第9章羅克韋爾PLC工程應(yīng)用實例課件

1、第9章 羅克韋爾PLC工程應(yīng)用實例9.1 PLC在景觀噴泉控制系統(tǒng)中的應(yīng)用9.2 PLC在水電站自動控制系統(tǒng)中的應(yīng)用9.3 PLC在火電廠輸煤程控系統(tǒng)中的應(yīng)用9.1 PLC在景觀噴泉控制系統(tǒng)中的應(yīng)用1控制要求景觀噴泉使用3個潛水泵，工作順序是：A潛水泵先啟動，然后B潛水泵啟動，最后C潛水泵啟動。3個潛水泵各自啟動后，即開始運行工作。停止時，執(zhí)行順序與啟動時相反，即C潛水泵先停止工作，然后B潛水泵停止工作，最后A潛水泵停止工作。2輸入/輸出信號表設(shè)計景觀噴泉PLC控制系統(tǒng)潛水泵輸入/輸出信號分配如表9-1所示。9.1 PLC在景觀噴泉控制系統(tǒng)中的應(yīng)用3控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計景觀噴泉潛水泵啟動聯(lián)鎖梯形

2、圖如圖9-1所示。9.1 PLC在景觀噴泉控制系統(tǒng)中的應(yīng)用景觀噴泉潛水泵停止聯(lián)鎖梯形圖如圖9-2所示。9.1 PLC在景觀噴泉控制系統(tǒng)中的應(yīng)用4系統(tǒng)應(yīng)用分析采用PLC控制潛水泵，從而實現(xiàn)景觀噴泉的噴水效果。與傳統(tǒng)繼電器或單片機控制系統(tǒng)相比，PLC控制系統(tǒng)具有更高的可靠性、靈活性和經(jīng)濟實用性。 9.2 PLC在水電站自動控制系統(tǒng)中的應(yīng)用1設(shè)計原則和要求水電站工程按“無人值班（少人值守）”的原則進(jìn)行設(shè)計，工程按照能實現(xiàn)現(xiàn)地、遠(yuǎn)方（調(diào)度中心）監(jiān)控的指導(dǎo)思想進(jìn)行總體設(shè)計和配置。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)為分層、全分布、全開放系統(tǒng)，既便于功能和硬件的擴充，又充分保護(hù)應(yīng)用資源和投資。計算機監(jiān)控系統(tǒng)，可在集控中心完成全站設(shè)備

3、的運行監(jiān)視和控制，同時也可在站級控制層及現(xiàn)地各LCU上通過觸摸屏人機界面，實現(xiàn)對其所控設(shè)備運行的監(jiān)視和控制。當(dāng)主控計算機因故障退出運行或由于通道故障現(xiàn)地控制單元和主控計算機通信中斷時，各現(xiàn)地控制單元應(yīng)能獨立運行，進(jìn)行控制和監(jiān)視，保證電站安全運行。9.2 PLC在水電站自動控制系統(tǒng)中的應(yīng)用2水電站PLC系統(tǒng)結(jié)構(gòu)（1）水電站的電氣結(jié)構(gòu)水電站的一次系統(tǒng)主接線如圖9-3所示，裝機容量為4800kW。9.2 PLC在水電站自動控制系統(tǒng)中的應(yīng)用（2）PLC監(jiān)控系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)水電站綜合自動化系統(tǒng)是一個典型的分層、分布式自動控制系統(tǒng)。整個系統(tǒng)由現(xiàn)地控制單元（LCU）層和主控層構(gòu)成。根據(jù)控制對象的不同，現(xiàn)地控制

4、單元層包括機組LCU、升壓站與公用設(shè)備LCU。9.2 PLC在水電站自動控制系統(tǒng)中的應(yīng)用3監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和特點（1）電站控制級電站控制級作為電站的實時監(jiān)控中心，負(fù)責(zé)全站的自動化功能（包括安全監(jiān)視、控制操作、自動發(fā)電控制AGC、自動電壓控制AVC等）、歷史數(shù)據(jù)處理（包括運行報表、設(shè)備檔案、運行參數(shù)等）、人機對話（包括對運行設(shè)備的監(jiān)視、事故和故障報警，對運行設(shè)備的人工干預(yù)及監(jiān)控系統(tǒng)各種參數(shù)的修改和設(shè)置等）及時鐘同步。（2）現(xiàn)地控制級各機組設(shè)備分別設(shè)置一套LCU，開關(guān)站及公用設(shè)備設(shè)置一套LCU。LCU直接監(jiān)控被控設(shè)備的生產(chǎn)過程，既可作為分布系統(tǒng)中的現(xiàn)地智能終端，又可作為獨立裝置單獨運行。PLC是現(xiàn)地控

