到該煤倉(cāng)進(jìn)行低煤位優(yōu)先配煤。在配至低煤位信號(hào)消失，再延遲一段時(shí)間后，自動(dòng)返回到剛剛順序配煤的煤倉(cāng)進(jìn)行順序配煤。如在配煤過(guò)程中遇到人為設(shè)定的檢修倉(cāng)或高煤位倉(cāng)，自動(dòng)跳過(guò)。當(dāng)配煤至尾倉(cāng)時(shí)，自發(fā)出“程序完畢。 上煤系統(tǒng)從煤源開(kāi)始自動(dòng)延時(shí)停機(jī)。在配煤完畢，皮帶機(jī)延遲停機(jī)過(guò)程中，煤倉(cāng)加煤進(jìn)入余煤配煤程序。即把皮帶上的余煤，從前面?zhèn)}開(kāi)始，順序給每一個(gè)出現(xiàn)高煤位的會(huì)再配一定量的煤。高煤位消失的倉(cāng)可一直配下去，直到出現(xiàn)高煤位為止，再逐倉(cāng)轉(zhuǎn)移

22、。直至加倉(cāng)線路皮帶機(jī)上的煤能全部走空或煤倉(cāng)間皮帶停機(jī)。配煤程控系統(tǒng)具備以下功能。1. 聯(lián)鎖手配功能上位機(jī)輸入相關(guān)的操作指令，通過(guò)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)實(shí)施軟手操功能，控制煤倉(cāng)層犁煤器的抬落。聯(lián)鎖手配時(shí)，尾倉(cāng)犁無(wú)法抬，檢修犁和檢修倉(cāng)犁無(wú)法落。2. 解鎖手配功能解鎖手配時(shí)，可任意抬落煤倉(cāng)層犁煤器。該運(yùn)行方式設(shè)有操作權(quán)限。3. 就地配煤功能即在現(xiàn)場(chǎng)犁煤器旁人工控制犁煤器抬落，實(shí)現(xiàn)手動(dòng)配煤。4. 實(shí)現(xiàn)自動(dòng)/手動(dòng)配煤控制模式手動(dòng)控制方式是通過(guò)調(diào)度室配煤上位機(jī)的有關(guān)參數(shù)畫(huà)面，用鍵盤(pán)進(jìn)行頻率設(shè)定，控制煤的流量。自動(dòng)配煤是計(jì)算機(jī)根據(jù)所要求的灰分自動(dòng)給出有關(guān)計(jì)算參數(shù)和配煤策略，根據(jù)所得的參數(shù)自動(dòng)下裝到變頻器的控制參數(shù)中，系

23、統(tǒng)自動(dòng)運(yùn)行到達(dá)灰分要求。5. 顯示與報(bào)警為保證系統(tǒng)可靠運(yùn)行，在上位機(jī)監(jiān)控畫(huà)面中顯示設(shè)備狀態(tài)、目標(biāo)灰分、瞬時(shí)灰分、累計(jì)灰分、變頻器頻率、煤倉(cāng)倉(cāng)位、設(shè)備故障與報(bào)警提示等數(shù)據(jù)和信息，實(shí)現(xiàn)了多點(diǎn)、多工位的實(shí)時(shí)通訊，保證了配煤操作的協(xié)調(diào)和穩(wěn)定運(yùn)行，并向后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)發(fā)送記錄數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)配煤系統(tǒng)的信息管理和統(tǒng)計(jì)、報(bào)表輸出，以及廠級(jí)管理人員對(duì)配煤過(guò)程的瀏覽和監(jiān)視。2 低煤位配煤控制系統(tǒng)中的控制設(shè)備原理簡(jiǎn)介2.1 可編程控制器PLC的簡(jiǎn)介2 可編程序控制器PLC的開(kāi)展及趨勢(shì)可編程序控制器(Programmable Controller)簡(jiǎn)稱(chēng)PC，但是，它不是個(gè)人計(jì)算機(jī)。為了與稱(chēng)為PC的個(gè)人計(jì)算機(jī)相區(qū)別，現(xiàn)在國(guó)內(nèi)外許

24、多科技雜志都稱(chēng)可編程序控制器為可編程序邏輯控制器(Programmable Logic Controller)，簡(jiǎn)稱(chēng)PLC。PLC從延生到今天，已有二十多年的歷史，在這二十多年里，PLC的開(kāi)展異常迅猛，它已經(jīng)成為當(dāng)今工業(yè)興旺國(guó)家自動(dòng)控制的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備。在火電廠，PLC與DCS(分散控制系統(tǒng))是熱工自動(dòng)化的兩大支柱。由于PLC其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，編程容易，具有較強(qiáng)抗干擾能力，因而很快取代了矩陣式順序控制器，推動(dòng)了PLC的普及和開(kāi)展。70年代末PLC技術(shù)進(jìn)入成熟階段。十六位微處理器和51系列單片機(jī)相繼問(wèn)世,使PLC向大規(guī)模、高速度、高性能方面開(kāi)展，形成了各個(gè)系列的產(chǎn)品。同時(shí)出現(xiàn)了緊湊型、低價(jià)格的新一代產(chǎn)品和多

25、種不同性能的分布網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。此時(shí)面向工程技術(shù)人員的PLC語(yǔ)言也開(kāi)展成熟，出現(xiàn)了工藝人員使用的圖形語(yǔ)言。在功能上PLC已可以完全取代傳統(tǒng)的邏輯控制裝置、模擬控制裝置和小型的DDC控制系統(tǒng),應(yīng)用的領(lǐng)域也不斷擴(kuò)大。80年代中期世界上已有近百個(gè)廠家，二百多種系列機(jī)型。PLC儼然成為工業(yè)控制的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備。90年代PLC開(kāi)展更為迅猛，各個(gè)公司在進(jìn)一步完善自己原有產(chǎn)品的根底上，不斷開(kāi)發(fā)出新的系列產(chǎn)品和增強(qiáng)聯(lián)網(wǎng)功能。PLC軟件不斷向前開(kāi)展，與計(jì)算機(jī)連接更加方便完善。伴隨時(shí)代開(kāi)展，在21世紀(jì)嶄新工業(yè)控制領(lǐng)域中，PLC仍然能夠引導(dǎo)自動(dòng)化行業(yè)的開(kāi)展，隨著電子事業(yè)的飛速進(jìn)步，PLC已經(jīng)可以在各個(gè)領(lǐng)域適應(yīng)不同的客戶要求，這

