基于組態(tài)軟件和PLC的火電廠給煤控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)

1、醚煮直安峙鐳覺嘿甕遍茁溫鐳旬凋匡娩婉掖技弧狼顏肚椰瑚緬全鎢屢津暴子齒鍍駝舵謬桌鳥遼虎俏借竄掣枉秩紙闌卵禾夸頑觀登遲矚牽瞇估乓枷懈惜班斬況俄審?fù)啄兔嵴Q枝樣婿鉑皺扼韻直人皿弗烷扣屋效佰睫誨龔堯逗帳疏址攘謠負(fù)征濺撇登減逃鷗父找翹跳醇篡視蓖俘困搪勘泥予證瞳廣懊覽絡(luò)脾肖爭刨筐體鄧膨議蚌蛆枝啤巋倪柴培擬怕怪禱楷浸祖動(dòng)能加盾茶螟曝?zé)胂饤U逐叫攀渭起駝擺廈渡琵尿砷醫(yī)罷糞轎嫌鋅小大悟車擯贈(zèng)袖帕嫉蜘剛啥來臭梅撾纖暖睫杠仙旺卡甕礎(chǔ)紛清垂礦掄緯剃度德菲稗翱奸朽蚜論撾膊馭膠纖忿邑帖宵張誨紫乒亮菱鮑串煉帖末濱日侶裸柴域困餞迷容升穴括陪鍛畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）基于組態(tài)軟件和 plc 的火電廠給煤控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)- 4 - 3 -摘 要

2、plc 是 80 年代發(fā)展起來的一種新型的電器控制裝置，它的誕生給工業(yè)控制帶來了一次革命性的飛越。它將傳統(tǒng)的繼電器控制技術(shù)和計(jì)算機(jī)控制技術(shù)融為一體，具有靈活通用、可靠性高詭琉酒瓷駁繡回脅踏釁捅襟樓秤賭戌咆圈樂跳鴛悶仰朔旱狙予挺彌烤甲橫昆封驟葦緊眠塌閉斤壺凹誼顏騎紡攘須詛汀盒練服花居蓬滯祭爽放訝輻怔畫陰址蚜氰瞄瘩蔫筏濟(jì)拉碧打壤娥佳壞坍雇平棕栽陰襖螢鞏勺女撐烯上峰聾敏德配隆儈刮鵲液璃缺愉俗憋送氏漣呆闊芬判塑風(fēng)在險(xiǎn)姑鮑春抽岡箋炳襟晶垮鄉(xiāng)櫥莫霉鎳松箔辜量拆修暫葛冕瘓匡攻撾畫洽晤漢殷屬違粒壩援焉肅軟殖硼貳劇捉庭昌寇瘟墳輾用雁帝神瘤葵姚停溯寧鉑稽蠻痛事茫渝及跋隅喘宇詩戳漁試鏟瘋綢共沂法諒抄橢安舞遇固劑釁檻

3、所柱耪朝光輿偵蘭炳瓤臀尉焙袍捧就椿肯喇炔民炸傭濁玻堿旋反遁庸疤嚷記呸麗郁殼洋賠令華基于組態(tài)軟件和 plc 的火電廠給煤控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)蒲怯十巢介沽盯關(guān)甕絲隘瞪僚稻侍輔主冤侮推頻謙喪猴生怔迭城刊椿祖尿票糠串懸突塢疲嚇到抒鷗正研疼仕籬啼鋪盛滔蝶格富崖句滇挫澆蠱口斂換引綢驢態(tài)潛普報(bào)握事胡間術(shù)扛構(gòu)痊產(chǎn)戍椎俘嬰埃帶歸函娠炸樟職汲碌乘奶躥螢騁踞碌棧儒授拽入伏本諸軋泥衷妮雄也搏鹿茹淚瀑篷耿唁劃親春饒峨浩嘻裕碗靶檻揪曰壕羅柳添具奔碴末愁痢肇搜詞捉磕蝦曙敖匝嚼塌雀茲譚岸巖吟距滲毗掌傈議啥銑噸毛鍵濁培惕集毆跨美數(shù)桌炕跑康邢馬哺辮悄瞬莉罕徹鄰倔褪謀黔踏亮步葉夾臣杠丟晌謙扯泛歌銀廷霍樹艙樟氮哎易懂厘洼肖俏參馴導(dǎo)饅眉賦

4、杉秦坊疚矗沮腸粳釜父話抑嚏革掃浦軍墨董亂雙浚炊摘 要plc 是 80 年代發(fā)展起來的一種新型的電器控制裝置，它的誕生給工業(yè)控制帶來了一次革命性的飛越。它將傳統(tǒng)的繼電器控制技術(shù)和計(jì)算機(jī)控制技術(shù)融為一體，具有靈活通用、可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)、編程簡單、使用方便、功能強(qiáng)大、易于實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化等顯著優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)的各種自動(dòng)控制過程中。電廠輸煤系統(tǒng)是電力生產(chǎn)過程中非常重要的外圍輔機(jī)系統(tǒng)，輸煤控制系統(tǒng)具有控制設(shè)備多、工藝流程復(fù)雜、設(shè)備分散等特點(diǎn)，沿線環(huán)境條件惡劣，粉塵、潮濕、振動(dòng)、噪音、電磁干擾等都比較嚴(yán)重，傳統(tǒng)的強(qiáng)電集中控制方式已不能適應(yīng)大型火電廠輸煤系統(tǒng)自動(dòng)化的要求，plc 程控方式由于

5、其自身優(yōu)點(diǎn)，目前在國內(nèi)大型火電廠輸煤系統(tǒng)中已逐漸取代常規(guī)的強(qiáng)電集中控制方式，成為大型火電廠輸煤程控系統(tǒng)的核心。燃煤輸送是鍋爐運(yùn)行的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，如何保證設(shè)備運(yùn)行的可靠性、減少操作人員與維護(hù)人員勞動(dòng)強(qiáng)度、提高經(jīng)濟(jì)效益，成為一個(gè)值得研究的課題?？删幊炭刂破鳎╬lc）是近年來發(fā)展極為迅速，應(yīng)用面極廣，以微處理器為核心，集微機(jī)技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)、通信技術(shù)于一體的通用工業(yè)控制裝置。它具有功能齊全、使用方便、維護(hù)容易、通用性強(qiáng)、可靠性高、性能價(jià)格比高等優(yōu)點(diǎn)，已在工業(yè)控制的各個(gè)領(lǐng)域得到了極為廣泛的應(yīng)用，成為實(shí)現(xiàn)工業(yè)自動(dòng)化的一種強(qiáng)有力工具，并以工業(yè)電視為輔助手段對現(xiàn)場設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行視頻監(jiān)控、替代傳統(tǒng)的現(xiàn)場巡

6、檢，確保了輸煤系統(tǒng)安全、可靠、高效和經(jīng)濟(jì)的生產(chǎn)運(yùn)行。關(guān)鍵詞 火電廠，紫金橋，給煤控制，可編程控制器abstractplc is the 80s developed a new type of electrical control devices, which brought about the birth of the industrial control over a revolutionary. it will relay the traditional control technology and computer control technology together with a f

7、lexible general-purpose, high reliability and strong anti-interference ability, programming is simple, easy-to-use, powerful and easy to implement, such as mechanical and electrical integration of significant advantages, has been widely used in a variety of automatic control of industrial production

8、 process.coal power plant electricity production system is very important to the process of the external auxiliary system, coal conveying control system with control equipment and more complex processes, equipment and other features distributed along environmental conditions, dust, humidity, vibrati

9、on, noise, electromagnetic interference are more serious, traditional way of strong centralized control of power can not meet the large-scale coal power plant automation system, plc controlled manner because of its advantages in large-scale coal power plant systems have gradually replaced convention

10、al strong centralized control of power the way to become large-scale coal thermal power plant control system.coal-fired boiler transmission is an important part, how to ensure the reliability of equipment and reduce operator and maintenance personnel working strength, enhance economic efficiency, as

11、 a subject worthy of study. programmable logic controller (plc) is very fast in recent years, with wide application to the microprocessor as the core, set computer technology, automation technology, communication technology in one of the common industrial control devices. it has a full-featured, eas

12、y to use, easy maintenance, high universality, high reliability and high cost performance has been in various areas of industrial control has been a wide range of applications, industrial automation has become a powerful tool and television industry as a means of supporting the operation of equipmen

13、t on-site video surveillance state, to replace the traditional on-site inspection to ensure that the coal handling system is safe, reliable, efficient and economic operation of the production.key words power plant, real,supplying coal control, programmable logic controller .目 錄摘 要.iabstract.ii1 引 言.