5、制級監(jiān)控子系統(tǒng)的核心。（3）輔助設(shè)備水電站的輔助設(shè)備主要包括直流電源、計量設(shè)備、交流電源等。9.2 PLC在水電站自動控制系統(tǒng)中的應(yīng)用4主控功能（1）數(shù)據(jù)采集功能（2）數(shù)據(jù)處理功能（3）顯示功能（4）打印功能（5）控制功能（6）信號功能（7）修改參數(shù)功能9.2 PLC在水電站自動控制系統(tǒng)中的應(yīng)用5機組現(xiàn)地控制單元的結(jié)構(gòu)（1）現(xiàn)地控制單元結(jié)構(gòu)機組現(xiàn)地控制單元（LCU）用來實現(xiàn)水電機組的電氣保護(hù)、監(jiān)控及水輪機自動化。機組LCU由發(fā)電機保護(hù)單元、發(fā)電機監(jiān)控單元、PLC機組控制單元組成，如圖9-4所示。9.2 PLC在水電站自動控制系統(tǒng)中的應(yīng)用現(xiàn)地控制單元構(gòu)成示意圖如圖9-5所示。9.2 PLC在水電

6、站自動控制系統(tǒng)中的應(yīng)用現(xiàn)地控制屏柜示意圖如圖9-6所示。9.2 PLC在水電站自動控制系統(tǒng)中的應(yīng)用（2）現(xiàn)地控制單元設(shè)備配置機組現(xiàn)地控制單元LCU的設(shè)備配置如表9-2所示。設(shè) 備 名 稱技 術(shù) 參 數(shù)數(shù) 量單 位彩色液晶觸摸屏液晶觸摸屏（內(nèi)置以太網(wǎng)、四串口）1臺數(shù)據(jù)采集單元PLCDI：176，DO：64，AI：301套智能電力監(jiān)測儀RS-232/485，現(xiàn)場總線協(xié)議1套同期裝置單點自動準(zhǔn)同期1套有功、無功變送器三相有功、無功變送器1臺電壓變送器單相電壓變送器1臺交/直流供電電源交直流冗余供電2臺繼電器2副觸點、DC 24V120個常規(guī)緊急停機回路直流繼電器獨立的常規(guī)緊急停機保護(hù)回路40個電源防

7、雷器單相電源過壓保護(hù)器1臺機柜及其附件2 260800800（mm3）1面9.2 PLC在水電站自動控制系統(tǒng)中的應(yīng)用 開關(guān)站及公用單元LCU的設(shè)備配置如表9-3所示。設(shè) 備 名 稱技 術(shù) 參 數(shù)數(shù) 量單 位彩色液晶觸摸屏液晶觸摸屏（內(nèi)置以太網(wǎng)、四串口）1臺數(shù)據(jù)采集控制單元PLCDI：128，DO：24，AI：161套智能電力監(jiān)測儀RS-232/485，現(xiàn)場總線協(xié)議2套同期裝置多點自動準(zhǔn)同期1套交/直流供電電源交直流冗余供電2臺繼電器2副觸點、DC 24V120個8口智能通信裝置16口協(xié)議轉(zhuǎn)換通信工作站1臺電源防雷器單相電源過壓保護(hù)器1臺機柜及其附件2 260800600（mm3）1面9.2 P

8、LC在水電站自動控制系統(tǒng)中的應(yīng)用（3）PLC及I/O配置機組現(xiàn)地控制單元LCU的設(shè)備配置如表9-4所示。模 塊 名 稱型號及規(guī)格數(shù) 量單 位描 述CPU模塊1756-L631塊嵌裝Ethernet接口數(shù)字量輸入模塊1756-IB323塊32通道DI數(shù)字量輸出模塊1756-OB322塊32通道DO模擬量輸入模塊1756-IF162塊16通道AI電源模塊1756-PA1塊電源模塊機架1塊9.2 PLC在水電站自動控制系統(tǒng)中的應(yīng)用開關(guān)站及公用LCU的設(shè)備配置如表9-5所示。模 塊 名 稱型號及規(guī)格數(shù) 量單 位描 述CPU模塊1756-L631塊嵌裝Ethernet接口數(shù)字量輸入模塊1756-IB32

9、4塊32通道DI數(shù)字量輸出模塊1756-OB321塊32通道DO模擬量輸入模塊1756-IF161塊16通道AI電源模塊1756-PA1塊電源模塊機架1塊9.2 PLC在水電站自動控制系統(tǒng)中的應(yīng)用6系統(tǒng)性能（1）實時性 數(shù)據(jù)采集響應(yīng)時間 控制響應(yīng)能力（2）主控級的響應(yīng)能力滿足系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集、人機接口、控制功能和系統(tǒng)通信的時間要求。 數(shù)據(jù)采集響應(yīng)時間 人機通信響應(yīng)時間（3）可靠性9.2 PLC在水電站自動控制系統(tǒng)中的應(yīng)用7系統(tǒng)功能實現(xiàn)圖（1）1機組電氣控制圖通過PLC的模擬量輸入模塊1756-IB32，采集機組的電壓（V）、電流（I）、功率（P、Q、S）、功率因數(shù)（COS）、頻率（F）等數(shù)據(jù)，在上

