畢業(yè)設(shè)計(jì)---火電廠輸煤系統(tǒng)低煤位配煤系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　中文摘要</b></p><p>　　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控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能，并對其配置及組成部件作了系統(tǒng)的論述。同時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，并舉例說明設(shè)計(jì)的方法及應(yīng)用。</p><p>　

2、　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)備種類多，分布較松散，生產(chǎn)管理及設(shè)備自動化水平相對主機(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)效率變得越來越迫切，這對安全生產(chǎn)和成本控制至關(guān)重要。該文從設(shè)備自動化角度對燃料系統(tǒng)配煤自動化發(fā)展方向與實(shí)現(xiàn)方式作些探討。</p><p>　　配煤控制系統(tǒng)監(jiān)控畫面的設(shè)計(jì)講究通俗性、易懂性、控制方便等特點(diǎn)，另

3、外，通過配煤方式選擇控制畫面也可以感受監(jiān)控畫面的條理性清晰。</p><p>　　關(guān)鍵詞 火電廠，低煤位配煤系統(tǒng)，程控，梯形圖，上位機(jī)</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　According to a coal handling plant control system, introduced a PLC

4、 controlled the coal power plant in the system of control and the entire control system on the structure and function, and the configuration and components made The exposition. Also introduced a programmable logic contro

5、ller (PLC) ladder control design of the order, the order ladder structure and function of the plan is logical expression, and examples of design and application. Then on the PLC in low coal-coal power plant p</p&

6、gt;<p>　　Keywords thermal power plants, low coal-blending system, program-controlled, ladder, PC</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　中文摘要I</b></p><p>

7、　　AbstractII</p><p><b>　　1 引言1</b></p><p>　　1.1 低煤位配煤系統(tǒng)的作用和國內(nèi)外發(fā)展趨勢1</p><p>　　1.1.1 低煤位配煤系統(tǒng)的作用1</p><p>　　1.1.2 低煤位配煤系統(tǒng)國內(nèi)外發(fā)展趨勢2</p><p>　　1.2

8、 低煤位配煤控制系統(tǒng)概況及工藝要求2</p><p>　　1.2.1 配煤控制系統(tǒng)的概況2</p><p>　　1.2.2 配煤控制系統(tǒng)的要求及功能3</p><p>　　2 低煤位配煤控制系統(tǒng)中的控制設(shè)備原理簡介5</p><p>　　2.1 可編程控制器（PLC）的簡介5</p><p>　　2.1.1

9、可編程序控制器（PLC）的發(fā)展及趨勢5</p><p>　　2.1.2 可編程序控制器（PLC）的應(yīng)用領(lǐng)域6</p><p>　　2.1.3 可編程序控制器（PLC）的特點(diǎn)及組成7</p><p>　　2.1.4 可編程序控制器（PLC）的分類8</p><p>　　2.1.5 可編程序控制器（PLC）的大型化發(fā)展8</p&g

10、t;<p>　　2.1.6 可編程序控制器（PLC）的小型化發(fā)展9</p><p>　　2.2 上位機(jī)監(jiān)控軟件性能、功能簡介9</p><p>　　2.2.1 紫金橋監(jiān)控軟件簡介10</p><p>　　2.2.2 組態(tài)王監(jiān)控軟件簡介11</p><p>　　3 火電廠配煤控制系統(tǒng)組成及工藝概述13</p>

11、<p>　　3.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)13</p><p>　　3.2 系統(tǒng)工藝概述13</p><p>　　3.2.1 低煤位優(yōu)先配煤14</p><p>　　3.2.2 高煤位自動換倉14</p><p>　　3.2.3 順序配煤14</p><p>　　3.2.4 循環(huán)配煤14</p&g

12、t;<p>　　3.2.5 原煤斗15</p><p>　　3.2.6 煤位檢測及判斷17</p><p>　　4 低煤位配煤計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)18</p><p>　　4.1 可編程控制器在配煤系統(tǒng)中的應(yīng)用18</p><p>　　4.2 低煤位配煤系統(tǒng)的組成19</p><p>　　4.3

13、配煤控制系統(tǒng)軟件19</p><p>　　4.4 利用PLC程序?qū)崿F(xiàn)煤倉料位檢測控制20</p><p>　　4.5 組態(tài)畫面20</p><p>　　4.5.1 組態(tài)軟件20</p><p>　　4.5.2 組態(tài)監(jiān)控畫面20</p><p>　　5 工業(yè)電視系統(tǒng)22</p><p>

14、;　　5.1 系統(tǒng)簡介22</p><p>　　5.2 系統(tǒng)特點(diǎn)22</p><p>　　5.3 系統(tǒng)功能23</p><p><b>　　結(jié) 論24</b></p><p><b>　　致 謝25</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)26<

15、;/b></p><p><b>　　附 錄 Ａ27</b></p><p>　　A1.1 手動/自動切換27</p><p>　　A1.2 設(shè)置檢修倉28</p><p>　　A1.3 順序配煤29</p><p>　　A1.4 低煤位配煤31</p><p&

16、gt;<b>　　1 引言</b></p><p>　　我國火電廠的配煤系統(tǒng)自動化程度，與機(jī)、爐、電機(jī)比較，顯得非常落后，也很不適應(yīng)；尤其對大型火電廠，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)和提高配煤自動化水平，對安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行具有更大意義。</p><p>　　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

17、煤系統(tǒng)得到廣泛應(yīng)用,且多數(shù)具備自動或半自動功能。如何組織和管理好這些大型設(shè)備,使整個配煤系統(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)展中需要解決的首要問題。</p><p>　　由于電廠配煤系統(tǒng)粉塵和噪聲比較大,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)

18、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、故障因素多、現(xiàn)場及時發(fā)現(xiàn)故障比較難,每臺設(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)時直觀、清晰地監(jiān)視現(xiàn)場情況,及時發(fā)現(xiàn)輸煤系統(tǒng)中的各種故障,使整個輸煤系統(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較好途徑。這里采用網(wǎng)絡(luò)配置,以期達(dá)到各設(shè)備之間的協(xié)調(diào)和統(tǒng)一管理。&l

19、t;/p><p>　　1.1 低煤位配煤系統(tǒng)的作用和國內(nèi)外發(fā)展趨勢</p><p>　　1.1.1 低煤位配煤系統(tǒng)的作用</p><p>　　近年來，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)發(fā)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、安全保障能力及通信功能等也都得到了進(jìn)一步的提高。<