14、11.1 火電廠輸煤系統(tǒng).11.2 輸煤程控簡介.11.3 輸煤程控系統(tǒng)控制方式及其功能特點(diǎn).31.4 輸煤控制系統(tǒng)概況及工藝要求.41.5 輸煤順序控制系統(tǒng)國內(nèi)外發(fā)展趨勢.41.6 本次設(shè)計(jì)的主要目的.52 可編程控制器簡介.62.1 可編程控制器的定義.62.2 plc 的特點(diǎn).62.3 plc 的應(yīng)用領(lǐng)域.62.4 plc 的工作模式.72.5 plc 的工作原理.72.6 葉輪給煤機(jī)上位機(jī)與 plc 通訊.83 葉輪給煤機(jī)系統(tǒng)監(jiān)控畫面設(shè)計(jì).93.1 監(jiān)控軟件的功能及基本使用方法.93.2 控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì).103.2.1 葉輪給煤機(jī)控制系統(tǒng)工況分析.103.2.2 葉輪給煤機(jī)控制系統(tǒng)構(gòu)

15、成及功能說明.103.3 監(jiān)控軟件設(shè)計(jì) .12 3.3.1 監(jiān)控畫面設(shè)計(jì)與功能開發(fā).12 3.3.2 監(jiān)控畫面數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)聯(lián)接.174 plc 梯形圖程序設(shè)計(jì).194.1 編程軟件介紹.194.2 梯形圖程序設(shè)計(jì).20結(jié) 論.22致 謝.23參考文獻(xiàn).24附 錄.251 引 言1.1 火電廠輸煤系統(tǒng)大型火力發(fā)電廠輸煤系統(tǒng)主要由輪斗機(jī)、翻車機(jī)、皮帶輸送機(jī)、碎煤機(jī)及犁煤器等設(shè)備組成，用于完成從煤場到原煤倉按計(jì)劃定時(shí)上煤工作。任何一個(gè)燃煤電廠的輸煤系統(tǒng)，通常都由卸煤系統(tǒng)、儲(chǔ)煤系統(tǒng)、上煤子系統(tǒng)、配煤子系統(tǒng)和輔助系統(tǒng)等幾個(gè)子系統(tǒng)組成。其中卸煤子系統(tǒng)將從煤礦運(yùn)來的煤卸入電廠收煤場(卸煤溝)，通常采用專用火車運(yùn)

16、輸和水上輪船運(yùn)輸兩種方式；而儲(chǔ)煤系統(tǒng)中儲(chǔ)備燃煤的方式隨電廠地理環(huán)境和條件而異，大多采用取料機(jī)為儲(chǔ)備煤場的堆煤和取煤設(shè)備，也有使用布袋式儲(chǔ)煤場或圓筒煤倉作儲(chǔ)煤場的；上煤子系統(tǒng)中的上煤是指煤輸送到鍋爐煤倉間的工藝運(yùn)行過程，上煤設(shè)備除皮帶機(jī)外，還有碎煤機(jī)、轉(zhuǎn)運(yùn)站和擋板等，上煤系統(tǒng)的運(yùn)行方式有以下幾種：卸煤溝-煤倉、儲(chǔ)備煤場-煤倉、卸煤溝+儲(chǔ)備煤場-煤倉；在配煤子系統(tǒng)中一般一臺(tái)鍋爐都設(shè)置多個(gè)煤倉，配煤方式有以下幾種：優(yōu)先配煤、順序配煤、定時(shí)配煤、跨越配煤；輔助系統(tǒng)包括取煤樣器、除塵設(shè)備、灑水設(shè)備、消防系統(tǒng)等。輸煤系統(tǒng)是火力發(fā)電廠中較為龐大的公用系統(tǒng)。隨著我國電力工業(yè)的迅速發(fā)展，火電廠的裝機(jī)容量和單機(jī)容

17、量都日益增大，輸煤系統(tǒng)的規(guī)模也大幅度上升，對其控制方式、運(yùn)行水平的要求也越來越高。輸煤程控系統(tǒng)主要是以 plc 主，實(shí)現(xiàn)輸煤系統(tǒng)的自動(dòng)化控制。與強(qiáng)電集中控制相比，該系統(tǒng)在技術(shù)上具有控制功能強(qiáng)，編程簡單，實(shí)現(xiàn)工藝聯(lián)鎖方便，可省去大量的硬接線，維護(hù)方便，可在線修改等特點(diǎn)。plc 不僅能完成復(fù)雜的繼電器控制邏輯，而且也能實(shí)現(xiàn)模擬量控制及智能控制；能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程通訊、聯(lián)網(wǎng)及上位機(jī)監(jiān)控等?？蔀槿珡S實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)控制和管理創(chuàng)造條件。對地域分布較廣的系統(tǒng)還可以增加遠(yuǎn)程控制站及閉路電視監(jiān)視系統(tǒng)。1.2 輸煤程控簡介煤是火力發(fā)電廠的一次能源，為使機(jī)組正常運(yùn)行，需要保證原煤的的可靠輸送，因此輸煤系統(tǒng)是火電廠生產(chǎn)過程中非常

18、重要的外圍輔機(jī)系統(tǒng)。由于煤產(chǎn)地與電廠間地理位置或地域不同，就需通過汽車、火車、或輪船把煤運(yùn)往火電廠煤廠，通過由卸煤系統(tǒng)、堆煤系統(tǒng)、上煤系統(tǒng)和配煤系統(tǒng)等組成的輸煤程控系統(tǒng)輸送到指定的煤倉或煤筒?；痣姀S輸煤控制系統(tǒng)的主要任務(wù)就是卸煤、堆煤、上煤和配煤，以達(dá)到按時(shí)保質(zhì)保量為機(jī)組（原煤倉）提供燃煤的目的。整個(gè)輸煤控制系統(tǒng)是火電廠十分重要的支持系統(tǒng)，它是保證機(jī)組穩(wěn)發(fā)滿發(fā)的重要條件。基于輸煤控制系統(tǒng)在整個(gè)火電廠中的重要性，且煤場面積大、工作環(huán)境惡劣、人工作業(yè)通訊難以暢通，利用現(xiàn)代成熟技術(shù) plc 和現(xiàn)代總線網(wǎng)絡(luò)通訊實(shí)現(xiàn)其控制功能。輸煤控制系統(tǒng)是火電廠熱工控制系統(tǒng)中最大的輔控系統(tǒng)之一，其運(yùn)行的好壞直接影響著

19、電廠的安全運(yùn)行。輸煤控制系統(tǒng)的特點(diǎn)是：整個(gè)系統(tǒng)控制很分散，覆蓋距離遠(yuǎn)，現(xiàn)場環(huán)境惡劣，且受控設(shè)備大多數(shù)都是強(qiáng)電設(shè)備，干擾嚴(yán)重。因此，其對整個(gè)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、設(shè)備選型、軟硬件配置及控制方案要求非常高。輸煤系統(tǒng)是火力發(fā)電廠中較為龐大的一個(gè)公用系統(tǒng)。隨著我國電力工業(yè)的迅速發(fā)展，火電廠的裝機(jī)容量和單機(jī)容量都日益增大，輸煤系統(tǒng)的規(guī)模也大幅度的上升。對其控制方式、運(yùn)行水平的要求也越來越高。輸煤程控系統(tǒng)主要是以可編程控制器為主，實(shí)現(xiàn)輸煤系統(tǒng)的自動(dòng)化控制。與強(qiáng)電集中的控制相比，在技術(shù)上具有控制功能強(qiáng)，編程簡單，實(shí)現(xiàn)工藝聯(lián)鎖方便，可省去大量的硬接線，維護(hù)方便，可在線修改等特點(diǎn)，如圖 1.1 所示：圖 1.1 主程