10、位機中實時顯示，如圖9-7所示。9.2 PLC在水電站自動控制系統(tǒng)中的應(yīng)用（2）電站透平油系統(tǒng)圖在電站透平油系統(tǒng)圖中顯示工藝畫面、設(shè)備運行情況等，如圖9-8所示，可以在線實時地在圖上對參與控制的各類電動閥門、油泵等現(xiàn)場設(shè)備發(fā)出控制指令，進(jìn)行遠(yuǎn)方控制操作。9.2 PLC在水電站自動控制系統(tǒng)中的應(yīng)用（3）開關(guān)站負(fù)荷曲線圖在水電站中，開關(guān)站負(fù)荷曲線圖是重要的界面，如圖9-9所示，在運行中經(jīng)常要觀測負(fù)荷狀況。9.2 PLC在水電站自動控制系統(tǒng)中的應(yīng)用（4）系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)通信圖系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)通信圖描述的是水電站的總體網(wǎng)絡(luò)通信架構(gòu)，從圖中可以了解水電站的整體網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)運行情況，如圖9-10所示。9.2 PLC在水電

11、站自動控制系統(tǒng)中的應(yīng)用8系統(tǒng)應(yīng)用分析根據(jù)水電站的實際情況，著眼于整個水電站系統(tǒng)的控制和管理，采用羅克韋爾ControlLogix在工控領(lǐng)域中安全、可靠、成熟、高效的PLC系列產(chǎn)品，配合微機繼電保護(hù)裝置，提供水電站綜合自動化系統(tǒng)的一體化解決方案。9.3 PLC在火電廠輸煤程控系統(tǒng)中的應(yīng)用1系統(tǒng)概述火力發(fā)電廠的輸煤系統(tǒng)是輔機系統(tǒng)的重要部分。輸煤系統(tǒng)承擔(dān)從煤碼頭或卸煤溝至儲煤場或主廠房原煤倉的運煤任務(wù)。輸煤系統(tǒng)的安全、可靠運行是保證電廠安全、高效運行的重要環(huán)節(jié)。9.3 PLC在火電廠輸煤程控系統(tǒng)中的應(yīng)用2工藝過程火電廠工藝流程如圖9-11所示。9.3 PLC在火電廠輸煤程控系統(tǒng)中的應(yīng)用火力發(fā)電廠燃燒

12、系統(tǒng)工藝如圖9-12所示。9.3 PLC在火電廠輸煤程控系統(tǒng)中的應(yīng)用輸煤系統(tǒng)工藝如圖9-13所示。9.3 PLC在火電廠輸煤程控系統(tǒng)中的應(yīng)用3使用ControlLogix系列PLC構(gòu)成輸煤程控系統(tǒng)的三層網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)（1）設(shè)備網(wǎng)（2）控制網(wǎng)（3）工業(yè)以太網(wǎng)4控制技術(shù)要求（1）主要控制對象主要控制對象包括卸船機、斗輪堆取料機、皮帶機、碎煤機、除鐵器、取樣裝置、犁煤器、滾軸篩、電子皮帶秤等。（2）主要檢測信號 皮帶跑偏、打滑、速度、煤流、堵煤、跳閘、撕裂、拉長等； 超溫、超振、過載、高低煤位、煤倉稱重、犁煤器狀態(tài)等。（3）輸煤系統(tǒng)主要完成的功能 煤源給煤、上煤、配煤程控。 分爐和分時計量、煤場入場和出場

13、計量。 工業(yè)電視跟蹤監(jiān)視、報警。 與廠級MIS聯(lián)網(wǎng)。9.3 PLC在火電廠輸煤程控系統(tǒng)中的應(yīng)用5輸煤PLC控制系統(tǒng)的主要技術(shù)特點 系統(tǒng)啟動按逆煤流方向順序啟動，按順煤流方向停機，異常時按順煤流方向聯(lián)鎖停機。 操作方式：程控、遙控、就地控制。 運行路徑選擇，設(shè)備工況監(jiān)視和報警。 給煤機出力調(diào)節(jié)。 每條皮帶有速度信號、打滑信號、跑偏信號等。 落煤管處裝有堵煤信號。 電廠來煤/卸煤溝出煤/原煤倉進(jìn)煤計量。 原煤倉煤位測量，集灰斗灰位測量。 原煤倉配煤控制。 可與工業(yè)電視接口。 可與MIS聯(lián)網(wǎng)。9.3 PLC在火電廠輸煤程控系統(tǒng)中的應(yīng)用6控制系統(tǒng)組態(tài)圖系統(tǒng)組態(tài)結(jié)構(gòu)如圖9-14所示。9.3 PLC在火電廠輸煤程控系統(tǒng)中的應(yīng)用7系統(tǒng)設(shè)計輸煤程控系統(tǒng)上煤子系統(tǒng)PLC控制柜的硬件配置如表9-6所示。序 號模 塊 名 稱規(guī)格和型號單 位數(shù) 量描 述1CPU1756-L62塊1CPU模塊2電源模塊1756-PA塊1電源模塊3數(shù)字量輸入模塊1756-IB32塊332通道DI4數(shù)字量輸出模塊1756-OB32塊232通道DO5模擬量輸入模塊1756-IF16塊116通道AI6模擬量輸出模塊1756-OF8塊18通道AO7控制網(wǎng)模塊1756-CNBR塊1連接控制網(wǎng)8以太網(wǎng)模塊1756-ENBT塊1連接以太網(wǎng)