26、正是PLC所具有的通用性強(qiáng)、使用方便、適應(yīng)面廣、可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)、編程簡(jiǎn)單等特點(diǎn)賦予的其強(qiáng)大生命力。可以說(shuō)PLC在工業(yè)自動(dòng)化控制領(lǐng)域的地位，在可預(yù)見(jiàn)的將來(lái)，是無(wú)法被取代的。國(guó)際電工委員會(huì)(IEC)對(duì)PLC的定義關(guān)于PLC的定義很多,這里我們引用1985年IEC(International Electrotechnical Commission)對(duì)PLC的定義：PLC是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專(zhuān)為工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)。它采用可編程序的存儲(chǔ)，用來(lái)在其內(nèi)部面向用戶存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等特殊操作指令,并通過(guò)數(shù)字式、模擬式的輸入和輸出,控制各種類(lèi)型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。

27、PLC及有關(guān)設(shè)備，都應(yīng)該按易用于工業(yè)控制系統(tǒng)的原那么設(shè)計(jì)，都應(yīng)按易于擴(kuò)充其功能的原那么設(shè)計(jì)。PLC總的開(kāi)展趨勢(shì)是向高集成度、小體積、大容量、易使用、高性能方向開(kāi)展。2 可編程序控制器PLC的應(yīng)用領(lǐng)域PLC能儲(chǔ)存如順序指令、定時(shí)器指令、計(jì)數(shù)器指令、演算指令、數(shù)據(jù)控制指令以及通訊指令，并藉以控制工業(yè)的機(jī)械裝置及流程。多年來(lái)，PLC從其產(chǎn)生到現(xiàn)在，實(shí)現(xiàn)了接線邏輯到存儲(chǔ)邏輯的飛躍；其功能從弱到強(qiáng)，實(shí)現(xiàn)了邏輯控制到數(shù)字控制的進(jìn)步；其應(yīng)用領(lǐng)域從小到大，實(shí)現(xiàn)了單體設(shè)備簡(jiǎn)單控制到勝任運(yùn)動(dòng)控制、過(guò)程控制及集散控制等各種任務(wù)的跨越。今天的PLC在處理模擬量、數(shù)字運(yùn)算、人機(jī)接口和網(wǎng)絡(luò)的各方面能力都已大幅提高，成為工

28、業(yè)控制領(lǐng)域的主流控制設(shè)備，在各行各業(yè)發(fā)揮著越來(lái)越大的作用。目前，PLC在國(guó)內(nèi)外已廣泛應(yīng)用于鋼鐵、石油、化工、電力、建材、機(jī)械制造、汽車(chē)、輕紡、交通運(yùn)輸、環(huán)保及文化娛樂(lè)等各個(gè)行業(yè)，使用情況主要分為如下幾類(lèi)：1. 開(kāi)關(guān)量的邏輯控制這是PLC最根本、最廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，它取代傳統(tǒng)的繼電器電路，實(shí)現(xiàn)邏輯控制、順序控制，既可用于單臺(tái)設(shè)備的控制，也可用于多機(jī)群控及自動(dòng)化流水線。2. 模擬量控制在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程當(dāng)中，有許多連續(xù)變化的量，如溫度、壓力、流量、液位和速度等。為了使可編程控制器處理模擬量，必須實(shí)現(xiàn)模擬量Analog和數(shù)字量Digital之間的A/D轉(zhuǎn)換和D/A轉(zhuǎn)換。PLC廠家都生產(chǎn)配套的A/D和D/A

29、轉(zhuǎn)換模塊，使可編程控制器用于模擬量控制。3. 運(yùn)動(dòng)控制PLC可以用于圓周運(yùn)動(dòng)或直線運(yùn)動(dòng)的控制。從控制機(jī)構(gòu)配置來(lái)說(shuō)，早期直接用于開(kāi)關(guān)量I/O模塊連接位置傳感器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)，現(xiàn)在一般使用專(zhuān)用的運(yùn)動(dòng)控制模塊，可驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)的單軸或多軸位置控制模塊。4. 過(guò)程控制過(guò)程控制是指對(duì)溫度、壓力和流量等模擬量的閉環(huán)控制。作為工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，PLC能編制各種各樣的控制算法程序，完成閉環(huán)控制。PID調(diào)節(jié)是一般閉環(huán)控制系統(tǒng)中用得較多的調(diào)節(jié)方法。大中型PLC都有PID模塊，目前許多小型PLC也具有此功能模塊。PID處理一般是運(yùn)行專(zhuān)用的PID子程序。過(guò)程控制在冶金、化工、熱處理和鍋爐控制等場(chǎng)合有非常廣泛的應(yīng)用。

30、5. 數(shù)據(jù)處理現(xiàn)代PLC具有數(shù)學(xué)運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、排序、查表、位操作等功能，可以完成數(shù)據(jù)的采集、分析及處理。這些數(shù)據(jù)可以與存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中的參考值比擬，完成一定的控制操作，也可以利用通信功能傳送到別的智能裝置，或?qū)⑺鼈兇蛴≈票?。?shù)據(jù)處理一般用于大型控制系統(tǒng)，如無(wú)人控制的柔性制造系統(tǒng)；也可用于過(guò)程控制系統(tǒng)，如造紙、冶金、食品工業(yè)中的一些大型控制系統(tǒng)。6. 通信及聯(lián)網(wǎng)PLC通信含PLC間的通信及PLC與其他智能設(shè)備間的通信。隨著計(jì)算機(jī)控制的開(kāi)展，工廠自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)開(kāi)展得很快，各PLC廠商都十分重視PLC的通信功能，紛紛推出各自的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。新近生產(chǎn)的PLC都具有通信接口，通信非常方便。由于PLC有

31、上述幾個(gè)方面的應(yīng)用，而且，PLC的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)使其控制的規(guī)模又可大、可小，所以，PLC已廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)的各個(gè)領(lǐng)域，如冶金、機(jī)械、化工、輕工、食品、建材等等。不僅如此，PLC同樣也應(yīng)用于一些非工業(yè)過(guò)程，如樓宇自動(dòng)化、電梯控制以及農(nóng)業(yè)的大棚環(huán)境參數(shù)調(diào)控等。PLC能有如此范圍廣泛的應(yīng)用，是PLC自身特點(diǎn)決定的，也是PLC技術(shù)不斷完善的結(jié)果。2 可編程序控制器PLC的特點(diǎn)及組成可編程序控制器(PLC)是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專(zhuān)為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)。它采用可編程序的存儲(chǔ)器，用來(lái)在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并通過(guò)數(shù)字式、模擬式的輸入和輸出，控制各種類(lèi)型的