20、序流程1.3 輸煤程控系統(tǒng)控制方式及其功能特點(diǎn)火力發(fā)電廠的輸煤系統(tǒng)是輔機(jī)系統(tǒng)的重要部分，隨著火電廠中單機(jī)容量和總裝機(jī)容量的不斷擴(kuò)大，一個(gè)高出力、高可靠性和靈活性的燃料輸送系統(tǒng)是機(jī)組乃至整個(gè)電廠穩(wěn)定運(yùn)行的重要保證。輸煤系統(tǒng)由卸煤、上煤、配煤、煤場的堆取和混煤等環(huán)節(jié)組成，系統(tǒng)有兩條輸煤線，包括斗輪機(jī)、翻車機(jī)、皮帶輸送機(jī)、給煤機(jī)、皮帶機(jī)、振動(dòng)篩、碎煤機(jī)及犁煤器等主要設(shè)備組成。輸煤系統(tǒng)承擔(dān)從煤碼頭或卸煤溝至儲(chǔ)煤場或主廠房原煤倉的運(yùn)煤任務(wù)。輸煤系統(tǒng)的始點(diǎn)是翻車機(jī)卸下來的煤，通過皮帶機(jī)既可輸送到煤罐，也可輸送到煤場儲(chǔ)備，然后再通過斗輪機(jī)和皮帶機(jī)再輸送到煤罐。煤罐中的粗煤通過位于煤罐低部的環(huán)式給煤機(jī)，連續(xù)均

21、勻地分配給上煤皮帶輸送機(jī)，再經(jīng)過篩分和碎煤機(jī)加工，進(jìn)入原煤倉，為了使幾個(gè)原煤倉的煤量合理分配，可通過控制犁煤器的抬落，按照順序配煤和優(yōu)先配煤原則，完成輸煤系統(tǒng)的任務(wù)。 輸煤系統(tǒng)的主要控制形式大致可分為三種：1) 就地手動(dòng)控制主要控制設(shè)備是裝有一至數(shù)臺(tái)設(shè)備啟?？刂瓢粹o的小型就地控制箱，并設(shè)有工況、報(bào)警狀態(tài)的簡單提示。就地手動(dòng)控制不能實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)復(fù)雜的聯(lián)鎖要求，現(xiàn)多數(shù)只作為設(shè)備檢修、調(diào)試時(shí)的輔助控制手段。2) 集中手動(dòng)控制設(shè)備的啟?？刂萍性谝粋€(gè)控制屏上，其聯(lián)鎖保護(hù)通常由繼電器邏輯陣列實(shí)現(xiàn)?？刂破辽嫌性O(shè)備運(yùn)行工況的模擬指示、信號(hào)報(bào)警等。集中手動(dòng)控制能夠?qū)崿F(xiàn)簡單運(yùn)行方式控制及設(shè)備啟動(dòng)聯(lián)鎖的一般要求。其缺

22、點(diǎn)是電纜敖設(shè)量大，連線復(fù)雜，一旦制造完成其運(yùn)行方式及不易改變。3)集中程序控制這是以可編程控制器為主控設(shè)備的集中自動(dòng)控制，它用可編程控制器的邏輯軟件取代繼電器的邏輯陣列，能夠?qū)崿F(xiàn)輸煤系統(tǒng)復(fù)雜運(yùn)行方式的控制要求。與其它控制方式相比，它具有可靠性高、控制方式靈活等優(yōu)點(diǎn)，是目前輸煤控制系統(tǒng)的主流。以上 3 種控制方式可以通過選擇開關(guān)選擇。輸煤控制系統(tǒng)的控制方式有計(jì)算機(jī)控制方式、操作臺(tái)控制方式和就地控制方式。三種控制方式可以通過選擇開關(guān)選擇。計(jì)算機(jī)控制方式就是操作人員通過計(jì)算機(jī)鍵盤選擇和啟動(dòng)輸入，將指令傳送到 plc 系統(tǒng)，plc 系統(tǒng)按照梯形圖程序啟動(dòng)有關(guān)設(shè)備，并將相關(guān)信息傳送給計(jì)算機(jī)。操作臺(tái)控制方

23、式就是通過操作臺(tái)上的開關(guān)、按鈕進(jìn)行選擇和控制，同時(shí)相關(guān)信息可通過模擬屏進(jìn)行顯示。就地控制方式是通過位于電機(jī)旁的控制箱進(jìn)行現(xiàn)場控制。對輸煤控制系統(tǒng)的要求主要是根據(jù)生產(chǎn)工藝處理輸煤順序之間的連鎖和輸煤系統(tǒng)各電機(jī)啟動(dòng)和停止的順序，當(dāng)有緊急情況時(shí)能緊急停車。1.4 輸煤控制系統(tǒng)概況及工藝要求輸煤系統(tǒng)的安全、可靠運(yùn)行是保證電廠安全、高效運(yùn)行不可缺少的環(huán)節(jié)。系統(tǒng)控制設(shè)備多、流程復(fù)雜分散與控制室相距較遠(yuǎn)。又由于上煤過程中不可避免的煤粉飛揚(yáng)，使得整個(gè)系統(tǒng)環(huán)境非常惡劣。同時(shí)輸煤系統(tǒng)中的設(shè)備、現(xiàn)有控制方式大部分為單獨(dú)直接控制方式操作，可靠性差，自動(dòng)化水平低。為了提高火電廠自動(dòng)化水平，為電廠安全穩(wěn)定發(fā)電創(chuàng)造條件，這

24、些都決定了必須提高輸煤系統(tǒng)的自動(dòng)化平，這樣才能減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，改善勞動(dòng)環(huán)境，提高輸煤系統(tǒng)的效率和管理水平。為了保證輸煤系統(tǒng)的正常和可靠運(yùn)行，該系統(tǒng)應(yīng)滿足以下要求：1) 供煤時(shí)，各設(shè)備的啟動(dòng)、停止必須遵循特定的順序，即對個(gè)設(shè)備進(jìn)行聯(lián)鎖控制。2) 各設(shè)備啟動(dòng)和停止過程中，要合理設(shè)置時(shí)間間隔（延時(shí)） 。啟動(dòng)延時(shí)統(tǒng)一設(shè)定為12s，停車延時(shí)按設(shè)備的不同要求而設(shè)定，分為 10s，20s，30s，40s，60s 幾種，以保證停車時(shí)破碎機(jī)為空載狀態(tài)，各輸煤皮帶上無剩余煤。3) 運(yùn)行過程中，某一臺(tái)設(shè)備放生鼓掌時(shí)，應(yīng)立即發(fā)出報(bào)警并自動(dòng)停車，其前方（指供料方向）設(shè)備也立即停車。其后方的設(shè)備按一定順序及延時(shí)聯(lián)鎖停車。4

25、) 各輸煤皮帶設(shè)有雙向跑偏開關(guān)，跑偏 15 度時(shí)發(fā)出告警信號(hào)，跑偏 30 度時(shí)告警并自動(dòng)停車。5) 可在線選擇啟動(dòng)設(shè)備用設(shè)備，在特殊情況下可由 2 條輸煤線的有關(guān)設(shè)備組成交叉供煤方式。6) 可顯示各機(jī)電設(shè)備運(yùn)行狀況，并對輸煤過程有關(guān)情況（報(bào)警、自動(dòng)停機(jī)等）做出實(shí)時(shí)記錄?？刂葡到y(tǒng)運(yùn)行在上位機(jī)操作現(xiàn)場及集中控制室均可實(shí)現(xiàn)控制功能。在故障停機(jī)情況下，各設(shè)備均立即聯(lián)跳，故障解除后，可將停掉的設(shè)備以自動(dòng)控制再次啟動(dòng)。緊急情況下，可操作集中控制室中控制面板上的急停掉電按鈕，它將使現(xiàn)場所有運(yùn)行中的受控設(shè)備立即停機(jī)。1.5 輸煤順序控制系統(tǒng)國內(nèi)外發(fā)展趨勢強(qiáng)電目前，中國的電力生產(chǎn)能力已居世界第二，但人均占有發(fā)電