20、/p><p>　　火電廠配煤系統(tǒng)原煤倉自動配煤一直是業(yè)內(nèi)的一大難題。邏輯程序復(fù)雜但容錯性差、控制流程不盡合理、控制系統(tǒng)對現(xiàn)場設(shè)備運(yùn)行工況要求苛刻、現(xiàn)場檢測手段難以滿足控制要求等，多種因素造成很多電廠的自動配煤系統(tǒng)難以正常工作甚至無法投用。現(xiàn)從控制流程優(yōu)化、控制程序設(shè)計(jì)、煤位檢測手段等方面，介紹火電廠自動配煤系統(tǒng)的完善和優(yōu)化方法?；痣姀S原煤倉配煤設(shè)備主要有2種：犁煤器和卸料小車。</p><p>

21、;　　當(dāng)前，電廠現(xiàn)代化程度越來越高，各種自動化設(shè)施應(yīng)用于現(xiàn)場。我國大、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)電成本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)競爭的有效途徑。</p><p>　　1.1.2 低煤位配煤系統(tǒng)國內(nèi)外發(fā)展趨勢</p><p>　　在過去的十多年里，PLC在火電廠的廣泛應(yīng)用極大地提高了火電廠自動化水平。作為機(jī)組監(jiān)視和控

22、制的主要手段。在機(jī)組分部試運(yùn)行和整機(jī)啟動調(diào)試過程中，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)時保護(hù)和控制系統(tǒng)的主要功能均已能投入使用，為確保機(jī)組安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行作出了貢獻(xiàn)。</p><p>　　同發(fā)達(dá)國家相比，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)象仍然時有發(fā)生。</p><

23、p>　　目前電廠自動化設(shè)計(jì)主要針對電廠工藝過程的控制和監(jiān)視，即過程自動化，這無疑是十分重要的，電力買方市場的形成，要求不僅能保證電廠安全滿發(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，因此電廠管理自動化水平必須大力提高。</p><p>　　國內(nèi)自動化儀表制造行業(yè)和電廠自動化研究單位通過技術(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)立承擔(dān)PLC系統(tǒng)組態(tài)和應(yīng)用

24、軟件設(shè)計(jì)、現(xiàn)場調(diào)試和培訓(xùn)工作，為降低PLC的造價(jià)作出了貢獻(xiàn)。</p><p>　　我國電力設(shè)計(jì)院的管理模式和專業(yè)設(shè)置，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能適應(yīng)電廠自動化的發(fā)展，必須盡快進(jìn)行改革和重組。這包括與自動化有關(guān)的專業(yè)重新優(yōu)化組合，重新規(guī)定各專業(yè)的工作分界線，以利于電廠綜合自動化水平的改善以及設(shè)計(jì)深度和質(zhì)量的提高。</p><p>　　1.2 低煤位配煤控制系統(tǒng)概況及工藝要求</p><p&

25、gt;　　1.2.1 配煤控制系統(tǒng)的概況</p><p>　　一般來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。</p><p>　　1. 低煤位優(yōu)先配煤</p><p>　　低煤位優(yōu)先配煤也稱

26、補(bǔ)低配煤。配煤過程中無論在什么情況下，只要出現(xiàn)低煤位信號，應(yīng)立即切換到低煤位倉配煤，防止發(fā)生空倉。如果同時出現(xiàn)3個低煤位信號,則轉(zhuǎn)為手動操作。</p><p><b>　　2. 順序配煤</b></p><p>　　配煤過程中，如果需要進(jìn)行低煤位優(yōu)先配煤，則先對低煤位倉加煤，消除低煤位后，再返轉(zhuǎn)到低煤位優(yōu)先配煤過程之前的那個煤倉，繼續(xù)按照順序配煤的原則進(jìn)行配煤。當(dāng)各煤

27、倉處于正常煤位時，為了不產(chǎn)生低煤位，可按需要啟動系統(tǒng)對各倉進(jìn)行順序配煤。順序配煤視各廠情況及需要而定，當(dāng)先配煤的煤倉出現(xiàn)高位信號時再切換到下一個配煤倉。待所有煤倉均高煤位時，可立即停運(yùn)系統(tǒng)或轉(zhuǎn)入定時配煤運(yùn)行狀態(tài)。</p><p>　　配煤控制是由重量傳感器、超聲波料位計(jì)或其它物位探測裝置測定主廠房原煤倉的煤位，從而決定各煤倉的煤量分配。常用的配煤設(shè)備由犁式卸煤器、卸煤車等。</p><p>

28、;　　1.2.2 配煤控制系統(tǒng)的要求及功能</p><p>　　把配煤控制系統(tǒng)從輸煤控制系統(tǒng)中獨(dú)立出來，主要是為了提高煤倉配煤的可靠性，從而提高整個輸煤控制系統(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)；其次作為整個輸煤系統(tǒng)的一部分，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)時性，真正做到分散控制，集中管理。</

29、p><p>　　配煤程序開始時，尾倉犁自動落下，其余犁煤器全部自動抬起。</p><p>　　首先順序向出現(xiàn)低煤位的煤倉配一定數(shù)量的煤，直至低煤位報(bào)警全部消除。</p><p>　　再依次給出現(xiàn)低煤位煤倉順序配煤，消除煤倉的所有低煤位信號。    </p><p>　　所有低煤位信號消失后，再進(jìn)行順序配煤，從第一倉開

30、始順序?qū)⑺忻簜}配至高煤位。</p><p>　　在進(jìn)何順序配煤時，如果又出現(xiàn)了低煤位報(bào)警倉，則立即轉(zhuǎn)到該煤倉進(jìn)行低煤位優(yōu)先配煤。在配至低煤位信號消失，再延遲一段時間后，自動返回到剛才順序配煤的煤倉進(jìn)行順序配煤。</p><p>　　如在配煤過程中遇到人為設(shè)定的檢修倉或高煤位倉，自動跳過。當(dāng)配煤至尾倉時，自發(fā)出“程序完畢”。 上煤系統(tǒng)從煤源開始自動延時停機(jī)。</p><

31、p>　　在配煤完畢，皮帶機(jī)延遲停機(jī)過程中，煤倉加煤進(jìn)入余煤配煤程序。即把皮帶上的余煤，從前面?zhèn)}開始，順序給每一個出現(xiàn)高煤位的會再配一定量的煤。高煤位消失的倉可一直配下去，直到出現(xiàn)高煤位為止，再逐倉轉(zhuǎn)移。直至加倉線路皮帶機(jī)上的煤能全部走空或煤倉間皮帶停機(jī)。</p><p>　　配煤程控系統(tǒng)具備以下功能。</p><p><b>　　1. 聯(lián)鎖手配功能</b><

32、;/p><p>　　上位機(jī)輸入相關(guān)的操作指令，通過計(jì)算機(jī)系統(tǒng)實(shí)施軟手操功能，控制煤倉層犁煤器的抬落。聯(lián)鎖手配時，尾倉犁無法抬，檢修犁和檢修倉犁無法落。</p><p><b>　　2. 解鎖手配功能</b></p><p>　　解鎖手配時，可任意抬落煤倉層犁煤器。該運(yùn)行方式設(shè)有操作權(quán)限。</p><p><b>　