32、機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。是一種用程序來(lái)改變控制功能的工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，其應(yīng)用領(lǐng)域包括數(shù)字量邏輯控制、運(yùn)動(dòng)控制、閉環(huán)過(guò)程控制、數(shù)據(jù)處理等。根據(jù)?可編程序控制器標(biāo)準(zhǔn)?，對(duì)可編程序控制器的定義為：“可編程序控制器是一種專(zhuān)為在工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計(jì)的電子系統(tǒng)，它采用可編程度的儲(chǔ)存器，用于儲(chǔ)存用戶的指令，通過(guò)數(shù)字或模擬的輸人/輸出，完成確定的邏輯、順序、定時(shí)、計(jì)數(shù)和運(yùn)算等功能，控制各種類(lèi)型的機(jī)械或過(guò)程?？删幊绦蚩刂破骷捌渫鈬O(shè)備的設(shè)計(jì)，使它非常方便地集成到工業(yè)系統(tǒng)中，并很容易到達(dá)人們期望的目標(biāo)?？删幊绦蚩刂破饕渤：?jiǎn)稱(chēng)為PLC (Programmable Logic Controller )，它有如下特點(diǎn)： (1)可靠

33、性高，抗干擾能力強(qiáng)； (2)控制程序可變，編程簡(jiǎn)單； (3)功能完善，包括數(shù)學(xué)運(yùn)算、儲(chǔ)存、數(shù)字和模擬量的輸入輸出等； (4)體積小巧，均為標(biāo)準(zhǔn)模塊，任意擴(kuò)充組合。 可編程序控制器主要包括三局部： (1)輸人局部，它收集并儲(chǔ)存被控對(duì)象實(shí)際運(yùn)行的數(shù)據(jù)和信息； (2)邏輯局部，即中央處理單元(CPU)，由處理器、儲(chǔ)存器系統(tǒng)、電源系統(tǒng)組成； (3)輸出局部，實(shí)施邏輯局部的分析結(jié)果，對(duì)被控對(duì)象作實(shí)時(shí)處理?？删幊绦蚩刂破魈峁┝送暾鴺?biāo)準(zhǔn)的編程語(yǔ)言，以適應(yīng)在各種工業(yè)環(huán)境下使用。PLC提供的編程語(yǔ)言通常有三種：梯形圖、功能圖和布爾邏輯編程。目前使用較多的是梯形圖編程法，主要原因是它和以往的繼電器控制線路相似，

34、使對(duì)計(jì)算機(jī)不太了解的電氣技術(shù)人員能很容易學(xué)會(huì)掌握，編程時(shí)完全不必考慮微處理器內(nèi)部復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，不必考慮計(jì)算機(jī)使用的語(yǔ)言，而把PLC內(nèi)部看成許多“軟繼電器等邏輯部件組成，編程過(guò)程相當(dāng)于設(shè)計(jì)和改變繼電器控制的硬線路。2 可編程序控制器PLC的分類(lèi)PLC裝置的形式多種多樣，功能各不相同。1. 按容量來(lái)分，可以分為“小、“中、“大三種類(lèi)型。(1)小型PLC，這類(lèi)PLC的規(guī)模較小。I/O點(diǎn)數(shù)一般從20點(diǎn)到128點(diǎn)。這類(lèi)PLC的主要功能有邏輯運(yùn)算，計(jì)數(shù)，移位等。采用專(zhuān)用編程器。(2)中型PLC其I/O點(diǎn)數(shù)通常從129點(diǎn)到512點(diǎn)，內(nèi)存在8K以下，適合開(kāi)關(guān)量邏輯控制和過(guò)程參數(shù)檢測(cè)及調(diào)節(jié)，數(shù)據(jù)處理及A/D，D/

35、A轉(zhuǎn)換，聯(lián)網(wǎng)通信，運(yùn)程I/O等功能。(3)大型PLC其I/O點(diǎn)數(shù)在513點(diǎn)以上，其中I/O點(diǎn)數(shù)在513點(diǎn)至896點(diǎn)為大型機(jī)，896點(diǎn)以上為超大型機(jī)。它具有高級(jí)功能的PLC，除了具有中小型PLC的功能外，還有PID運(yùn)算及高速計(jì)數(shù)等功能。配有CRT顯示及常規(guī)的計(jì)算機(jī)鍵盤(pán)，與工業(yè)控制計(jì)算機(jī)相似，具有計(jì)算.控制.調(diào)節(jié)的功能。2. 從結(jié)構(gòu)上分按硬件結(jié)構(gòu)的不同，將PLC分為三類(lèi)(1)整體式結(jié)構(gòu)它是將PLC各組成局部集裝在一個(gè)機(jī)殼內(nèi)，輸入輸出接線端子及電源進(jìn)線分別在機(jī)箱的上，下兩側(cè)，并有相應(yīng)的發(fā)光二極管顯示輸入輸出狀態(tài)。(2)模塊式PLC輸入輸出點(diǎn)數(shù)較多的大中型和局部小型PLC采用模塊式結(jié)構(gòu)。(3)疊裝式P

36、LC。2 可編程序控制器PLC的大型化開(kāi)展1. PLC與DCS將融為一體PLC與DCS的相互滲透，出現(xiàn)了你中有我，我中有你的情況。為了在工業(yè)過(guò)程控制領(lǐng)域有較大的應(yīng)用市場(chǎng)，各制造廠商紛紛學(xué)習(xí)其他廠商產(chǎn)品的優(yōu)點(diǎn)，取長(zhǎng)補(bǔ)短，從而使產(chǎn)品的適用范圍擴(kuò)大，應(yīng)用的規(guī)模也從幾十點(diǎn)擴(kuò)展到上萬(wàn)點(diǎn)，功能的擴(kuò)展也從單一的邏輯運(yùn)算擴(kuò)展到幾乎能滿足所有用戶的需求。此外，要用通信和開(kāi)放的策略，使優(yōu)化、方案、調(diào)度等功能也能夠在可編程序控制器內(nèi)實(shí)現(xiàn)，不同產(chǎn)品通信的實(shí)施也使應(yīng)用的范圍趨向多元化。例如，在國(guó)外的一些雜志上，某一DCS的產(chǎn)品在PLC的產(chǎn)品一覽表中也有介紹.由此可見(jiàn)，PLC與DCS融為一體的趨勢(shì)將不可防止。2. 硬件性