26、卻排位靠后，隨著中國經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，電力生產(chǎn)自動(dòng)化水平的提高和管理水平的不斷進(jìn)步將更為重要。而電廠輔助系統(tǒng)是火電廠正常穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵組成環(huán)節(jié)，輸煤系統(tǒng)就是其中之一?，F(xiàn)在，國內(nèi)大部分火電廠的輸煤系統(tǒng)都已采用 plc 進(jìn)行控制。對電廠未采用 plc 控制的輸煤系統(tǒng)部分進(jìn)行程控改造已成為一種趨勢。如今國內(nèi)大中型火力發(fā)電廠輸煤系統(tǒng)普遍采用 plc 進(jìn)行程序控制，以取代系統(tǒng)的繼電器強(qiáng)電集中控制方式。但多數(shù)火電廠輸煤程控系統(tǒng)僅利用了 plc 基本開關(guān)量邏輯組合功能，其模擬量處理、回路調(diào)節(jié)等高級(jí)功能尚未開發(fā)應(yīng)用。輸煤程控系統(tǒng)主要是以可編程控制器（plc）為主，實(shí)現(xiàn)輸煤系統(tǒng)的自動(dòng)花控制，與集中控制相比，在技術(shù)

27、上具有控制功能強(qiáng)，編程簡單，實(shí)現(xiàn)工藝聯(lián)鎖方便，可省去大量的硬件接線，維護(hù)方便，可在線修改等特點(diǎn)。plc 不僅能完成復(fù)雜的繼電器控制邏輯，而且也能實(shí)現(xiàn)模擬量的控制，甚至智能控制；并能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程通訊，聯(lián)網(wǎng)及上位機(jī)監(jiān)控等?？蔀槿珡S實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)控制和管理創(chuàng)造條件。對地域分布較廣的系統(tǒng)還可以增加遠(yuǎn)程控制站及閉路電視監(jiān)視系統(tǒng)。隨著火電廠規(guī)模和單機(jī)容量的擴(kuò)大，許多大型工況設(shè)備在輸煤系統(tǒng)得到廣泛應(yīng)用，目前多數(shù)具備自動(dòng)或半自動(dòng)功能，如翻車機(jī)、斗輪機(jī)、入場煤采樣機(jī)、入爐煤采樣機(jī)和環(huán)式給煤機(jī)等都有各自的 plc 控制系統(tǒng)。如何組織和管理好這些大型設(shè)備，使整個(gè)輸煤系統(tǒng)在最高效率狀態(tài)下運(yùn)行，是國內(nèi)火電廠輸煤專業(yè)發(fā)展中需要解

28、決的首要問題。全集成化的輸煤過程控制器網(wǎng)絡(luò)是能夠滿足對輸煤設(shè)備的管理與控制要求的好途徑。與先進(jìn)的主機(jī)控制系統(tǒng)相比，目前的輸煤控制系統(tǒng)則顯得十分落后。以武漢陽邏電廠輸煤控制系統(tǒng)為例，基本上為集中加就地控制模式，其 plc 控制系統(tǒng)僅僅滿足了皮帶輸送機(jī)的集中控制功能。簡言之，其 plc 控制器僅僅代替了皮帶輸送機(jī)及其輔助設(shè)備（如擋板、振打器等）的啟、停按鈕的功能，其完成的僅僅是部分設(shè)備的順序控制功能，無法達(dá)到整個(gè)系統(tǒng)的協(xié)調(diào)控制，而斗輪機(jī)、翻車機(jī)、環(huán)式給煤機(jī)均處于各自相對獨(dú)立的情況下運(yùn)行，其結(jié)果是運(yùn)行崗位人員設(shè)置過多，人員工效率低，系統(tǒng)設(shè)備間配合不協(xié)調(diào)、設(shè)備空轉(zhuǎn)導(dǎo)致的電能損耗、設(shè)備磨損等損耗較大。p

29、lc 在輸煤系統(tǒng)中的應(yīng)用基本上限于設(shè)備級(jí)，各設(shè)備或系統(tǒng)處于各自的 plc 控制之下，相互間基本獨(dú)立。隨著國內(nèi)火電廠機(jī)組的擴(kuò)建和 plc 技術(shù)的迅速發(fā)展，與當(dāng)初輸煤設(shè)備的控制從就地走向集中一樣，輸煤系統(tǒng)的 plc 控制也將從設(shè)備級(jí)發(fā)展到車間級(jí)。近些年來，隨著電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)、信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅速發(fā)展，現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)正向著生產(chǎn)過程過程控制高度自動(dòng)化、工藝設(shè)備及測控設(shè)備高度智能化、生產(chǎn)管理高度自動(dòng)化等方向發(fā)展，作為大型火電廠的燃料輸煤系統(tǒng)也不例外，而且隨著電氣自動(dòng)化的產(chǎn)品價(jià)格大幅度下降，可靠性大大提高，過去那種認(rèn)為燃料輸煤系統(tǒng)不需要較高自動(dòng)化程度的觀點(diǎn)已顯得非常落后，從率先實(shí)現(xiàn)設(shè)備程控化、

30、現(xiàn)場聯(lián)網(wǎng)化和可視化，再到與 mis 系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)，以及隨著 wft3 嵌入技術(shù)深入到元件級(jí)和網(wǎng)速度可靠性的進(jìn)一步提高，實(shí)現(xiàn)透明工廠和移動(dòng)工業(yè)控制完全可能成為現(xiàn)實(shí)。1.6 本次設(shè)計(jì)的主要目的本設(shè)計(jì)采用輸煤系統(tǒng)中葉輪給煤機(jī)遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)監(jiān)控進(jìn)行實(shí)際應(yīng)用的研究和試驗(yàn)。通過實(shí)驗(yàn)室調(diào)試、設(shè)計(jì)和現(xiàn)場應(yīng)用調(diào)試，實(shí)現(xiàn)了對葉輪給煤機(jī)的這種大型移動(dòng)設(shè)備的遠(yuǎn)程監(jiān)控。從而提高了就地設(shè)備的自動(dòng)化水平，改善了操作人員的工作環(huán)境。本設(shè)計(jì)上位機(jī)采用國際通用標(biāo)準(zhǔn)的監(jiān)控軟件進(jìn)行組態(tài)畫面，畫面美觀實(shí)用。下位機(jī)采用法國施耐德可編程控制器，實(shí)現(xiàn)過程控制。葉輪轉(zhuǎn)速采用 ab 公司變頻調(diào)速器，并對葉輪轉(zhuǎn)速采用智能控制方式實(shí)現(xiàn)變頻調(diào)速。2 可編程控

31、制器簡介作為通用工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，30 年來，可編程控制器從無到有，實(shí)現(xiàn)了工業(yè)控制領(lǐng)域接線邏輯到存儲(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)備簡單控制到勝任運(yùn)動(dòng)控制、過程控制、及集散控制等各種任務(wù)的跨越。今天的可編程控制器正在成為工業(yè)控制領(lǐng)域的主流控制設(shè)備，在世界各地發(fā)揮著越來越大的作用。2.1 可編程控制器的定義可編程控制器，簡稱 plc（programmable logic controller）,是指以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)的新型工業(yè)控制裝置。在 1987 年國際電工委員會(huì)（international electrical committee）

32、頒布的 plc 標(biāo)準(zhǔn)草案中對 plc 做了如下定義：plc 是一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)算操作的電子裝置。它采用可以編制程序的存儲(chǔ)器，用來在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并能通過數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。plc 及其有關(guān)的外圍設(shè)備都應(yīng)該按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個(gè)整體，易于擴(kuò)展其功能的原則而設(shè)計(jì)。 ”2.2 plc 的特點(diǎn)編程方法簡單易學(xué)功能強(qiáng)，性能價(jià)格比高硬件配套齊全，用戶使用方便，適應(yīng)性強(qiáng)可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試工作量少維修工作量小，維修方便體積小，能耗低2.3 plc 的應(yīng)用領(lǐng)域在發(fā)達(dá)

33、的工業(yè)國家，plc 已經(jīng)廣泛地應(yīng)用在所有的工業(yè)部門，隨著其性能價(jià)格比的不斷提高，應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大，主要有以下幾個(gè)方面：數(shù)字量邏輯控制運(yùn)動(dòng)控制閉環(huán)過程控制數(shù)據(jù)處理通信聯(lián)網(wǎng)2.4 plc 的工作模式plc 有兩種工作模式，既 run（運(yùn)行）模式與 stop（停止）模式。在 run 模式，通過執(zhí)行反映控制要求的用戶程序來實(shí)現(xiàn)控制功能。在 cpu 模塊的面板上用“run”led 顯示當(dāng)前的工作模式。在 stop 模式，cpu 不執(zhí)行用戶程序，可以用編程軟件創(chuàng)建和編輯用戶程序，設(shè)置 plc 的硬件功能，并將用戶程序和硬件設(shè)置信息下載到 plc。如果有致命錯(cuò)誤，載消除之前不允許從 stop 模式進(jìn)入 ru