33、　3. 就地配煤功能</b></p><p>　　即在現(xiàn)場犁煤器旁人工控制犁煤器抬落，實(shí)現(xiàn)手動配煤。</p><p>　　4. 實(shí)現(xiàn)自動/手動配煤控制模式</p><p>　　手動控制方式是通過調(diào)度室配煤上位機(jī)的有關(guān)參數(shù)畫面，用鍵盤進(jìn)行頻率設(shè)定，控制煤的流量。自動配煤是計(jì)算機(jī)根據(jù)所要求的灰分自動給出有關(guān)計(jì)算參數(shù)和配煤策略，根據(jù)所得的參數(shù)自動下裝到變頻器的

34、控制參數(shù)中，系統(tǒng)自動運(yùn)行達(dá)到灰分要求。</p><p><b>　　5. 顯示與報(bào)警</b></p><p>　　為保證系統(tǒng)可靠運(yùn)行，在上位機(jī)監(jiān)控畫面中顯示設(shè)備狀態(tài)、目標(biāo)灰分、瞬時灰分、累計(jì)灰分、變頻器頻率、煤倉倉位、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，并向后臺數(shù)據(jù)庫發(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)、

35、報(bào)表輸出，以及廠級管理人員對配煤過程的瀏覽和監(jiān)視。</p><p>　　2 低煤位配煤控制系統(tǒng)中的控制設(shè)備原理簡介</p><p>　　2.1 可編程控制器（PLC）的簡介</p><p>　　2.1.1 可編程序控制器（PLC）的發(fā)展及趨勢</p><p>　　可編程序控制器(Programmable Controller)簡稱PC，但是，

36、它不是個人計(jì)算機(jī)。為了與稱為PC的個人計(jì)算機(jī)相區(qū)別，現(xiàn)在國內(nèi)外許多科技雜志都稱可編程序控制器為可編程序邏輯控制器(Programmable Logic Controller)，簡稱PLC。</p><p>　　PLC從延生到今天，已有二十多年的歷史，在這二十多年里，PLC的發(fā)展異常迅猛，它已經(jīng)成為當(dāng)今工業(yè)發(fā)達(dá)國家自動控制的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備。在火電廠，PLC與DCS(分散控制系統(tǒng))是熱工自動化的兩大支柱。由于PLC其結(jié)構(gòu)簡

37、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，推動了PLC的普及和發(fā)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)相繼問世,使PLC向大規(guī)模、高速度、高性能方面發(fā)展，形成了各個系列的產(chǎn)品。同時出現(xiàn)了緊湊型、低價(jià)格的新一代產(chǎn)品和多種不同性能的分布網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。此時面向工程技術(shù)人員的PLC語言也發(fā)展成熟，出現(xiàn)了工藝人員使用的圖形語言。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D

38、DC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發(fā)展更為迅猛，各個公司在進(jìn)一步完善自己原有產(chǎn)品的基礎(chǔ)上，不斷開發(fā)出新的系列產(chǎn)品和增強(qiáng)聯(lián)網(wǎng)功能。PLC軟件不斷向前發(fā)展，與計(jì)算機(jī)連接更加方便完善。</p><p>　　伴隨時代發(fā)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)自動化行業(yè)的發(fā)展，隨著電子事業(yè)的飛速進(jìn)步，PLC已經(jīng)

39、可以在各個領(lǐng)域適應(yīng)不同的客戶要求，這正是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)、編程簡單等特點(diǎn)賦予的其強(qiáng)大生命力?？梢哉fPLC在工業(yè)自動化控制領(lǐng)域的地位，在可預(yù)見的將來，是無法被取代的。</p><p>　　國際電工委員會(IEC)對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PL

40、C的定義：PLC是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)。它采用可編程序的存儲，用來在其內(nèi)部面向用戶存儲執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等特殊操作指令,并通過數(shù)字式、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及有關(guān)設(shè)備，都應(yīng)該按易用于工業(yè)控制系統(tǒng)的原則設(shè)計(jì)，都應(yīng)按易于擴(kuò)充其功能的原則設(shè)計(jì)。PLC總的發(fā)展趨勢是向高集成度、小體積、大容量、易使用、高性能方向發(fā)展。</p><p&g

41、t;　　2.1.2 可編程序控制器（PLC）的應(yīng)用領(lǐng)域</p><p>　　PLC能儲存如順序指令、定時器指令、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。</p><p>　　多年來，PLC從其產(chǎn)生到現(xiàn)在，實(shí)現(xiàn)了接線邏輯到存儲邏輯的飛躍；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)動控制、過程控制及

42、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)揮著越來越大的作用。</p><p>　　目前，PLC在國內(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、輕紡、交通運(yùn)輸、環(huán)保及文化娛樂等各個行業(yè)，使用情況主要分為如下幾類：</p><p>　　1. 開關(guān)量的邏輯控制</p&

43、gt;<p>　　這是PLC最基本、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，既可用于單臺設(shè)備的控制，也可用于多機(jī)群控及自動化流水線。</p><p><b>　　2. 模擬量控制</b></p><p>　　在工業(yè)生產(chǎn)過程當(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（A

44、nalog）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轉(zhuǎn)換模塊，使可編程控制器用于模擬量控制。</p><p><b>　　3. 運(yùn)動控制</b></p><p>　　PLC可以用于圓周運(yùn)動或直線運(yùn)動的控制。從控制機(jī)構(gòu)配置來說，早期直接用于開關(guān)量I/O模塊連接位置傳感器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)，現(xiàn)在一般使用專用的運(yùn)動控制模塊，可驅(qū)動

45、步進(jìn)電機(jī)或伺</p><p>　　服電機(jī)的單軸或多軸位置控制模塊。</p><p><b>　　4. 過程控制</b></p><p>　　過程控制是指對溫度、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

46、小型PLC也具有此功能模塊。PID處理一般是運(yùn)行專用的PID子程序。過程控制在冶金、化工、熱處理和鍋爐控制等場合有非常廣泛的應(yīng)用。</p><p><b>　　5. 數(shù)據(jù)處理</b></p><p>　　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)可以與存儲在存儲器中的參考值比較，完成一定的控制操作，也

47、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)，如無人控制的柔性制造系統(tǒng)；也可用于過程控制系統(tǒng)，如造紙、冶金、食品工業(yè)中的一些大型控制系統(tǒng)。</p><p><b>　　6. 通信及聯(lián)網(wǎng)</b></p><p>　　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)控制的發(fā)展，工廠自動化網(wǎng)絡(luò)發(fā)展得很快，各PLC廠商

