PLC電氣控制技術(shù)發(fā)電廠輸煤機組控制系統(tǒng)課程設(shè)計

1、大學(xué)plc電氣控制技術(shù)課 程 設(shè) 計 報 告課程名稱： plc電氣控制技術(shù) 設(shè)計題目： 發(fā)電廠輸煤機組控制系統(tǒng) 院 系： 電氣信息學(xué)院 班 級： 電氣工程及其自動化 姓 名： 學(xué) 號：指導(dǎo)教師： 設(shè)計時間： 一.發(fā)電廠輸煤機組控制系統(tǒng)的介紹 隨著我國經(jīng)濟迅速發(fā)展，我國電力事業(yè)進入飛速發(fā)展期，火電廠單機容量及生產(chǎn)過程的控制規(guī)模不斷增大，運行參數(shù)越來越高，主輔機及其相應(yīng)的熱力設(shè)備和系統(tǒng)更加復(fù)雜。輸煤系統(tǒng)是電廠輔助系統(tǒng)的重要組成部分，是火電廠電力生產(chǎn)燃料供應(yīng)的有利保證。在火電廠的運行過程中，自燃料進入電廠到送至鍋爐原煤斗的過程中，它的破碎、稱量等都是在皮帶傳輸?shù)倪^程當(dāng)中進行的一連串的連續(xù)過程，輸料系

2、統(tǒng)工作效率的提高是整個工藝過程的關(guān)鍵因素，整個輸料過程的遠程臨控也對自動控制系統(tǒng)的設(shè)計提出了更高的要求，傳統(tǒng)方法不能得到滿意的測控效果。因此在輸煤系統(tǒng)中選擇比較有優(yōu)勢的plc（可編程序控制器）控制系統(tǒng)，整個控制過程具有正常運行及事故處理，各種參數(shù)的監(jiān)測、報警信號的發(fā)出、裝置的調(diào)節(jié)、控制及設(shè)備危險時的保護功能。 電廠輸煤系統(tǒng)的主要特點如下： 1系統(tǒng)設(shè)備多。設(shè)備種類多：給煤機、翻車機、斗輪堆取料機、皮帶輸送機、碎煤機、篩煤機、犁煤器、三通擋板、除塵器、取樣機、煤位檢測裝置、皮帶秤等；設(shè)備數(shù)量多：電廠輸煤系統(tǒng)設(shè)備數(shù)量一般均為100多臺。 2系統(tǒng)分布廣。電廠輸煤系統(tǒng)設(shè)備布設(shè)分散、作業(yè)線長、運行方式靈活

3、多變，分布一般在幾公里的范圍內(nèi)，有的大型火電廠甚至更遠。 3系統(tǒng)故障點多。皮帶的拉繩、跑偏、超載、撕裂；碎煤機的超溫、超振；三通擋板及犁煤器等的卡死或不到位；皮帶、篩煤機的堵煤等。 4工藝流程復(fù)雜。多種煤源設(shè)備取煤通過電動三通擋板的切換經(jīng)皮帶輸送機（一般均為雙路）傳送到原煤倉，可以組成幾十種甚至上百種工藝流程。 5系統(tǒng)運行環(huán)境惡劣。輸煤系統(tǒng)運行環(huán)境粉塵飛揚，水、灰、煤粉比比皆是，特別是夏日煤倉間氣溫高達50。 電廠輸煤plc控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 根據(jù)電廠輸煤工藝系統(tǒng)控制的要求，輸煤程控系統(tǒng)的設(shè)計方案是由鍋爐的特性與工況所決定的，煤質(zhì)必須符合鍋爐的設(shè)計要求。電廠輸煤控制系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)包括現(xiàn)場plc控制過程

4、和遠程監(jiān)控兩部分，即采用plc和上位機兩級控制?，F(xiàn)場控制采用plc增強了抗干擾能力，使系統(tǒng)可靠性大幅提高且操作簡單。上位機遠程監(jiān)控部分的實現(xiàn)使整個系統(tǒng)有了一個統(tǒng)一的監(jiān)視、管理平臺，從而施以科學(xué)有效的控制方法。其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示： 最上層由兩臺工業(yè)控制計算機組成，一臺用作主控機，另一臺作為前者的備份機。主控機與備份機均配備大屏幕彩色監(jiān)視器，具備相同的監(jiān)控功能。兩臺計算機通過rs-232串行線與plc連接。根據(jù)rs-232串行通訊的特點，當(dāng)一臺主機與plc進行全雙工通訊時，另一臺主機只能以監(jiān)聽方式連入通訊線。與plc進行全雙工通訊的主控機能監(jiān)控整個系統(tǒng)，而備份機只具有監(jiān)視功能，作輔助或備份用。系