37、能向通用計(jì)算機(jī)靠近PLC向大型化方向開(kāi)展的另一標(biāo)志是產(chǎn)品硬件性能不斷提高.PLC產(chǎn)品的處理器已從早期的一位機(jī)，開(kāi)展到8位、16位、32位、64位機(jī);運(yùn)算速度大大提高，它的晶振頻率已從幾兆赫茲(MHZ)向幾十兆赫茲、幾百兆赫茲開(kāi)展;存儲(chǔ)器的容量也從幾千字節(jié)(KB)開(kāi)展到幾百千字節(jié)、幾兆字節(jié)、幾十兆字節(jié)。PLC的模塊化結(jié)構(gòu)使產(chǎn)品的適應(yīng)性大大改善?？傊捎赑LC的硬件性能正在向通用計(jì)算機(jī)靠近，使得PLC向大型化有了很大的開(kāi)展。3. 軟件功能日益強(qiáng)大軟件功能的開(kāi)展是PLC向大型化方向開(kāi)展的重要標(biāo)志。一些國(guó)外的PLC制造廠商不僅對(duì)硬件的制造進(jìn)行投資，而且還從二個(gè)方面對(duì)軟件進(jìn)行投資：一是收購(gòu)或兼并軟件廠

38、商；二是在公司內(nèi)部成立軟件開(kāi)發(fā)部。對(duì)軟件的大量投資，使用戶在不增加投資費(fèi)用的前提下能得到更多更好更實(shí)用的功能。功能模塊等高級(jí)編程語(yǔ)言使用戶能從中得到經(jīng)濟(jì)效益.例如，開(kāi)發(fā)周期縮短，投產(chǎn)時(shí)間提前，維修時(shí)間減少，對(duì)維修人員技能要求降低。采用清一色的微型計(jì)算機(jī)編程，使系統(tǒng)的組態(tài)性能大大提高，用戶可以很方便地學(xué)會(huì)使用和操作。2 可編程序控制器PLC的小型化開(kāi)展1. 在設(shè)備級(jí)采用配套的PLC對(duì)一些工業(yè)過(guò)程的設(shè)備控制，往往采用化整為零的控制策略，對(duì)這些設(shè)備的控制采用配套的PLC，并配備了專(zhuān)用的控制柜、操作臺(tái)和監(jiān)視器等。例如，對(duì)鍋爐設(shè)備，它有進(jìn)水閥、蒸汽閥、燃料閥和空氣閥，有各種電機(jī)和有關(guān)設(shè)備，采用配套的PL

39、C完成點(diǎn)火和熄火等順序控制和回路控制，根據(jù)鍋爐和規(guī)模，可包括復(fù)雜和三沖量控制和雙交叉限幅控制等。此外，可設(shè)置報(bào)警監(jiān)視系統(tǒng)，在液位低、熄火或滅火，蒸汽壓力高或低時(shí)發(fā)出聯(lián)鎖或報(bào)警信號(hào)等。由于PLC應(yīng)用的專(zhuān)一性，使得控制質(zhì)量大大提高。2. 向高機(jī)能的整體型開(kāi)展為了減小體積，降低本錢(qián)，PLC的制造廠商開(kāi)發(fā)了多種類(lèi)型的高機(jī)能模塊型產(chǎn)品。當(dāng)輸人輸出點(diǎn)數(shù)增加時(shí)，可根據(jù)過(guò)程控制的需求，采用靈活的組合方式進(jìn)行配套，完成所需的控制功能。例如，靈活運(yùn)用高速計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)模塊、步進(jìn)電機(jī)控制模塊、伺服電機(jī)控制模塊、溫度控制模塊和通信接口模塊，可使產(chǎn)品的本錢(qián)下降，同時(shí)，又使擴(kuò)展能力增強(qiáng)，滿足了小型系統(tǒng)控制的需求。同時(shí)也為這些系

40、統(tǒng)的擴(kuò)展留有余地。3. 向小型化開(kāi)展在提高系統(tǒng)可靠性的根底上，產(chǎn)品的體積越來(lái)越小，重量越來(lái)越輕，功能越來(lái)越強(qiáng)。OMRON公司最近推出的CPMI可編程序控制器的體積約130mm*89mm*84mm(W*H*D)，可連接10個(gè)輸人輸出點(diǎn)，還可以擴(kuò)展到20、30和50點(diǎn).輸人的時(shí)間常數(shù)可在1 128ms的范圍內(nèi)設(shè)置，以適應(yīng)輸人信號(hào)的變化;根本指令的執(zhí)行時(shí)間是s，特殊指令的執(zhí)行時(shí)間也只有s。它可以使用91個(gè)指令進(jìn)行編程。2.2 上位機(jī)監(jiān)控軟件性能、功能簡(jiǎn)介計(jì)算機(jī)作為上位機(jī)可以提供良好的人機(jī)界面，進(jìn)行全系統(tǒng)的監(jiān)控和管理；PLC作為下位機(jī)進(jìn)行通信，執(zhí)行可靠有效的分散控制。在計(jì)算機(jī)與PLC之間通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)實(shí)

41、現(xiàn)信息的傳送和交換。在控制系統(tǒng)中，一般計(jì)算機(jī)僅用于編程、參數(shù)設(shè)定和修改，圖形和數(shù)據(jù)的在線顯示，并沒(méi)有直接參與現(xiàn)場(chǎng)控制，現(xiàn)場(chǎng)上的控制執(zhí)行者是PLC。因此，即使是計(jì)算機(jī)出了故障，也不會(huì)影響整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程的正常進(jìn)行，大大提高了系統(tǒng)的可靠性。應(yīng)用實(shí)踐說(shuō)明：上述的分布式控制系統(tǒng)可以綜合計(jì)算機(jī)與PLC的長(zhǎng)處，彌補(bǔ)它們各自功能上的缺乏，實(shí)現(xiàn)控制與管理一體化。這種分布式控制系統(tǒng)在工廠自動(dòng)化FA，柔性制造系統(tǒng)FMS已及計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)CIMS中可以發(fā)揮重要的作用。由于當(dāng)今世界是一個(gè)信息技術(shù)高度開(kāi)展的世界，計(jì)算機(jī)監(jiān)控軟件也是百花齊放、百家爭(zhēng)鳴，目前常用的監(jiān)控軟件有INTUCH，組態(tài)王，百利等。由于學(xué)校的條件，本論