48、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。</p><p>　　由于PLC有上述幾個方面的應(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)過程，如樓宇自動化、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

49、PLC自身特點(diǎn)決定的，也是PLC技術(shù)不斷完善的結(jié)果。</p><p>　　2.1.3 可編程序控制器（PLC）的特點(diǎn)及組成</p><p>　　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器，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并通過數(shù)字式、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。是一

50、種用程序來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)動控制、閉環(huán)過程控制、數(shù)據(jù)處理等。</p><p>　　根據(jù)《可編程序控制器標(biāo)準(zhǔn)》，對可編程序控制器的定義為：“可編程序控制器是一種專為在工業(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存器，用于儲存用戶的指令，通過數(shù)字或模擬的輸人/輸出，完成確定的邏輯、順序、定時、計(jì)數(shù)和運(yùn)算等功能，控制各種類型的機(jī)械或過程。可編程序控制器及其外圍設(shè)備的設(shè)計(jì)

51、，使它非常方便地集成到工業(yè)系統(tǒng)中，并很容易達(dá)到人們期望的目標(biāo)?！笨删幊绦蚩刂破饕渤：喎Q為PLC (Programmable Logic Controller )，它有如下特點(diǎn)：</p><p>　　(1)可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)；</p><p>　　(2)控制程序可變，編程簡單；</p><p>　　(3)功能完善，包括數(shù)學(xué)運(yùn)算、儲存、數(shù)字和模擬量的輸入輸出等；&l

52、t;/p><p>　　(4)體積小巧，均為標(biāo)準(zhǔn)模塊，任意擴(kuò)充組合。</p><p>　　可編程序控制器主要包括三部分：</p><p>　　(1)輸人部分，它收集并儲存被控對象實(shí)際運(yùn)行的數(shù)據(jù)和信息；</p><p>　　(2)邏輯部分，即中央處理單元(CPU)，由處理器、儲存器系統(tǒng)、電源系統(tǒng)組成；</p><p>　　(3

53、)輸出部分，實(shí)施邏輯部分的分析結(jié)果，對被控對象作實(shí)時處理。</p><p>　　可編程序控制器提供了完整而標(biāo)準(zhǔn)的編程語言，以適應(yīng)在各種工業(yè)環(huán)境下使用。PLC提供的編程語言通常有三種：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，使對計(jì)算機(jī)不太了解的電氣技術(shù)人員能很容易學(xué)會掌握，編程時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)使用的語言，而把PLC內(nèi)部看

54、成許多“軟繼電器”等邏輯部件組成，編程過程相當(dāng)于設(shè)計(jì)和改變繼電器控制的硬線路。</p><p>　　2.1.4 可編程序控制器（PLC）的分類</p><p>　　PLC裝置的形式多種多樣，功能各不相同。</p><p>　　1. 按容量來分，可以分為“小”、“中”、“大”三種類型。</p><p>　　(1)小型PLC，這類PLC的規(guī)模較小

55、。I/O點(diǎn)數(shù)一般從20點(diǎn)到128點(diǎn)。這類PLC的主要功能有邏輯運(yùn)算，計(jì)數(shù)，移位等。采用專用編程器。</p><p>　　(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，適合開關(guān)量邏輯控制和過程參數(shù)檢測及調(diào)節(jié)，數(shù)據(jù)處理及A/D，D/A轉(zhuǎn)換，聯(lián)網(wǎng)通信，運(yùn)程I/O等功能。</p><p>　　(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

56、型機(jī)，896點(diǎn)以上為超大型機(jī)。它具有高級功能的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，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。</p><p><b>　　2. 從結(jié)構(gòu)上分</b></p><p>　　按硬件結(jié)構(gòu)的不同，將PLC分為三類</p><p>　　(1)整體式結(jié)

57、構(gòu)它是將PLC各組成部分集裝在一個機(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)。</p><p>　　(2)模塊式PLC輸入輸出點(diǎn)數(shù)較多的大中型和部分小型PLC采用模塊式結(jié)構(gòu)。</p><p>　　(3)疊裝式PLC。</p><p>　　2.1.5 可編程序控制器（PLC）的大型化發(fā)展</p><

58、;p>　　1. PLC與DCS將融為一體</p><p>　　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)過程控制領(lǐng)域有較大的應(yīng)用市場，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，要用通信和開放的策略，使優(yōu)化、計(jì)劃、調(diào)度等功能也能夠在可編程序控制器內(nèi)實(shí)現(xiàn)，

59、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，PLC與DCS融為一體的趨勢將不可避免。</p><p>　　2. 硬件性能向通用計(jì)算機(jī)靠近</p><p>　　PLC向大型化方向發(fā)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)，發(fā)展到8位、16位、32位、64位機(jī);運(yùn)算速度大大提高，它

60、的晶振頻率已從幾兆赫茲(MHZ)向幾十兆赫茲、幾百兆赫茲發(fā)展;存儲器的容量也從幾千字節(jié)(KB)發(fā)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。總之，由于PLC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發(fā)展。</p><p>　　3. 軟件功能日益強(qiáng)大</p><p>　　軟件功能的發(fā)展是PLC向大型化方向發(fā)展的重要標(biāo)志。一些國外的PLC制

61、造廠商不僅對硬件的制造進(jìn)行投資，而且還從二個方面對軟件進(jìn)行投資：一是收購或兼并軟件廠商；二是在公司內(nèi)部成立軟件開發(fā)部。對軟件的大量投資，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。功能模塊等高級編程語言使用戶能從中得到經(jīng)濟(jì)效益.例如，開發(fā)周期縮短，投產(chǎn)時間提前，維修時間減少，對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)會使用和操作。</p><p>

62、;　　2.1.6 可編程序控制器（PLC）的小型化發(fā)展</p><p>　　1. 在設(shè)備級采用配套的PLC</p><p>　　對一些工業(yè)過程的設(shè)備控制，往往采用化整為零的控制策略，對這些設(shè)備的控制采用配套的PLC，并配備了專用的控制柜、操作臺和監(jiān)視器等。例如，對鍋爐設(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PLC完成點(diǎn)火和熄火等順序控制和回路控制，根據(jù)鍋爐

63、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，蒸汽壓力高或低時發(fā)出聯(lián)鎖或報(bào)警信號等。由于PLC應(yīng)用的專一性，使得控制質(zhì)量大大提高。</p><p>　　2. 向高機(jī)能的整體型發(fā)展</p><p>　　為了減小體積，降低成本，PLC的制造廠商開發(fā)了多種類型的高機(jī)能模塊型產(chǎn)品。當(dāng)輸人輸出點(diǎn)數(shù)增加時，可根據(jù)過程控制的需求，采用靈活的組合方式進(jìn)行