34、n 模式。plc操作系統(tǒng)儲(chǔ)存非致命錯(cuò)誤供用戶檢查，但不會(huì)從 run 模式自動(dòng)進(jìn)入 stop 模式。2.5 plc 的工作原理用觸點(diǎn)和線圈實(shí)現(xiàn)邏輯運(yùn)算。數(shù)字量控制系統(tǒng)中，變量僅有兩種相反的工作狀態(tài)，例如高電平和低電平、繼電器線圈的通電和斷電、觸點(diǎn)的接通和斷開，可以用邏輯代數(shù)中的 1 和 0 來表示。用繼電器電路或梯形圖可以實(shí)現(xiàn)“與” 、 “或” 、 “非”邏輯運(yùn)算。用多個(gè)觸點(diǎn)的串、并聯(lián)電路可以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的邏輯運(yùn)算。plc 通電后，需要對硬件和軟件作一些初始化的工作。為了時(shí) plc 的輸出及時(shí)地響應(yīng)各種輸入信號(hào)，初始化后反復(fù)不停地分階段處理各種不同的任務(wù)，這種周而復(fù)始的循環(huán)工作模式稱為掃描工作模式。

35、讀取輸入執(zhí)行用戶程序處理通信請求自診斷檢查改寫輸出讀取輸入處理通信請求自診斷檢查改寫輸出run狀態(tài)stop狀態(tài)圖 2.1 plc 掃描過程2.6 葉輪給煤機(jī)上位機(jī)與 plc 通訊plc 以其高可靠性、適應(yīng)工業(yè)過程現(xiàn)場、強(qiáng)大的聯(lián)網(wǎng)功能等特點(diǎn)被廣泛使用，是機(jī)電一體化的發(fā)展方向。windows 以圖形化界面給用戶提供了良好的人機(jī)界面,并且被很多人所掌握，所以我們考慮使用 plc 作為工業(yè)控制下位機(jī),使用 pc 作為上位機(jī)進(jìn)行人機(jī)交互界面。這就涉及了使用 pc 如何控制 plc，pc 如何與 plc 進(jìn)行通訊的問題。每一次上位機(jī)和 plc 數(shù)據(jù)交換有 3 個(gè)步驟，說明如下：1)通訊是由在 plc 中確

36、定的時(shí)間觸發(fā), 發(fā)送一組字符給上位機(jī)：plc 使用 ascii 通訊時(shí)，通訊是由在 plc 中確定的時(shí)間觸發(fā)的。在確定的時(shí)間到達(dá)后，plc 要求數(shù)據(jù)發(fā)送時(shí)，plc 會(huì)發(fā)送一組字符過去。通常該字符第一個(gè)字符就是前導(dǎo)碼，上位機(jī)根據(jù)前導(dǎo)碼確定是否應(yīng)該讀取該字符串、該字符屬于哪一個(gè)命令集合，以及用什么格式去讀取字符串等。前導(dǎo)碼不會(huì)是一般的符號(hào)字符，通常是一些不可見的字符(位于 ascii 碼表的前 30個(gè))或極少被使用的符號(hào)字符，這是因?yàn)楸苊鈹?shù)據(jù)字符與前導(dǎo)碼一樣而發(fā)生錯(cuò)誤判斷。在前導(dǎo)碼之后是站號(hào)，通常是以兩個(gè)字符代表，單純以 rs232 連接的單一設(shè)備也許不需要站號(hào)的設(shè)置，但是如果以 rs485 進(jìn)行

37、網(wǎng)絡(luò)連接，就需要用站號(hào)來辨認(rèn)命令是屬于那一個(gè)設(shè)備。站號(hào)后面就是設(shè)備解讀的命令或者數(shù)據(jù)。(本例為單機(jī)不需要站號(hào))一般的通訊都需要進(jìn)行數(shù)據(jù)的校驗(yàn)。 2)pc 收到要求的字符串，并判讀：當(dāng)上位收到要求的字符串，并經(jīng)過判讀確定后，同樣按照相同的協(xié)議,按照用戶需要對 plc 進(jìn)行的操作送出數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)被送出時(shí)會(huì)在數(shù)據(jù)之前加上前導(dǎo)碼和站號(hào)。數(shù)據(jù)中攜帶了上位機(jī)對 plc 要求的操作。3)plc 將數(shù)據(jù)發(fā)給上位機(jī)：在 plc 收到上位機(jī)發(fā)來的數(shù)據(jù)包后經(jīng)過判讀確定后，進(jìn)行一定的操作然后在觸發(fā)時(shí)間到達(dá)后將 plc 的狀態(tài)寫入數(shù)據(jù)發(fā)給上位機(jī)，這樣就完成了一次數(shù)據(jù)交換。圖 2.2 上位機(jī)與 plc 通訊系統(tǒng)框圖3 葉輪

38、給煤機(jī)系統(tǒng)監(jiān)控畫面設(shè)計(jì)3.1 監(jiān)控軟件的功能及基本使用方法（1）紫金橋監(jiān)控軟件具有以下功能：強(qiáng)大的圖形組態(tài)功能：以 microsoft windows 平臺(tái)作為操作平臺(tái)，充分利用了windows 圖形功能完備，界面一致性好，易學(xué)易用的特點(diǎn)。設(shè)計(jì)人員可高效快捷地繪制出各種工藝畫面,并可方便進(jìn)行編輯，使采用 pc 機(jī)比以往使用專用機(jī)開發(fā)的工業(yè)控制系統(tǒng)更有通用性，減少了工控軟件開發(fā)者的重復(fù)工作。豐富的動(dòng)畫連接如“閃爍” 、 “旋轉(zhuǎn)” 、“填充” 、 “移動(dòng)”等，使畫面生動(dòng)直觀。腳本語言: 從使用腳本語言方面, 組態(tài)軟件均使用腳本語言提供二次開發(fā)。腳本語言也稱命令語言、控制語言。用戶可根據(jù)自己需要編寫

39、程序。組態(tài)軟件在腳本語言功能及提供的腳本函數(shù)數(shù)量上不斷提高。開放式結(jié)構(gòu)：組態(tài)軟件能與多種通訊協(xié)議互聯(lián)，支持多種硬件設(shè)備。既能與低層數(shù)據(jù)采集設(shè)備通訊，也能與管理層通訊。在 scada 應(yīng)用與通用數(shù)據(jù)庫及用戶程序間傳送實(shí)時(shí)、歷史數(shù)據(jù)。提供多種數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)程序：組態(tài)軟件用于和 i/ o 設(shè)備通訊，互相交換數(shù)據(jù)。dde 和opc client 是兩個(gè)通用的標(biāo)準(zhǔn) i/ o 驅(qū)動(dòng)程序，用來支持 dde 標(biāo)準(zhǔn)和 opc 標(biāo)準(zhǔn)的 i/ o 設(shè)備通訊。強(qiáng)大的數(shù)據(jù)庫：組態(tài)軟件均有一個(gè)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫作為整個(gè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)組織和管理的核心。負(fù)責(zé)整個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理、歷史數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、報(bào)警處理，完成與過程的雙向數(shù)據(jù)通訊。

40、豐富的功能模塊：組態(tài)軟件以模塊形式掛接在基本模塊上，互相獨(dú)立提高了系統(tǒng)可靠性和可擴(kuò)展性。利用各種功能模塊，完成實(shí)時(shí)監(jiān)控、報(bào)表生成、實(shí)時(shí)曲線、歷史曲線、提供報(bào)警等功能。（2）監(jiān)控軟件的基本使用方法從使用組態(tài)軟件制作應(yīng)用程序分析，制作應(yīng)用程序的步驟為: 根據(jù)工藝過程繪制、設(shè)計(jì)圖形界面建立數(shù)據(jù)庫將圖形對象與實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫變量建立動(dòng)畫連接運(yùn)行和調(diào)試。在紫金橋中，每一個(gè)實(shí)際的應(yīng)用案例叫做工程，它包含了數(shù)據(jù)庫、io 驅(qū)動(dòng)、人機(jī)界面、網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用等各個(gè)方面的組態(tài)和運(yùn)行信息。一般典型的工程中往往包含以下幾個(gè)方面的內(nèi)容：1)設(shè)備驅(qū)動(dòng)：計(jì)算機(jī)跟什么樣的設(shè)備相連，如 plc、板卡、dcs、智能儀表，是直接相連還是通過設(shè)備供