42、文主要應(yīng)用紫金橋監(jiān)控軟件，下面給予簡(jiǎn)要介紹。2 紫金橋監(jiān)控軟件簡(jiǎn)介系統(tǒng)采用紫金橋監(jiān)控組態(tài)軟件作為上位機(jī)軟件和PLC來(lái)進(jìn)行控制和顯示。紫金橋監(jiān)控組態(tài)軟件的組態(tài)界面可以直接形象模擬、顯示、監(jiān)視現(xiàn)場(chǎng)的工作情況，工作程序，實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)以及對(duì)意外情況的處理，其具有豐富的I/O接口，以便與下層的采集設(shè)備進(jìn)行通信。紫金橋軟件系統(tǒng)可以分成三層，底層IO驅(qū)動(dòng)，支持各種GPRS設(shè)備，進(jìn)入到組態(tài)環(huán)境， 在附加設(shè)施中選擇GPRS設(shè)備，可以選擇不同的廠家，通過(guò)配置按鈕可以進(jìn)行GPRS設(shè)備。配置完成后，GPRS對(duì)于用戶完全透明，即用戶不需要了解GPRS設(shè)備的任何信息就可以完成數(shù)據(jù)的傳輸。IO設(shè)備驅(qū)動(dòng)自動(dòng)驅(qū)動(dòng)GPRS設(shè)備進(jìn)行

43、數(shù)據(jù)傳輸。數(shù)據(jù)庫(kù)是紫金橋軟件的核心，在這里可以處理數(shù)據(jù)報(bào)警，歷史存貯，量程變換，邏輯控制，歷史檢索等一系列數(shù)據(jù)操作。維護(hù)整個(gè)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)和歷史數(shù)據(jù)。畫(huà)面顯示和歷史數(shù)據(jù)顯示，通過(guò)組態(tài)界面可以顯示實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。根據(jù)用戶需求可以顯示實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、月報(bào)表、日?qǐng)?bào)表、報(bào)表查詢(xún)、歷史數(shù)據(jù)、報(bào)警統(tǒng)計(jì)、趨勢(shì)分析、外部數(shù)據(jù)接口等系統(tǒng)數(shù)據(jù)?？梢砸詧D形、報(bào)表等形式查看數(shù)據(jù)。一旦發(fā)生報(bào)警可以及時(shí)通知用戶。及時(shí)處理異常情況。同時(shí)通過(guò)各種統(tǒng)計(jì)報(bào)表，可以形象直觀地觀察分析異常數(shù)據(jù)。紫金橋軟件定制Web Server非常簡(jiǎn)單，只需要指定在組態(tài)環(huán)境中配置參數(shù)就可以配置自己的Web效勞器。進(jìn)入到組態(tài)環(huán)境，在導(dǎo)航樹(shù)的“公共/Web配置配置。指

44、定相應(yīng)的Web根目錄、起始畫(huà)面、IP地址等參數(shù)就配置成功Web效勞器了。然后選擇菜單中的“文件/全部發(fā)布到Web就可以使用IE瀏覽器訪問(wèn)效勞器的數(shù)據(jù)了。系統(tǒng)經(jīng)過(guò)組態(tài)運(yùn)行后，大大減輕了用戶抄表的工作量，而且數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性、實(shí)時(shí)性也得到了保證，整個(gè)系統(tǒng)操作簡(jiǎn)單、維護(hù)方便，為電網(wǎng)的穩(wěn)定經(jīng)濟(jì)運(yùn)行提供了可靠的技術(shù)保證。2 組態(tài)王監(jiān)控軟件簡(jiǎn)介組態(tài)王是運(yùn)行在Windouw 98/NT上的一種組態(tài)軟件，具有完善、先進(jìn)的圖形界面生成功能，提供了豐富的數(shù)據(jù)類(lèi)型、命令語(yǔ)言、控件和控件函數(shù)以及多種I/O驅(qū)動(dòng)程序，而且支持網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行。使用組態(tài)王，可以設(shè)計(jì)多級(jí)平安控制和訪問(wèn)權(quán)限；設(shè)計(jì)清晰準(zhǔn)確的畫(huà)面描述工業(yè)控制現(xiàn)場(chǎng)；設(shè)計(jì)復(fù)雜的

45、動(dòng)畫(huà)顯示現(xiàn)場(chǎng)的操作狀態(tài)和數(shù)據(jù)；監(jiān)控和記錄各種報(bào)警信息；顯示實(shí)時(shí)趨勢(shì)曲線和歷史趨勢(shì)曲線；實(shí)現(xiàn)報(bào)表打印和查詢(xún)歷史數(shù)據(jù)等功能。具體特點(diǎn)與功能如下：1. 工程管理組態(tài)王工程管理器的主要作用就是為用戶集中管理本機(jī)上的所有組態(tài)王工程。工程管理器的主要功能包括：新建、刪除工程，對(duì)工程重命名，搜索指定路徑下的所有組態(tài)王工程，修改工程屬性，工程的備份、恢復(fù)，數(shù)據(jù)詞典的導(dǎo)入導(dǎo)出，切換到組態(tài)王開(kāi)發(fā)或運(yùn)行環(huán)境等。另外，組態(tài)王開(kāi)發(fā)系統(tǒng)提供工程加密，畫(huà)面和命令語(yǔ)言導(dǎo)入、導(dǎo)出功能。2. 畫(huà)面制作系統(tǒng)支持無(wú)限色和過(guò)渡色(1)圖庫(kù)，使用圖庫(kù)具有很多好處：降低了工程人員設(shè)計(jì)界面的難度，縮短開(kāi)發(fā)周期；用圖庫(kù)開(kāi)發(fā)的軟件將具有統(tǒng)一的外

46、觀，方便工程人員學(xué)習(xí)和掌握；利用圖庫(kù)的開(kāi)放性，工程人員可以生成自己的圖庫(kù)元素，“一次構(gòu)造，隨處使用，節(jié)省了工程人員投資。(2)按鈕和圖形，組態(tài)王支持按鈕的多種形狀和多種效果，并且支持位圖按鈕，用戶可以構(gòu)造無(wú)限漂亮的按鈕。(3)可視化動(dòng)畫(huà)連接向?qū)?，通過(guò)可視化圖形操作，直接完成移動(dòng)、旋轉(zhuǎn)的動(dòng)畫(huà)連接定義。3. 報(bào)警和事件系統(tǒng)組態(tài)王報(bào)警系統(tǒng)全新改版，具有方便、靈活、可靠、易于擴(kuò)展的特點(diǎn)。組態(tài)王分布式報(bào)警管理提供多種報(bào)警管理功能。包括：基于事件的報(bào)警、報(bào)警分組管理、報(bào)警優(yōu)先級(jí)、報(bào)警過(guò)濾、新增死區(qū)和延時(shí)概念等功能，以及通過(guò)網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程報(bào)警管理。組態(tài)王還可以記錄應(yīng)用程序事件和操作員操作信息。報(bào)警和事件具有多種