64、配套，完成所需的控制功能。例如，靈活運(yùn)用高速計(jì)時計(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)品的成本下降，同時，又使擴(kuò)展能力增強(qiáng)，滿足了小型系統(tǒng)控制的需求。同時也為這些系統(tǒng)的擴(kuò)展留有余地。</p><p><b>　　3. 向小型化發(fā)展</b></p><p>　　在提高系統(tǒng)可靠性的基礎(chǔ)上，產(chǎn)品的體積越來越小，重量越來越輕，功能越來

65、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個輸人輸出點(diǎn)，還可以擴(kuò)展到20、30和50點(diǎn).輸人的時間常數(shù)可在1~ 128ms的范圍內(nèi)設(shè)置，以適應(yīng)輸人信號的變化;基本指令的執(zhí)行時間是0.72µs，特殊指令的執(zhí)行時間也只有16.3µs。它可以使用91個指令進(jìn)行編程。</p><p>　　2.2 上位機(jī)監(jiān)控軟件性能、功能簡介&l

66、t;/p><p>　　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之間通過通信網(wǎng)絡(luò)實(shí)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，并沒有直接參與現(xiàn)場控制，現(xiàn)場上的控制執(zhí)行者是PLC。因此，即使是計(jì)算機(jī)出了故障，也不會影響整個生產(chǎn)過程的正常進(jìn)行，大大提高了系統(tǒng)的可靠性。應(yīng)用實(shí)踐表明：上述

67、的分布式控制系統(tǒng)可以綜合計(jì)算機(jī)與PLC的長處，彌補(bǔ)它們各自功能上的不足，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)今世界是一個信息技術(shù)高度發(fā)展的世界，計(jì)算機(jī)監(jiān)控軟件也是百花齊放、百家爭鳴，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，本論文主要應(yīng)用紫金橋監(jiān)控軟件，下面給予簡要介紹。</p><p

68、>　　2.2.1 紫金橋監(jiān)控軟件簡介</p><p>　　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)場的工作情況，工作程序，實(shí)時的數(shù)據(jù)以及對意外情況的處理，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。</p><p>　　紫金橋軟件系統(tǒng)可以分成三層，底層IO驅(qū)動，支持各種GPRS設(shè)備，進(jìn)入到組

69、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，通過配置按鈕可以進(jìn)行GPRS設(shè)備。配置完成后，GPRS對于用戶完全透明，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)動自動驅(qū)動GPRS設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。</p><p>　　數(shù)據(jù)庫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)整個系統(tǒng)的實(shí)時和歷史數(shù)據(jù)。</p>

70、<p>　　畫面顯示和歷史數(shù)據(jù)顯示，通過組態(tài)界面可以顯示實(shí)時數(shù)據(jù)。根據(jù)用戶需求可以顯示實(shí)時數(shù)據(jù)、月報(bào)表、日報(bào)表、報(bào)表查詢、歷史數(shù)據(jù)、報(bào)警統(tǒng)計(jì)、趨勢分析、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)警可以及時通知用戶。及時處理異常情況。同時通過各種統(tǒng)計(jì)報(bào)表，可以形象直觀地觀察分析異常數(shù)據(jù)。</p><p>　　紫金橋軟件定制Web Server非常簡單，只需要指定在組態(tài)環(huán)境中配置

71、參數(shù)就可以配置自己的Web服務(wù)器。進(jìn)入到組態(tài)環(huán)境，在導(dǎo)航樹的“公共/Web配置”配置。</p><p>　　指定相應(yīng)的Web根目錄、起始畫面、IP地址等參數(shù)就配置成功Web服務(wù)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瀏覽器訪問服務(wù)器的數(shù)據(jù)了。</p><p>　　系統(tǒng)經(jīng)過組態(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)時性也得到了保證，整個系統(tǒng)操作簡單、維

72、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。</p><p>　　2.2.2 組態(tài)王監(jiān)控軟件簡介</p><p>　　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)類型、命令語言、控件和控件函數(shù)以及多種I/O驅(qū)動程序，而且支持網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行。使用組態(tài)王，可以設(shè)計(jì)多級安全控制和訪問權(quán)限；設(shè)計(jì)清晰準(zhǔn)確的畫面描述工業(yè)控制現(xiàn)場；設(shè)計(jì)復(fù)雜

73、的動畫顯示現(xiàn)場的操作狀態(tài)和數(shù)據(jù)；監(jiān)控和記錄各種報(bào)警信息；顯示實(shí)時趨勢曲線和歷史趨勢曲線；實(shí)現(xiàn)報(bào)表打印和查詢歷史數(shù)據(jù)等功能。</p><p>　　具體特點(diǎn)與功能如下：</p><p><b>　　1. 工程管理</b></p><p>　　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

74、，對工程重命名，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)王開發(fā)或運(yùn)行環(huán)境等。另外，組態(tài)王6.01開發(fā)系統(tǒng)提供工程加密，畫面和命令語言導(dǎo)入、導(dǎo)出功能。</p><p>　　2. 畫面制作系統(tǒng)（支持無限色和過渡色）</p><p>　　(1)圖庫，使用圖庫具有很多好處：降低了工程人員設(shè)計(jì)界面的難度，縮短開發(fā)周期；用圖庫開發(fā)的軟件將具有統(tǒng)一的

75、外觀，方便工程人員學(xué)習(xí)和掌握；利用圖庫的開放性，工程人員可以生成自己的圖庫元素，“一次構(gòu)造，隨處使用”，節(jié)省了工程人員投資。</p><p>　　(2)按鈕和圖形，組態(tài)王6.01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)造無限漂亮的按鈕。</p><p>　　(3)可視化動畫連接向?qū)?，通過可視化圖形操作，直接完成移動、旋轉(zhuǎn)的動畫連接定義。</p><p&

76、gt;　　3. 報(bào)警和事件系統(tǒng)</p><p>　　組態(tài)王6.01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、報(bào)警過濾、新增死區(qū)和延時概念等功能，以及通過網(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)警和事件具有多種輸出方式：文件、數(shù)據(jù)庫、打印機(jī)和報(bào)警窗。</p><p&

77、gt;<b>　　4. 報(bào)表系統(tǒng)</b></p><p>　　組態(tài)王6.01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)建多樣的報(bào)表。提供報(bào)表工具條，操作簡單明了。 </p><p><b>　　5.控件</b></p><p>　　組態(tài)王6.01支持Windows標(biāo)準(zhǔn)的Active X控件（主要

78、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。</p><p><b>　　6. 通訊系統(tǒng)</b></p><p>　　支持遠(yuǎn)程撥號，組態(tài)王6.01支持與遠(yuǎn)程設(shè)備間通過撥號方式進(jìn)行通訊。組態(tài)王的遠(yuǎn)程撥號與組態(tài)王原有驅(qū)動程序無縫連接，硬件設(shè)備端無需更改程序。</p><p>　　開發(fā)中進(jìn)行硬件