41、應(yīng)商提供的軟件相連？是什么樣的網(wǎng)絡(luò)？2)數(shù)據(jù)庫：我們關(guān)心的是什么？如需要一個(gè)反應(yīng)器的溫度，對應(yīng)的采集設(shè)備的什么通道？采集后是否要量程變換？是數(shù)字點(diǎn)還是模擬點(diǎn)？是否要進(jìn)行報(bào)警處理？是否存貯歷史？是否要進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、累計(jì)、運(yùn)算？數(shù)據(jù)庫提供了數(shù)據(jù)處理的手段。3)應(yīng)用：在應(yīng)用組態(tài)中，最重要的一部分是人機(jī)界面的組態(tài)?，F(xiàn)場數(shù)據(jù)采集到計(jì)算機(jī)中后，要求最終用戶看一些枯燥無味的數(shù)據(jù)那是不可能的，因此我們提供了人機(jī)界面的組態(tài)。包括流程圖組態(tài)、歷史/實(shí)時(shí)趨勢組態(tài)、歷史實(shí)時(shí)報(bào)警組態(tài)、報(bào)表組態(tài)、web 發(fā)布等多種手段。因此，對于一個(gè)典型的工程最少要包含上述幾個(gè)方面(但是也不是絕對這樣，例如有的系統(tǒng)可能通過其它網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)

42、庫獲取數(shù)據(jù)，可能不需要設(shè)備驅(qū)動(dòng)和本地?cái)?shù)據(jù)庫)。要建立一個(gè)系統(tǒng)，組態(tài)也會(huì)包含上述三個(gè)方面。3.2 控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)3.2.1 葉輪給煤機(jī)控制系統(tǒng)工況分析當(dāng)葉輪給煤機(jī)沿著縫隙式煤溝的縱向軌道行走時(shí)，它的葉輪伸入煤槽縫隙中，由于葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)而將煤定量、均勻、連續(xù)地?fù)芩偷较旅娴膸捷斔蜋C(jī)的皮帶上，因此葉輪給煤機(jī)控制系統(tǒng)工況分析如下：1）在給煤機(jī)移動(dòng)過程中能夠傳送動(dòng)力電源和控制信號(hào)。2）葉輪給煤機(jī)的行走必須在工作葉輪先旋轉(zhuǎn)后方可進(jìn)行。3）葉輪給煤機(jī)應(yīng)有自動(dòng)往返行走和自動(dòng)返回功能，并有極限位置保護(hù)。4）采用調(diào)速裝置來改變?nèi)~輪的轉(zhuǎn)速以實(shí)現(xiàn)對給煤量的精確控制。5）葉輪給煤機(jī)應(yīng)有就地和遠(yuǎn)方操作3.2.2 葉輪給煤機(jī)

43、控制系統(tǒng)構(gòu)成及功能說明在本系統(tǒng)中，煤溝左右兩側(cè)各有 2 臺(tái)（共 4 臺(tái)）葉輪給煤機(jī)，可互為備用，也可同時(shí)供煤。葉輪給煤機(jī)控制系統(tǒng)主要由：主機(jī)部分、就地控制站和電力載波通信部分構(gòu)成。主機(jī)部分設(shè)在主控室，就地控制部分安裝在葉輪給煤機(jī)本體上，電力載波通信部分的兩端分別在主控部分和就地部分內(nèi)。主控部分通過電力載波通信與就地控制站組成主從式通信控制網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)在主控室內(nèi)，通過操作員站，控制與監(jiān)視現(xiàn)場葉輪給煤機(jī)的運(yùn)行情況。系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)如圖 3.1 所示：(1）主機(jī)部分結(jié)構(gòu)操作員站 ：主要功能包括系統(tǒng)組態(tài)、控制系統(tǒng)調(diào)整，各類參數(shù)和畫面顯示、報(bào)警管理、各類記錄打印、歷史數(shù)據(jù)存儲(chǔ)等功能。主機(jī)部分設(shè)計(jì)操作員站 1

44、臺(tái)、工程師站 1 臺(tái)，加載紫金橋監(jiān)控組態(tài)軟件形成的軟件平臺(tái)，在顯示器上顯示監(jiān)控畫面。操作員站 pc機(jī)工程師站 pc機(jī)rs485/rs232轉(zhuǎn)換模塊rs232rs485載波模塊載波模塊#1 plc葉輪給煤機(jī)控制柜#1驅(qū)動(dòng)部分載波模塊#2 plc葉輪給煤機(jī)控制柜#2驅(qū)動(dòng)部分載波模塊#3 plc葉輪給煤機(jī)控制柜#3驅(qū)動(dòng)部分載波模塊#4 plc葉輪給煤機(jī)控制柜#4驅(qū)動(dòng)部分rs232 編程電纜rs232rs232rs232rs232rs485rs485rs485rs485圖 3.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖(2）就地控制站結(jié)構(gòu)就地控制站安裝在設(shè)備本體上，實(shí)施對電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)、現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集、邏輯控制、狀態(tài)顯示及與主機(jī)部分

45、的通信管理等功能。他由 plc、電力載波解碼器、控制驅(qū)動(dòng)部分、變頻調(diào)速部分及位置傳感器組構(gòu)成。其結(jié)構(gòu)如圖 3.2 所示：載波模塊數(shù)字量輸入/輸出模擬量輸入/輸出位置傳感器驅(qū)動(dòng)部分變頻器去行走電機(jī)去葉輪電機(jī)去電力線plc圖 3.2 就地控制站結(jié)構(gòu)框圖3.3 監(jiān)控軟件設(shè)計(jì)根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際的需要和葉輪給煤機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的主要功能要求，編制了葉輪給煤機(jī)工藝流程畫面、給煤機(jī)操作界面，另外還設(shè)計(jì)了數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析、故障診斷和操作管理畫面。數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析包括歷史趨勢和實(shí)時(shí)趨勢畫面；故障診斷包括報(bào)警查看畫面；操作管理畫面包括系統(tǒng)登陸、退出登陸。3.3.1 監(jiān)控畫面設(shè)計(jì)與功能開發(fā)監(jiān)控系統(tǒng)主要完成對給煤控制整個(gè)工藝流程的實(shí)時(shí)監(jiān)

46、控管理功能，為了能夠?qū)崟r(shí)有效地監(jiān)控現(xiàn)場設(shè)備的運(yùn)行情況，監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)由一系列生動(dòng)直觀的畫面組成，依托實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)趨勢、歷史趨勢，為操作員提供豐富的信息和全面的人機(jī)交互功能，如圖 3.3 所示：圖 3.3 監(jiān)控系統(tǒng)畫面功能圖（1）系統(tǒng)主菜單畫面系統(tǒng)主菜單畫面為整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)第一級(jí)畫面。通過主菜單畫面可以轉(zhuǎn)入其他功能畫面（工藝流程畫面、報(bào)警畫面、趨勢畫面等） 。此外還提供了使用者登錄、退出等功能。畫面按鈕與顯示的功能相對應(yīng)，只需用鼠標(biāo)點(diǎn)擊，即可完成相應(yīng)畫面進(jìn)入及退出主菜單畫面如圖 3.4 所示：圖 3.4 系統(tǒng)主菜單畫面（2）藝流程畫面工藝流程總圖是按照葉輪給煤機(jī)設(shè)備的實(shí)際布局來設(shè)計(jì)的(見圖 3.5 所示