47、輸出方式：文件、數(shù)據(jù)庫(kù)、打印機(jī)和報(bào)警窗。4. 報(bào)表系統(tǒng)組態(tài)王提供一套全新的、集成的內(nèi)嵌式報(bào)表系統(tǒng)，內(nèi)部提供豐富的報(bào)表函數(shù)，用戶可創(chuàng)立多樣的報(bào)表。提供報(bào)表工具條，操作簡(jiǎn)單明了。 5.控件組態(tài)王支持Windows標(biāo)準(zhǔn)的Active X控件主要為可視控件，包括Microsoft提供的標(biāo)準(zhǔn)Active X控件和用戶自制的Active X控件。6. 通訊系統(tǒng)支持遠(yuǎn)程撥號(hào)，組態(tài)王支持與遠(yuǎn)程設(shè)備間通過(guò)撥號(hào)方式進(jìn)行通訊。組態(tài)王的遠(yuǎn)程撥號(hào)與組態(tài)王原有驅(qū)動(dòng)程序無(wú)縫連接，硬件設(shè)備端無(wú)需更改程序。開(kāi)發(fā)中進(jìn)行硬件測(cè)試，開(kāi)發(fā)系統(tǒng)中有硬件測(cè)試界面，在不啟動(dòng)運(yùn)行系統(tǒng)的情況下，能測(cè)試對(duì)硬件設(shè)備的讀寫(xiě)操作，并且IO變量支持時(shí)間戳

48、和質(zhì)量戳，能隨時(shí)判斷數(shù)據(jù)采集的時(shí)間和檢查通訊質(zhì)量的好壞。7. 網(wǎng)絡(luò)功能組態(tài)王完全基于網(wǎng)絡(luò)的概念，是一種真正的客戶效勞器模式，支持分布式歷史數(shù)據(jù)庫(kù)和分布式報(bào)警系統(tǒng)，組態(tài)王的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)是一種柔性結(jié)構(gòu)，可以將整個(gè)應(yīng)用程序分配給多個(gè)效勞器，如指定報(bào)警效勞器和歷史數(shù)據(jù)記錄效勞器，這樣可以提高工程的整體容量結(jié)構(gòu)并改善系統(tǒng)的性能。8. 冗余系統(tǒng)組態(tài)王提供全面的冗余功能，能夠有效地減少數(shù)據(jù)喪失的可能，增加了系統(tǒng)的可靠性，方便了系統(tǒng)維護(hù)。組態(tài)王提供三重意義上的冗余功能，即雙設(shè)備冗余、雙機(jī)冗余和雙網(wǎng)絡(luò)冗余。對(duì)于這三種冗余方式，設(shè)計(jì)者可綜合運(yùn)用，可以同時(shí)采取或采取其中的任意一種或兩種。采用冗余后，系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)將更加穩(wěn)定

49、、可靠，對(duì)各種情況都能應(yīng)付自如。3 火電廠配煤控制系統(tǒng)組成及工藝概述配煤是整個(gè)輸煤系統(tǒng)的最后一個(gè)過(guò)程，但這個(gè)過(guò)程卻是設(shè)備最多，控制也是相比照擬復(fù)雜的。在此過(guò)程的控制方式有兩種，分別是自動(dòng)配煤和手動(dòng)配煤。下面將分別介紹。同時(shí)也將介紹兩種配煤設(shè)備，原煤斗和煤位檢測(cè)。3.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)該電廠輸煤控制系統(tǒng)根據(jù)機(jī)組需要設(shè)計(jì)每個(gè)煤倉(cāng)分別裝有一臺(tái)梨煤器，而尾倉(cāng)不需要設(shè)置犁煤器。系統(tǒng)控制設(shè)備包括：皮帶機(jī)2臺(tái)、碎煤機(jī)2臺(tái)、犁煤器14臺(tái)、8個(gè)原煤斗等。 根據(jù)系統(tǒng)工藝及控制設(shè)備情況設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖如圖3.1所示：圖3.1 系統(tǒng)配置圖 系統(tǒng)由現(xiàn)場(chǎng)總線層、控制層和管理層構(gòu)成，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線同各個(gè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，從而

50、到達(dá)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行集中監(jiān)視和控制；而管理層過(guò)以太網(wǎng)進(jìn)行連接，包括上位機(jī)組態(tài)軟件形成了數(shù)據(jù)管理層系統(tǒng)，上位機(jī)具有現(xiàn)場(chǎng)組態(tài)、網(wǎng)絡(luò)組態(tài)等功能，通過(guò)PLC編程軟件和組態(tài)軟件結(jié)合對(duì)控制層及現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)監(jiān)控和管理。3.2 系統(tǒng)工藝概述通常，煤倉(cāng)自動(dòng)配煤的控制流程是這樣的：運(yùn)行人員首先需要設(shè)定旁路倉(cāng)、檢修倉(cāng)、尾倉(cāng)，以確定哪些煤倉(cāng)需要加煤；然后，啟動(dòng)自動(dòng)配煤程序，由程序進(jìn)行全自動(dòng)配煤。自動(dòng)配煤運(yùn)行過(guò)程中遵循低煤位優(yōu)先、高煤位自動(dòng)換倉(cāng)、順序配煤等原那么。.1 低煤位優(yōu)先配煤低煤位優(yōu)先配煤也稱(chēng)補(bǔ)低配煤。配煤過(guò)程中無(wú)論在什么情況下，只要出現(xiàn)低煤位信號(hào)，應(yīng)立即切換到低煤位倉(cāng)配煤，防止發(fā)生空倉(cāng)。 高煤位自動(dòng)換倉(cāng)在沒(méi)

51、有低煤位報(bào)警的情況下或所有低煤位倉(cāng)補(bǔ)低完成后，自動(dòng)配煤過(guò)程按照前后順序依次給非高煤位煤倉(cāng)加煤，每個(gè)煤倉(cāng)在加到出現(xiàn)高煤位信號(hào)以后，自動(dòng)切換到下個(gè)非高煤位倉(cāng)加煤，如此依次進(jìn)行直至加倉(cāng)結(jié)束。 順序配煤配煤過(guò)程中的總體順序是從煤倉(cāng)皮帶機(jī)尾部的煤倉(cāng)，依次向皮帶機(jī)頭部的煤倉(cāng)方向從前往后進(jìn)行配煤。配煤過(guò)程中，如果需要進(jìn)行低煤位優(yōu)先配煤，那么先對(duì)低低煤位倉(cāng)加煤，消除低低煤位并加至低煤位后，再返轉(zhuǎn)到低煤位優(yōu)先配煤過(guò)程之前的那個(gè)煤倉(cāng)，繼續(xù)按照順序配煤的原那么進(jìn)行配煤。 循環(huán)配煤循環(huán)自動(dòng)配煤過(guò)程中，當(dāng)依次加滿所有煤倉(cāng)后，通常的做法是停止皮帶機(jī)輸送系統(tǒng)、終止配煤過(guò)程，但常常由于沒(méi)有及時(shí)(提前)停止供煤，造成皮帶機(jī)重載