79、測試，開發(fā)系統(tǒng)中有硬件測試界面，在不啟動運(yùn)行系統(tǒng)的情況下，能測試對硬件設(shè)備的讀寫操作，并且IO變量支持時間戳和質(zhì)量戳，能隨時判斷數(shù)據(jù)采集的時間和檢查通訊質(zhì)量的好壞。</p><p><b>　　7. 網(wǎng)絡(luò)功能</b></p><p>　　組態(tài)王6.01完全基于網(wǎng)絡(luò)的概念，是一種真正的客戶——服務(wù)器模式，支持分布式歷史數(shù)據(jù)庫和分布式報(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)

80、構(gòu)，可以將整個應(yīng)用程序分配給多個服務(wù)器，如指定報(bào)警服務(wù)器和歷史數(shù)據(jù)記錄服務(wù)器，這樣可以提高項(xiàng)目的整體容量結(jié)構(gòu)并改善系統(tǒng)的性能。</p><p><b>　　8. 冗余系統(tǒng)</b></p><p>　　組態(tài)王6.01提供全面的冗余功能，能夠有效地減少數(shù)據(jù)丟失的可能，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

81、于這三種冗余方式，設(shè)計(jì)者可綜合運(yùn)用，可以同時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)行時將更加穩(wěn)定、可靠，對各種情況都能應(yīng)付自如。</p><p>　　3 火電廠配煤控制系統(tǒng)組成及工藝概述</p><p>　　配煤是整個輸煤系統(tǒng)的最后一個過程，但這個過程卻是設(shè)備最多，控制也是相對比較復(fù)雜的。在此過程的控制方式有兩種，分別是自動配煤和手動配煤。下面將分別介紹。同時也將介紹兩種配煤設(shè)

82、備，原煤斗和煤位檢測。</p><p>　　3.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p>　　該電廠輸煤控制系統(tǒng)根據(jù)機(jī)組需要設(shè)計(jì)每個煤倉分別裝有一臺梨煤器，而尾倉不需要設(shè)置犁煤器。系統(tǒng)控制設(shè)備包括：皮帶機(jī)2臺、碎煤機(jī)2臺、犁煤器14臺、8個原煤斗等。 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：</p><p>　　圖3.1 系統(tǒng)配置圖 系統(tǒng)由現(xiàn)

83、場總線層、控制層和管理層構(gòu)成，通過現(xiàn)場總線同各個現(xiàn)場設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，從而達(dá)到對現(xiàn)場設(shè)備進(jìn)行集中監(jiān)視和控制；而管理層過以太網(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)場組態(tài)、網(wǎng)絡(luò)組態(tài)等功能，通過PLC編程軟件和組態(tài)軟件結(jié)合對控制層及現(xiàn)場設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)監(jiān)控和管理。</p><p>　　3.2 系統(tǒng)工藝概述</p><p>　　通常，煤倉自動配煤的控制流程是這樣的：運(yùn)行人員首

84、先需要設(shè)定旁路倉、檢修倉、尾倉，以確定哪些煤倉需要加煤；然后，啟動自動配煤程序，由程序進(jìn)行全自動配煤。自動配煤運(yùn)行過程中遵循低煤位優(yōu)先、高煤位自動換倉、順序配煤等原則。</p><p>　　3.2.1 低煤位優(yōu)先配煤</p><p>　　低煤位優(yōu)先配煤也稱補(bǔ)低配煤。配煤過程中無論在什么情況下，只要出現(xiàn)低煤位信號，應(yīng)立即切換到低煤位倉配煤，防止發(fā)生空倉。</p><p&g

85、t;　　3.2.2 高煤位自動換倉</p><p>　　在沒有低煤位報(bào)警的情況下或所有低煤位倉補(bǔ)低完成后，自動配煤過程按照前后順序依次給非高煤位煤倉加煤，每個煤倉在加到出現(xiàn)高煤位信號以后，自動切換到下個非高煤位倉加煤，如此依次進(jìn)行直至加倉結(jié)束。</p><p>　　3.2.3 順序配煤</p><p>　　配煤過程中的總體順序是從煤倉皮帶機(jī)尾部的煤倉，依次向皮帶機(jī)頭

86、部的煤倉方向從前往后進(jìn)行配煤。配煤過程中，如果需要進(jìn)行低煤位優(yōu)先配煤，則先對低低煤位倉加煤，消除低低煤位并加至低煤位后，再返轉(zhuǎn)到低煤位優(yōu)先配煤過程之前的那個煤倉，繼續(xù)按照順序配煤的原則進(jìn)行配煤。</p><p>　　3.2.4 循環(huán)配煤</p><p>　　循環(huán)自動配煤過程中，當(dāng)依次加滿所有煤倉后，通常的做法是停止皮帶機(jī)輸送系統(tǒng)、終止配煤過程，但常常由于沒有及時(提前)停止供煤，造成皮帶機(jī)

87、重載停機(jī)、甚至造成加倉溢出，給輸煤運(yùn)行和維護(hù)帶來不必要的麻煩。采用循環(huán)配煤的方式可以避免類似情況的發(fā)生。當(dāng)依次加滿所有煤倉后，程序自動重新啟動新一輪的自動配煤，再從煤倉皮帶機(jī)尾部的煤倉開始，依次向皮帶機(jī)頭部的煤倉方向進(jìn)行配煤。由于機(jī)組運(yùn)行過程中必須不斷地供煤，曾經(jīng)加滿的煤倉待到一輪配煤過程結(jié)束時，一般已經(jīng)用掉了不少煤，通過循環(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)、煤倉加倉溢出等情況的發(fā)生，還可以通過新一輪的配煤把已經(jīng)用掉一部分煤

88、的煤倉重新補(bǔ)滿、增加設(shè)備運(yùn)行效率、減少啟動皮帶機(jī)加倉的次數(shù)、減輕運(yùn)行人員以及設(shè)備的負(fù)擔(dān)。</p><p>　　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采集模擬量后通過組態(tài)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。通過此工程與傳統(tǒng)人工卸料相比，自動化水平和效率明顯提高，會更自動、更精確，減輕工人勞動量等。</p><p>　　自動配煤又稱配煤程控，完

89、全根據(jù)現(xiàn)場的煤位信號和犁位信號，以及操作員根據(jù)現(xiàn)場要求所設(shè)的尾倉和檢修犁，自動控制犁的抬落，完成原煤倉的自動配煤。</p><p><b>　　具體情況如下：</b></p><p>　　配煤程控是根據(jù)現(xiàn)場煤位信號進(jìn)行自動配煤，有3種原則：即優(yōu)先配煤、順序配煤、余額配煤。</p><p>　　若某倉出現(xiàn)低煤位信號，不管原來配倉在哪里進(jìn)行都將立即