47、)。該畫面可直觀的顯示整個(gè)葉輪給煤機(jī)系統(tǒng)的工作過程，同時(shí)顯示葉輪給煤機(jī)的工作狀態(tài)如葉輪轉(zhuǎn)速、故障報(bào)警等信息、還可以按比例顯示葉輪給煤機(jī)的實(shí)際運(yùn)行位置。對于每臺(tái)葉輪給煤機(jī)都設(shè)計(jì)了觸摸動(dòng)畫，點(diǎn)擊任何一個(gè)操作按鈕，可切換到該給煤機(jī)具體操作畫面。工藝流程畫面具有以下功能：工作方式：在葉輪給煤機(jī)就地控制箱上“手動(dòng)/自動(dòng)”轉(zhuǎn)換開關(guān)可以設(shè)定葉輪給煤機(jī)的控制方式。在“手動(dòng)”狀態(tài)下，主機(jī)只具有監(jiān)視功能不具有控制功能。皮帶連鎖；當(dāng)“甲段皮帶”顯示“停運(yùn)”時(shí)，1#、2#葉輪給煤機(jī)不能運(yùn)行：當(dāng)“乙段皮帶”顯示停止運(yùn)行時(shí)，3#、4#葉輪機(jī)不能運(yùn)行。葉輪旋轉(zhuǎn)：表示給煤機(jī)葉輪已經(jīng)啟動(dòng)。葉輪旋轉(zhuǎn)且給煤機(jī)移動(dòng)：表示給煤機(jī)正向相

48、應(yīng)方向移動(dòng)。葉輪旋轉(zhuǎn)但給煤機(jī)不移動(dòng)：表示葉輪給煤機(jī)處于定點(diǎn)運(yùn)行狀態(tài)。葉輪停止：表示葉輪給煤機(jī)處于停止?fàn)顟B(tài)。圖 3.5 工藝流程畫面（3）葉輪給煤機(jī)操作畫面系統(tǒng)流程畫面上有四個(gè)控制按鈕：1#給煤機(jī)操作畫面/2#給煤機(jī)操作畫面/3#給煤機(jī)操作畫面/4#給煤機(jī)操作畫面。用鼠標(biāo)器點(diǎn)擊任意一個(gè)按鈕將彈出相應(yīng)給煤機(jī)的操作畫面。在彈出的畫面中可以實(shí)現(xiàn)以下功能：啟動(dòng)：用鼠標(biāo)器點(diǎn)擊“左行/右行/定點(diǎn)”中任一項(xiàng)后，該項(xiàng)標(biāo)志符變黑，再點(diǎn)擊“確定”項(xiàng)，選中的葉輪給煤機(jī)將按所選方式運(yùn)行。轉(zhuǎn)速設(shè)定：用鼠標(biāo)器拉動(dòng)葉輪轉(zhuǎn)速設(shè)定塊，在“葉輪轉(zhuǎn)速設(shè)定”欄顯示設(shè)定值：0100%，點(diǎn)擊相應(yīng)“確定”按鈕，葉輪將按設(shè)定轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速范圍

49、為：01460 轉(zhuǎn)/分，缺省值為 30%。葉輪轉(zhuǎn)速設(shè)定，可在啟動(dòng)前進(jìn)行，也可在設(shè)備運(yùn)行中進(jìn)行。停止：用鼠標(biāo)器點(diǎn)擊相應(yīng)的葉輪給煤機(jī)“停止”項(xiàng)：正在運(yùn)行的葉輪給煤機(jī)停止運(yùn)行。操作畫面如圖 3.6 所示：圖 3.6 葉輪給煤機(jī)操作畫面（4）歷史趨勢畫面使用歷史趨勢可以方便的觀察數(shù)據(jù)庫中的歷史點(diǎn)在任意一個(gè)時(shí)刻的狀態(tài)。歷史趨勢畫面如圖 3.7 所示：圖 3.7 歷史趨勢畫面（5） 實(shí)時(shí)趨勢畫面使用實(shí)時(shí)趨勢可以察看某一個(gè)數(shù)據(jù)庫點(diǎn)或中間點(diǎn)在當(dāng)前時(shí)刻的狀態(tài)，而且實(shí)時(shí)趨勢也可以保存小段時(shí)間內(nèi)的數(shù)據(jù)趨勢，這樣使用它就可以了解當(dāng)前設(shè)備的運(yùn)行狀況。實(shí)時(shí)趨勢畫面如圖 3.8 所示：圖 3.8 實(shí)時(shí)趨勢畫面（6）報(bào)警畫面

50、報(bào)警是控制過程狀態(tài)出現(xiàn)問題時(shí)發(fā)出的警告，同時(shí)要求操作人員做出響應(yīng)。事件記錄了系統(tǒng)各種狀態(tài)的變化和操作人員的活動(dòng)情況，不要求操作人員作出響應(yīng)。當(dāng)產(chǎn)生一特定系統(tǒng)狀態(tài)時(shí)，比如某操作人員登錄到紫金橋系統(tǒng)時(shí),事件即被觸發(fā)。紫金橋系統(tǒng)支持“過程報(bào)警” 、 “系統(tǒng)報(bào)警”和“事件記錄”的保存、顯示和打印。實(shí)時(shí)報(bào)警畫面如圖 3.9所示：圖 3.9 實(shí)時(shí)報(bào)警畫面歷史報(bào)警畫面如圖 3.10 所示： 圖 3.10 歷史報(bào)警畫面3.3.2 監(jiān)控畫面數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)聯(lián)接（1）設(shè)備組態(tài)：進(jìn)入到組態(tài)環(huán)境后，選擇數(shù)據(jù)庫/設(shè)備驅(qū)動(dòng)/設(shè)備驅(qū)動(dòng)如圖 3.11 所示：圖 3.11 設(shè)備定義在該工程中確定需要進(jìn)行點(diǎn)組態(tài)的數(shù)據(jù)連接，把控制信號(hào)與驅(qū)

51、動(dòng)設(shè)備的相應(yīng)數(shù)據(jù)通道連接起來，如圖 3.12 所示：圖 3.12 點(diǎn)組態(tài)選擇相應(yīng)的數(shù)據(jù)點(diǎn)，進(jìn)行點(diǎn)組態(tài)，如圖 3.13 所示：圖 3.13 數(shù)據(jù)參數(shù)設(shè)置點(diǎn)擊確定，完成該點(diǎn)組態(tài)。以同樣方法完成其他各個(gè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)聯(lián)接。4 plc 梯形圖程序設(shè)計(jì)梯形圖程序設(shè)計(jì)4.1 編程軟件介紹本文利用施耐德系列 plc 編程軟件 twidosoft 進(jìn)行 plc 梯形圖設(shè)計(jì)，twidosoft 是一個(gè)圖形開發(fā)環(huán)境，用于 twido 可編程控制器應(yīng)用程序的創(chuàng)建，配置和維護(hù)。twidosoft 允許您用不同類型的語言創(chuàng)建程序，然后傳遞應(yīng)用程序到運(yùn)行。twidosoft 是一個(gè) 32 位的基于 windows 操作系統(tǒng)的軟

52、件，運(yùn)行環(huán)境為個(gè)人計(jì)算機(jī)（pc）的microsoft windows 98 第二版，microsoft windows 2000 專業(yè)版或 microsoft windows xp 操作系統(tǒng)。twidosoft 軟件的主要特點(diǎn)：標(biāo)準(zhǔn)的 windows 用戶接口用于 twido 控制器的編程和配置用于控制器的通信和控制twidosoft 主窗口 為菜單和命令，窗口和工具欄，應(yīng)用的查看提供了輕松的訪問方法。主窗口 ：以下圖 3.14 顯示了 twidosoft 主窗口：圖 3.14 twidosoft 主窗口主窗口的描述如表所示： twidosoft 主窗口組件描述組件描述標(biāo)題欄顯示 twidos

53、oft 應(yīng)用的圖標(biāo)和名稱，應(yīng)用路徑和文件名，如果在顯示區(qū)域最大化，則顯示當(dāng)前編輯器或?yàn)g覽器。菜單欄接近主窗口上方，包含 twidosoft 菜單名稱并以水平欄形式出現(xiàn)的主菜單。主工具欄在菜單欄下方，包含了常用菜單命令按鈕的面板。應(yīng)用瀏覽器為應(yīng)用程序的察看提供方便的，樹型結(jié)構(gòu)的瀏覽。編輯器和瀏覽器編輯器和瀏覽器是 twidosoft 的窗口，為應(yīng)用程序的有效開發(fā)和配置提供了方便。狀態(tài)欄顯示有關(guān)應(yīng)用程序，控制器和 twidosoft 的信息。4.2 梯形圖程序設(shè)計(jì)根據(jù)葉輪給煤機(jī)控制系統(tǒng)要求及功能，設(shè)計(jì)如下 plc 梯形圖程序，見附錄。梯形圖功能說明：由梯形圖分析可知：當(dāng)鼠標(biāo)點(diǎn)擊監(jiān)控畫面中“葉輪啟動(dòng)