52、停機(jī)、甚至造成加倉(cāng)溢出，給輸煤運(yùn)行和維護(hù)帶來(lái)不必要的麻煩。采用循環(huán)配煤的方式可以防止類(lèi)似情況的發(fā)生。當(dāng)依次加滿所有煤倉(cāng)后，程序自動(dòng)重新啟動(dòng)新一輪的自動(dòng)配煤，再?gòu)拿簜}(cāng)皮帶機(jī)尾部的煤倉(cāng)開(kāi)始，依次向皮帶機(jī)頭部的煤倉(cāng)方向進(jìn)行配煤。由于機(jī)組運(yùn)行過(guò)程中必須不斷地供煤，曾經(jīng)加滿的煤倉(cāng)待到一輪配煤過(guò)程結(jié)束時(shí)，一般已經(jīng)用掉了不少煤，通過(guò)循環(huán)配煤不但可以在大多數(shù)情況下防止皮帶機(jī)重載停機(jī)、煤倉(cāng)加倉(cāng)溢出等情況的發(fā)生，還可以通過(guò)新一輪的配煤把已經(jīng)用掉一局部煤的煤倉(cāng)重新補(bǔ)滿、增加設(shè)備運(yùn)行效率、減少啟動(dòng)皮帶機(jī)加倉(cāng)的次數(shù)、減輕運(yùn)行人員以及設(shè)備的負(fù)擔(dān)。運(yùn)煤系統(tǒng)的卸料可在PLC上用編程方法實(shí)現(xiàn)，也可以用PLC采集模擬量后通過(guò)組態(tài)

53、軟件實(shí)現(xiàn)。優(yōu)選方案為PLC做程序控制，組態(tài)軟件做監(jiān)控及后期數(shù)據(jù)處理。通過(guò)此工程與傳統(tǒng)人工卸料相比，自動(dòng)化水平和效率明顯提高，會(huì)更自動(dòng)、更精確，減輕工人勞動(dòng)量等。自動(dòng)配煤又稱(chēng)配煤程控，完全根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的煤位信號(hào)和犁位信號(hào)，以及操作員根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)要求所設(shè)的尾倉(cāng)和檢修犁，自動(dòng)控制犁的抬落，完成原煤倉(cāng)的自動(dòng)配煤。具體情況如下：配煤程控是根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)煤位信號(hào)進(jìn)行自動(dòng)配煤，有3種原那么：即優(yōu)先配煤、順序配煤、余額配煤。假設(shè)某倉(cāng)出現(xiàn)低煤位信號(hào)，不管原來(lái)配倉(cāng)在哪里進(jìn)行都將立即中止而轉(zhuǎn)入對(duì)低煤位信號(hào)的煤倉(cāng)配煤，即出現(xiàn)低煤位信號(hào)的煤倉(cāng)要優(yōu)先配煤。如果是有三個(gè)以上的煤倉(cāng)同時(shí)出現(xiàn)低煤位的信號(hào)，那么手動(dòng)配煤。當(dāng)全部低煤位消失時(shí)，各

54、煤倉(cāng)的配煤將按順煤流方向依次進(jìn)行。對(duì)原煤倉(cāng)，每個(gè)倉(cāng)都配至高煤位報(bào)警信號(hào)出現(xiàn)為止。如正在進(jìn)行順序配煤時(shí)，某煤倉(cāng)又出現(xiàn)低煤位報(bào)警，那么立即轉(zhuǎn)到低煤位煤倉(cāng)進(jìn)行低煤位優(yōu)先配煤，配至低煤位消失后，延時(shí)一段時(shí)間，配到高煤位，然后返回到剛剛順序配的煤倉(cāng)進(jìn)行順序配煤。如遇到檢修犁時(shí)，程序自動(dòng)跳過(guò)。因過(guò)多的犁卡死而不能自動(dòng)配煤，只能用手配方式對(duì)各倉(cāng)進(jìn)行配煤?；蛘?，如果此犁不在落位，在上位機(jī)上設(shè)此犁為檢修犁，繼續(xù)程配。當(dāng)順序配煤到尾倉(cāng)，尾倉(cāng)出現(xiàn)高煤位時(shí)，配煤系統(tǒng)即發(fā)出“程配完畢信號(hào)。程配完畢信號(hào)發(fā)出后，轉(zhuǎn)為手動(dòng)，整個(gè)流程即要順煤流方向依次停運(yùn)各個(gè)設(shè)備，將皮帶上的煤走空。在流程停運(yùn)之前這一段時(shí)間，配煤將返回第一個(gè)倉(cāng)

55、開(kāi)始余煤配，每個(gè)倉(cāng)均分，配一段時(shí)間后才轉(zhuǎn)入下一倉(cāng)。對(duì)檢修倉(cāng)、檢修犁會(huì)跳過(guò)不配。這一輪配完后，下一輪再重復(fù)進(jìn)行，直到皮帶上的余煤配完或流程停下來(lái)。檢修犁的設(shè)置都在上位機(jī)上進(jìn)行，尾倉(cāng)的犁在程配時(shí)處于落下位置，后面的倉(cāng)不參與配煤。設(shè)置檢修犁前，需要在就地將此犁打在抬起位置，在程配時(shí)不對(duì)此犁進(jìn)行控制。指定順序配煤方式：根據(jù)煤倉(cāng)上煤順序，控制犁煤器動(dòng)作，當(dāng)煤位到達(dá)上限時(shí)，原煤倉(cāng)報(bào)警，并轉(zhuǎn)換到下一煤倉(cāng)配煤，直至全部煤倉(cāng)配滿為止。循環(huán)順序配煤方式：按順序每個(gè)煤倉(cāng)配煤固定時(shí)間(該時(shí)間可有用戶自行設(shè)定)，然后轉(zhuǎn)為下一個(gè)煤倉(cāng)配煤，依次循環(huán)，直至全部煤倉(cāng)均配滿為止。低煤位優(yōu)先配煤方式：當(dāng)某一煤倉(cāng)出現(xiàn)低煤位時(shí)，自動(dòng)停