90、中止而轉(zhuǎn)入對低煤位信號的煤倉配煤，即出現(xiàn)低煤位信號的煤倉要優(yōu)先配煤。如果是有三個以上的煤倉同時出現(xiàn)低煤位的信號，則手動配煤。當(dāng)全部低煤位消失時，各煤倉的配煤將按順煤流方向依次進(jìn)行。對原煤倉，每個倉都配至高煤位報(bào)警信號出現(xiàn)為止。</p><p>　　如正在進(jìn)行順序配煤時，某煤倉又出現(xiàn)低煤位報(bào)警，則立即轉(zhuǎn)到低煤位煤倉進(jìn)行低煤位優(yōu)先配煤，配至低煤位消失后，延時一段時間，配到高煤位，然后返回到剛才順序配的煤倉進(jìn)行順序配煤

91、。</p><p>　　如遇到檢修犁時，程序自動跳過。</p><p>　　因過多的犁卡死而不能自動配煤，只能用手配方式對各倉進(jìn)行配煤?；蛘撸绻死绮辉诼湮?，在上位機(jī)上設(shè)此犁為檢修犁，繼續(xù)程配。</p><p>　　當(dāng)順序配煤到尾倉，尾倉出現(xiàn)高煤位時，配煤系統(tǒng)即發(fā)出“程配完畢”信號。程配完畢信號發(fā)出后，轉(zhuǎn)為手動，整個流程即要順煤流方向依次停運(yùn)各個設(shè)備，將皮帶上的煤

92、走空。在流程停運(yùn)之前這一段時間，配煤將返回第一個倉開始余煤配，每個倉均分，配一段時間后才轉(zhuǎn)入下一倉。對檢修倉、檢修犁會跳過不配。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。</p><p>　　檢修犁的設(shè)置都在上位機(jī)上進(jìn)行，尾倉的犁在程配時處于落下位置，后面的倉不參與配煤。設(shè)置檢修犁前，需要在就地將此犁打在抬起位置，在程配時不對此犁進(jìn)行控制。</p><p>　　指定

93、順序配煤方式：根據(jù)煤倉上煤順序，控制犁煤器動作，當(dāng)煤位到達(dá)上限時，原煤倉報(bào)警，并轉(zhuǎn)換到下一煤倉配煤，直至全部煤倉配滿為止。循環(huán)順序配煤方式：按順序每個煤倉配煤固定時間(該時間可有用戶自行設(shè)定)，然后轉(zhuǎn)為下一個煤倉配煤，依次循環(huán)，直至全部煤倉均配滿為止。低煤位優(yōu)先配煤方式：當(dāng)某一煤倉出現(xiàn)低煤位時，自動停止順序配煤方式，切換至低煤位倉配煤；當(dāng)?shù)兔何粋}低煤位信號消失一定時間后，再恢復(fù)順序配煤方式。檢修跳倉：設(shè)置檢修標(biāo)志，當(dāng)某煤倉檢修時程序自動

94、閉鎖檢修倉犁煤器，實(shí)現(xiàn)檢修自動跳倉。</p><p><b>　　3.2.5 原煤斗</b></p><p>　　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小時以上的鍋爐最大連續(xù)出力的耗煤量來考慮。</p><p>　　煤斗雖貌似簡單，但在鍋爐運(yùn)行中因原煤斗的影響而使整臺鍋爐的生產(chǎn)運(yùn)行

95、受到影響的事例是并不少見的。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，流動性差，滯流或堵煤的情況時有發(fā)生，尤其是在煤炭含水分高時。煤斗中的煤會在下落到煤堆面時產(chǎn)生偏析，塊煤相對集中于落煤點(diǎn)的周圍，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，這些因素對于制粉系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行都是很不利的。</p&

96、gt;<p>　　不同的發(fā)電廠采用了許多的有效方法避免以上問題的發(fā)生，如鐵嶺發(fā)電廠采用電動的煤斗振動疏松機(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罐（空氣炮）以電磁閥來控制放炮，在煤斗堵煤時放炮使“搭橋”的煤被振落，但這種方法的弊端是有時煤斗內(nèi)

97、的原煤會越轟粘結(jié)的越緊。原煤斗的外形及空氣炮如圖3.2 所示。</p><p>　　原煤倉的設(shè)計(jì)應(yīng)按煤的特性進(jìn)行，并滿足下列條件：</p><p>　　1. 原煤倉的容量必須滿足電廠上煤方式下的鍋爐運(yùn)行要求。</p><p>　　2. 在控制的煤流量下，保持連續(xù)的煤流。</p><p>　　3. 原煤倉內(nèi)不會出現(xiàn)搭橋和漏斗現(xiàn)象。</p&

98、gt;<p>　　為滿足上述要求，應(yīng)采取以下措施：</p><p>　　1. 煤倉的形狀和表面應(yīng)有利于煤流的排出，不易積煤。大容量鍋爐的原煤倉宜采用鋼架結(jié)構(gòu)的圓筒倉形，下接圓錐形或雙曲線形出口段，其內(nèi)壁應(yīng)光滑耐磨。</p><p>　　2. 原煤倉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，截面不應(yīng)突然收縮。</p><p>　　3.

99、 煤倉內(nèi)壁應(yīng)光滑，不應(yīng)有任何凹陷和突出部位以及物件。</p><p>　　圖3.2原煤斗的下部及空氣炮</p><p>　　3.2.6 煤位檢測及判斷</p><p>　　自動配煤能否順利實(shí)現(xiàn)，還要依賴于現(xiàn)場設(shè)備、特別是煤倉煤位檢測的準(zhǔn)確可靠。這里主要介紹采用超聲波連續(xù)料位計(jì)和料位開關(guān)相結(jié)合實(shí)現(xiàn)煤倉煤位檢測的方法。</p><p>　　超聲波

100、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）被直接安裝在被測介質(zhì)上方，當(dāng)高頻脈沖聲波由換能器發(fā)出，遇被測物體(物料)表面被反射折回，部分反射回波被同一換能器接收，轉(zhuǎn)換成電信號。脈沖發(fā)送和接收之間的時間(聲波的運(yùn)動時間)與換能器到物體表面的距離成正比。聲波傳輸距離s與聲速c和傳輸時間t之間的關(guān)系可用公式表示：s=c×t/2。 信號通過電子單元處理顯示其距離。 由于在超聲波脈沖發(fā)射過程中的機(jī)械惰