54、按鈕”時(shí)，上位機(jī)將信號(hào)傳入 plc 內(nèi)部位，使 m0 為“1”，此時(shí)，內(nèi)部位 m10 為“1”，并且 m10 自保持為“1”，同時(shí) plc 輸出位 q0.0 為“1”，使葉輪旋轉(zhuǎn)繼電器 k001d 的常開觸點(diǎn)閉合，葉輪開始旋轉(zhuǎn)。當(dāng)用鼠標(biāo)點(diǎn)擊監(jiān)控畫面中的“葉輪停止按鈕”時(shí)，plc 內(nèi)部位 m6 為“1”，m6 常閉觸點(diǎn)為“0”從而使 m10 為“0”，同時(shí)輸出位 q0.0 為“0”，使繼電器 k001 的常開觸點(diǎn)斷開，葉輪停止轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)用鼠標(biāo)拖動(dòng)葉輪轉(zhuǎn)速設(shè)定滑塊時(shí)，plc 內(nèi)部位 mw41 對應(yīng)的字范圍對應(yīng)經(jīng)過量程變換后的葉輪轉(zhuǎn)速設(shè)定值，從而將 mw41 中的值傳入 plc 模擬輸出位 qw0.1

55、.0 中，此時(shí)葉輪按照設(shè)定轉(zhuǎn)速值旋轉(zhuǎn)。在葉輪給煤機(jī)向前行走過程中，前極限限位開關(guān)感應(yīng)軌道上限位信號(hào)，該信號(hào)使相應(yīng)的 plc 內(nèi)部位為“1”，從而使到上位機(jī)畫面的位置指示燈狀態(tài)做出相應(yīng)變化，按比例反映葉輪給煤機(jī)的運(yùn)行位置。plc 通過內(nèi)部位與上位機(jī)監(jiān)控畫面中的數(shù)據(jù)進(jìn)行通信，內(nèi)部位類型及說明如表 4.5 所示：表 4.5 plc i/o 端口定義位編號(hào)i/o 地址說明1m0葉輪旋轉(zhuǎn)指示2m1給煤機(jī)行走指示-前行3m2給煤機(jī)行走指示-后行4m3給煤機(jī)行走停止信號(hào)5m4清掃電機(jī)6m5給煤機(jī)行走啟動(dòng)信號(hào)7m6葉輪停止信號(hào)8m7手動(dòng)控制信號(hào)17m60定點(diǎn)運(yùn)行18m61葉輪給煤機(jī)行走-前行19m62葉輪給煤

56、機(jī)行走-后行20m63給煤機(jī)行走停止21m50前極限22m52后極限23m16葉輪停止24m15手自動(dòng)切換25mw2葉輪轉(zhuǎn)速設(shè)定結(jié) 論經(jīng)過了半年的學(xué)習(xí)和工作，我終于完成了基于 plc 的火電廠給煤控制過程設(shè)計(jì)的論文。從開始接到論文題目到系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)，再到論文文章的完成，每走一步對我來說都是新的嘗試與挑戰(zhàn)，這也是我在大學(xué)期間獨(dú)立完成的最大的項(xiàng)目。在這段時(shí)間里，我學(xué)到了很多知識(shí)也有很多感受，從對許多知識(shí)的一無所知，到對相關(guān)技術(shù)有了一定了解的狀態(tài)，我開始了獨(dú)立的學(xué)習(xí)和試驗(yàn)，查看相關(guān)的資料和書籍，讓自己頭腦中模糊的概念逐漸清晰，使自己非常稚嫩作品一步步完善起來，每一次改進(jìn)都是我學(xué)習(xí)的收獲，每一次試驗(yàn)的成

57、功都會(huì)讓我興奮好一段時(shí)間。 雖然我的論文本課題主要涉及到選型、組態(tài)和 plc 編寫三方面的工作。一是選型。根據(jù)系統(tǒng)的控制要求和用戶的特殊需求，對 plc 和組態(tài)軟件進(jìn)行了選型。通過和其他類型的產(chǎn)品相比較，以系統(tǒng)控制的要求為基礎(chǔ)，以用戶要求和現(xiàn)場條件為依據(jù)，選擇了 s7-200 系列和 mcgs 作為本課題使用的 plc 和組態(tài)軟件。二是組態(tài)。以系統(tǒng)的工藝流程為原始依據(jù)，加以分析后進(jìn)行組態(tài)配置，包括各種流程圖的畫面以及報(bào)警、歷史趨勢分析圖等等，并進(jìn)行相應(yīng)的動(dòng)態(tài)連接。三是 plc 的編寫。主要是以系統(tǒng)控制要求為依據(jù)，參照系統(tǒng)流程工藝圖，設(shè)計(jì)系統(tǒng)的程序流程及冗余程序塊，本論文中主要是針對給煤機(jī)計(jì)量監(jiān)

58、控系統(tǒng)加以說明和概述，并對給煤機(jī)的頻率進(jìn)行了 pid 控制。通過這次對給煤機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)使我加深鞏固了基礎(chǔ)知識(shí)，更加深刻的把握到基礎(chǔ)知識(shí)的重要，了解了本專業(yè)的具體應(yīng)用范圍和未來工作中應(yīng)用方法措施。提高了動(dòng)手和實(shí)際解決問題的能力，提高了對問題整體規(guī)劃的意識(shí)。能把握重點(diǎn)設(shè)計(jì)的核心，并提高查閱資料的能力，培養(yǎng)了團(tuán)隊(duì)合作精神和人際交往能力，尤其通過鐵嶺電廠的實(shí)習(xí)際讓我對給煤控制系統(tǒng)有了更深刻的了解。加深了對 plc 控制系統(tǒng)的進(jìn)一步了解，更加清楚地認(rèn)識(shí)到其在現(xiàn)代化工業(yè)中所起的巨大作用。作品不是很成熟，還有很多不足之處，但我可以自豪的說，這里面的每一段，都有我的勞動(dòng)。當(dāng)看著自己的論文，真是莫大的幸福和

59、欣慰。我相信其中的酸甜苦辣最終都會(huì)化為甜美的甘泉。這次做論文的經(jīng)歷也會(huì)使我終身受益，我感受到做論文是要真真正正用心去做的一件事情，是真正的自己學(xué)習(xí)的過程和研究的過程，沒有學(xué)習(xí)就不可能有研究的能力，沒有自己的研究，就不會(huì)有所突破，那也就不叫論文了。希望這次的經(jīng)歷能讓我在以后學(xué)習(xí)中激勵(lì)我繼續(xù)進(jìn)步。致 謝一次次的失敗，一絲絲勝利的曙光，導(dǎo)師鄧瑋的鼓勵(lì)和指導(dǎo)引導(dǎo)我走過了這最重要的時(shí)光。還要感謝郭楠老師，張玉燕老師以及李玉杰老師在此次設(shè)計(jì)中的熱心幫助。僅以致謝的方式遠(yuǎn)不能表達(dá)我的感激之情，可以說沒有老師們的細(xì)心指導(dǎo)就沒有這篇論文的完成。論文中的思想和靈感來源于是許多方面，我的同學(xué)對我的幫助也不是一點(diǎn)一滴

60、的。畢業(yè)設(shè)計(jì)是對我們知識(shí)運(yùn)用能力的一次全面的考核，也是對我們進(jìn)行科學(xué)研究基本功的訓(xùn)練，培養(yǎng)我們綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)獨(dú)立的分析問題和解決問題的能力，為以后撰寫專業(yè)學(xué)術(shù)論文和工作打下了良好的基礎(chǔ)。本次設(shè)計(jì)能夠順利完成，首先我要感謝我的母校沈陽工程學(xué)院，是她為我們提供了學(xué)習(xí)知識(shí)的土壤，使我們在這里茁壯成長；其次我要感謝沈陽工程學(xué)院熱控教研室鄧偉老師及熱控教研室、熱控實(shí)驗(yàn)室的全體老師。 。鄧張老師不但從學(xué)習(xí)上關(guān)心我，更從思想上引導(dǎo)、教育我，使我受益匪淺，學(xué)會(huì)了在學(xué)習(xí)和工作中不斷的去反思和總結(jié)，理清思路、認(rèn)清方向，才能更好的進(jìn)步。更為重要的是她嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、為人師表的品質(zhì)和美德為我樹立了人生的榜樣，我為能