56、止順序配煤方式，切換至低煤位倉(cāng)配煤；當(dāng)?shù)兔何粋}(cāng)低煤位信號(hào)消失一定時(shí)間后，再恢復(fù)順序配煤方式。檢修跳倉(cāng)：設(shè)置檢修標(biāo)志，當(dāng)某煤倉(cāng)檢修時(shí)程序自動(dòng)閉鎖檢修倉(cāng)犁煤器，實(shí)現(xiàn)檢修自動(dòng)跳倉(cāng)。3.2.5 原煤斗原煤斗就是為煤炭耗用和輸送之間設(shè)置的緩沖裝置?？紤]輸煤系統(tǒng)有出現(xiàn)故障的原因，一般原煤斗容量按相應(yīng)于10小時(shí)以上的鍋爐最大連續(xù)出力的耗煤量來(lái)考慮。煤斗雖貌似簡(jiǎn)單，但在鍋爐運(yùn)行中因原煤斗的影響而使整臺(tái)鍋爐的生產(chǎn)運(yùn)行受到影響的事例是并不少見(jiàn)的。隨著原煤斗容量和高度的增加，下部煤炭所受到的壓力不斷增大，流動(dòng)性差，滯流或堵煤的情況時(shí)有發(fā)生，尤其是在煤炭含水分高時(shí)。煤斗中的煤會(huì)在下落到煤堆面時(shí)產(chǎn)生偏析，塊煤相對(duì)集中于

57、落煤點(diǎn)的周?chē)?，使落入給煤機(jī)的粒度隨著煤斗的煤位而變，煤斗的容積越大，其程度越嚴(yán)重。煤斗的棚煤、粘煤、積煤都會(huì)造成出口落煤不暢，造成煤斗的有效容積減小、給煤機(jī)和磨煤機(jī)斷煤等不利影響，這些因素對(duì)于制粉系統(tǒng)的平安穩(wěn)定運(yùn)行都是很不利的。不同的發(fā)電廠采用了許多的有效方法防止以上問(wèn)題的發(fā)生，如鐵嶺發(fā)電廠采用電動(dòng)的煤斗振動(dòng)疏松機(jī)。其他電廠也有采用煤斗外懸掛重錘的，在煤斗棚煤時(shí)用人工敲擊原煤斗的方法使煤疏松被振落。還有的電廠在煤斗的內(nèi)層加裝了一層極為光滑而耐磨的特種樹(shù)脂板材，加裝這種板材后減少了煤斗粘煤的可能。更常規(guī)的方法是在原煤斗上安裝壓縮空氣儲(chǔ)罐空氣炮以電磁閥來(lái)控制放炮，在煤斗堵煤時(shí)放炮使“搭橋的煤被振落

58、，但這種方法的弊端是有時(shí)煤斗內(nèi)的原煤會(huì)越轟粘結(jié)的越緊。原煤斗的外形及空氣炮如圖3.2 所示。原煤倉(cāng)的設(shè)計(jì)應(yīng)按煤的特性進(jìn)行，并滿足以下條件：1. 原煤倉(cāng)的容量必須滿足電廠上煤方式下的鍋爐運(yùn)行要求。2. 在控制的煤流量下，保持連續(xù)的煤流。3. 原煤倉(cāng)內(nèi)不會(huì)出現(xiàn)搭橋和漏斗現(xiàn)象。為滿足上述要求，應(yīng)采取以下措施：1. 煤倉(cāng)的形狀和外表應(yīng)有利于煤流的排出，不易積煤。大容量鍋爐的原煤倉(cāng)宜采用鋼架結(jié)構(gòu)的圓筒倉(cāng)形，下接圓錐形或雙曲線形出口段，其內(nèi)壁應(yīng)光滑耐磨。2. 原煤倉(cāng)下方的金屬小煤斗出口截面不應(yīng)太小，其下部采用雙曲線形小煤斗時(shí)，截面不應(yīng)突然收縮。3. 煤倉(cāng)內(nèi)壁應(yīng)光滑，不應(yīng)有任何凹陷和突出部位以及物件。.6

59、煤位檢測(cè)及判斷自動(dòng)配煤能否順利實(shí)現(xiàn)，還要依賴(lài)于現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備、特別是煤倉(cāng)煤位檢測(cè)的準(zhǔn)確可靠。這里主要介紹采用超聲波連續(xù)料位計(jì)和料位開(kāi)關(guān)相結(jié)合實(shí)現(xiàn)煤倉(cāng)煤位檢測(cè)的方法。超聲波連續(xù)料位計(jì)工作原理 超聲波物位計(jì)的換能器傳感器被直接安裝在被測(cè)介質(zhì)上方，當(dāng)高頻脈沖聲波由換能器發(fā)出，遇被測(cè)物體(物料)外表被反射折回，局部反射回波被同一換能器接收，轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。脈沖發(fā)送和接收之間的時(shí)間(聲波的運(yùn)動(dòng)時(shí)間)與換能器到物體外表的距離成正比。聲波傳輸距離s與聲速c和傳輸時(shí)間t之間的關(guān)系可用公式表示：s=ct/2。 信號(hào)通過(guò)電子單元處理顯示其距離。 由于在超聲波脈沖發(fā)射過(guò)程中的機(jī)械惰性占用了傳輸時(shí)間，使得靠近換能器的一小段區(qū)

60、域內(nèi)反射波不能被接收，這一區(qū)域稱(chēng)為盲區(qū)。而盲區(qū)的大小與選擇的超聲波物位計(jì)的型號(hào)有關(guān)。 每個(gè)煤倉(cāng)的兩側(cè)落料口分別安裝1只高煤位開(kāi)關(guān)，檢測(cè)距離由各廠原煤斗的高度而定，同時(shí)在每個(gè)煤倉(cāng)中間位置暗轉(zhuǎn)了1套超聲波料位檢測(cè)探頭。控制系統(tǒng)程序通過(guò)超聲波料位計(jì)側(cè)得位信號(hào)即進(jìn)行低煤位判斷，低煤位的高度由各廠原煤斗的實(shí)際情況而定，分別判斷為低煤位(由于煤倉(cāng)下半局部為漏斗狀，越靠下容量越小，煤倉(cāng)中約存有1/3左右煤)。為了防止加倉(cāng)滋出，高煤位除了照超聲波煤位信號(hào)判斷外，還同時(shí)通過(guò)安裝在落口的高煤位開(kāi)關(guān)判斷，高煤位開(kāi)關(guān)的高度根據(jù)實(shí)際情況而定，即當(dāng)煤位對(duì)應(yīng)于高煤位附近時(shí)，高煤位開(kāi)關(guān)被觸發(fā)動(dòng)作(由于煤倉(cāng)內(nèi)煤位空間分布的不均