101、性占用了傳輸時間，使得靠近換能器的一小段區(qū)域內(nèi)反射波不能被接收，這一區(qū)域稱為盲區(qū)。而盲區(qū)的大小與選擇的超聲波物位計(jì)的型號有關(guān)。 </p><p>　　每個煤倉的兩側(cè)落料口分別安裝1只高煤位開關(guān)，檢測距離由各廠原煤斗的高度而定，同時在每個煤倉中間位置暗轉(zhuǎn)了1套超聲波料位檢測探頭?？刂葡到y(tǒng)程序通過超聲波料位計(jì)側(cè)得位信號即進(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(由于煤倉下半部分為漏斗狀

102、，越靠下容量越小，煤倉中約存有1/3左右煤)。為了防止加倉滋出，高煤位除了照超聲波煤位信號判斷外，還同時通過安裝在落口的高煤位開關(guān)判斷，高煤位開關(guān)的高度根據(jù)實(shí)際情況而定，即當(dāng)煤位對應(yīng)于高煤位附近時，高煤位開關(guān)被觸發(fā)動作(由于煤倉內(nèi)煤位空間分布的不均衡，位開關(guān)檢測的實(shí)際煤位和超聲波料位計(jì)檢測到的位并不完全一致)。實(shí)際使用過程中，超聲波料位煤位信號由于其工作原理的原因(超生波料位計(jì)機(jī)采用的是巡檢方式，采集現(xiàn)場探頭的信號并進(jìn)計(jì)算取舍后，將料位

103、信號送到控制系統(tǒng)中)至少延lmin以上，高煤位開關(guān)只要被發(fā)，無論超聲波煤位是否達(dá)到相對應(yīng)的限值，控制序都判斷為煤位已經(jīng)到達(dá)相應(yīng)位工，從而大大增了煤位檢測的準(zhǔn)確性和可靠性。</p><p>　　4 低煤位配煤計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p><p>　　4.1 可編程控制器在配煤系統(tǒng)中的應(yīng)用</p><p><b>　　1. 集中控制系統(tǒng)</b><

104、;/p><p>　　集中控制設(shè)備安裝于中央控制室。設(shè)備由計(jì)算機(jī)、PLC柜、繼電器柜、UPS電源等組成，計(jì)算機(jī)與主機(jī)柜由計(jì)算機(jī)電纜聯(lián)接，控制設(shè)備負(fù)責(zé)現(xiàn)場設(shè)備的數(shù)據(jù)采集和控制，通過監(jiān)控,可對整個系統(tǒng)的設(shè)備進(jìn)行監(jiān)視和集中控制。并具有防潮、抗干擾能力強(qiáng)，現(xiàn)場易編程、易擴(kuò)展,基本免維護(hù)，并能夠?qū)崿F(xiàn)軟件控制化，自動檢測系統(tǒng)故障等功能。系統(tǒng)采用多臺PLC組成數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)，達(dá)到不同的規(guī)?？刂?。完成一個系統(tǒng)內(nèi)多條皮帶全過程的監(jiān)控、監(jiān)測

105、，連同地面指揮管理中心站，構(gòu)成一個完善的監(jiān)控系統(tǒng)。</p><p><b>　　2. 現(xiàn)場設(shè)備</b></p><p>　　現(xiàn)場設(shè)備主要由現(xiàn)場IO數(shù)據(jù)采集柜組成，主要是采集現(xiàn)場設(shè)備的運(yùn)行狀況，通過屏蔽電纜與現(xiàn)場設(shè)備連接，在通過電纜與集控PLC柜連接實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)方集中管理就地分散控制。</p><p><b>　　3. 網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)</b&

106、gt;</p><p>　　系統(tǒng)為實(shí)時監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，具備完善的生產(chǎn)監(jiān)控管理功能，對皮帶運(yùn)輸主要環(huán)節(jié)及相關(guān)的輔助環(huán)節(jié)的生產(chǎn)過程進(jìn)行實(shí)時數(shù)據(jù)采集、傳輸、處理、顯示、記錄打印，運(yùn)輸皮帶系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程集中監(jiān)控，同時配合工業(yè)電視系統(tǒng)進(jìn)行安全圖像監(jiān)視，以確保人員及設(shè)備的安全。</p><p>　　監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)實(shí)施后，操作員可在中控室終端上監(jiān)視控制運(yùn)輸皮帶生產(chǎn)過程，完成對運(yùn)輸皮帶生產(chǎn)及相關(guān)環(huán)節(jié)的“遙測、遙信和

107、遙控”，皮帶生產(chǎn)系統(tǒng)的綜合自動化。各監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)時采集生產(chǎn)工況參數(shù)，可以采用圖形、報(bào)表的形式顯示系統(tǒng)的實(shí)時工況及目前產(chǎn)量、倉儲等。</p><p>　　設(shè)備故障及模擬量超限報(bào)警。當(dāng)設(shè)備故障或模擬量超限時,生產(chǎn)監(jiān)測及管理網(wǎng)絡(luò)同步顯示故障設(shè)備名稱,并可實(shí)現(xiàn)語音報(bào)警、實(shí)時打印故障功能。服務(wù)器將該故障信息存入故障信息數(shù)據(jù)庫,供以后統(tǒng)計(jì)分析。</p><p><b>　　4. 監(jiān)控系統(tǒng)<

108、;/b></p><p>　　本系統(tǒng)由運(yùn)輸皮帶電機(jī)、給煤機(jī)、碎煤機(jī)、滾軸篩等基本設(shè)備組成,利用控制設(shè)備、通訊模塊、速度、跑偏、煤位等保護(hù)，達(dá)到皮帶機(jī)集中控制與監(jiān)測系統(tǒng)的要求。完成系統(tǒng)的全工作過程的監(jiān)控、監(jiān)測、連同地面中控室，構(gòu)成一個完善的監(jiān)控系統(tǒng)?？刂品绞椒旨刈詣?手動、兩種方式可轉(zhuǎn)換。正常生產(chǎn)時，使用集控自動方式，設(shè)備按工藝要求的順序和流程由中央控制臺(計(jì)算機(jī))自動啟停；就地時，在現(xiàn)場操作。</p

109、><p>　　啟動設(shè)備前由集控臺發(fā)預(yù)告信號，若現(xiàn)場均滿足集控自動啟動條件，設(shè)備按順序自動啟動?，F(xiàn)場可用停車鈕停止啟動過程；</p><p>　　現(xiàn)場操作箱設(shè)起/停車按鈕，現(xiàn)場可隨時停車。若設(shè)備由集控啟動，控制系統(tǒng)接到現(xiàn)場停車停號后，可作急停處理,實(shí)施故障停車操作；</p><p>　　皮帶裝設(shè)拉線開關(guān)、跑偏保護(hù)、低速保護(hù)等，這些信號均接入集控系統(tǒng)，參加設(shè)備的緊急停車和閉