5、統(tǒng)通過雙機切換裝置設(shè)定控制主機。工控機內(nèi)配置聲卡，在流程啟動時輸出語音提示，在全煤場廣播。主控系統(tǒng)建立在中文windows3.2操作系統(tǒng)上。整個主控軟件具有良好的中文圖形界面，用鼠標(biāo)與鍵盤配合操作。 二、控制要求 1、手動開車/停車功能 sa1手柄指向左45o時，接點sa1-1接通，通過sb4sb9控制按鈕，對輸煤機組單臺設(shè)備獨立調(diào)試與維護使用，任何一臺單機開車/停車時都有音響提示，保證檢修和調(diào)試時人身和設(shè)備安全。 2、自動開車/停車功能 sa1手柄指向右45o時，接點sa1-2接通，輸煤機組自動運行。（1） 正常開車 按下自動開車按鈕sb1，音響提示5s后，回收電動機m6起動運行并點亮hl6

6、指示燈；10s后，2#送煤電動機m5電動機起動運行并點亮hl5指示燈；10s后，提升電動機m4起動運行并點亮hl4指示燈；10s后，破碎電動機m3起動運行并點亮hl3指示燈；10s后，1#送煤電動機m2起動運行并點亮hl2指示燈；10s后，給料器電動機m1和磁選料器ya起動運行并點亮hl1指示燈；10s后，點亮hl9系統(tǒng)正常運行指示燈，輸煤機組正常運行。（2）正常停車 按下自動開車按鈕sb2，音響提示5s后，給料器電動機m1和磁選料器ya停車并熄滅hl1指示燈，同時，熄滅hl9系統(tǒng)正常運行指示燈；10s后，1#送煤電動機m2停車并熄滅hl2指示燈；10s后，破碎電動機m3停車并熄滅hl3指示燈

7、；10s后，提升電動機m4停車并熄滅hl4指示燈；10s后，2#送煤電動機m5電動機停車并熄滅hl5指示燈；10s后，回收電動機m6停車并熄滅hl6指示燈；輸煤機組全部正常停車。（3）過載保護 輸煤機組有三相異步電動機m1m6和磁選料器ya的過載保護裝置熱繼電器，如果電動機、磁選料器在輸煤生產(chǎn)中，發(fā)生過載故障需立即全線停車并發(fā)出報警指示。系統(tǒng)故障指示燈hl10點亮，ha電鈴斷續(xù)報警20s，hl10一直點亮直到事故處理完畢，繼續(xù)正常開車，恢復(fù)生產(chǎn)。（4） 緊急停車 輸煤機組正常生產(chǎn)過程中，可能會突發(fā)各種事件，因此需要設(shè)置緊急停車按鈕，實現(xiàn)緊急停車防止事故擴大。緊急停車與正常停車不同，當(dāng)按下紅色蘑

8、菇形緊急停車按鈕sb3時，輸煤機組立即全線停車，ha警報聲持續(xù)10s停止，緊急停車指示燈hl8連續(xù)閃亮直到事故處理完畢，回復(fù)正常生產(chǎn)。（5） 系統(tǒng)正常運行指示 輸煤機組中，拖動電動機m1m6和磁選料器ya按照程序全部正常起動運行后，hl9指示燈點亮。如果有一臺電動機或選料器未能正常起動運行，則視為故障，系統(tǒng)故障指示燈hl10點亮，輸煤機組停車。三、系統(tǒng)原理圖設(shè)計1.車間輸煤機組控制系統(tǒng)示意圖鑒 輸煤機組的拖動系統(tǒng)由6臺三相異步電動機m1m6和一臺磁選料器ya組成。sa1為手動/自動轉(zhuǎn)換開關(guān)，sb1和sb2為自動開車/停車按鈕，sb3為事故緊急停車按鈕，sb4sb9為6個控制按鈕，手動時單機操作

9、使用。ha為開車/停車時訊響器，提示在輸煤機組附近的工作人員物煤機準(zhǔn)備起動請注意安全。hl1hl6為mlm6電動機運行指示，hl7為手動運行指示，hl8為緊急停車指示，hl9為系統(tǒng)運行正常指示，hl10為系統(tǒng)故障指示。輸 入輸 出文字符號說 明文字符號說 明sa1-1輸煤機組手動控制開關(guān)km1給料器和磁選料器接觸器sa1-2輸煤機組自動控制開關(guān)km21#送煤機接觸器sb1輸煤機組自動開車按鈕km3破碎機接觸器sb2輸煤機組自動停車按鈕km4提升機接觸器sb3輸煤機組緊急停車按鈕km52#送煤機接觸器sb4給料器和磁選料器手動按鈕km6回收機接觸器sb51#送煤機手動按鈕hl7手動運行指示燈sb

10、6破碎機手動按鈕hl8緊急停車指示燈sb7提升機手動按鈕hl9系統(tǒng)正常運行指示燈sb82#送煤機手動按鈕hl10系統(tǒng)故障指示燈sb9回收機手動按鈕ha報警電鈴kmm1m6，ya運行正常信號hl16輸煤機組單機運行指示frm1m6，ya過載保護信號 輸煤機組控制信號說明見表1四. 電氣電路原理圖設(shè)計 1.主電路設(shè)計 運煤機組系統(tǒng)主電路圖注釋：主回路中交流接觸器km1、km2、km3、km4、km5、km6分別控制三相異步電動機m1m6。電動機m1、m2、m3、m4、m5、m6由熱繼電器fr1、fr2、fr3、fr4、fr5、fr6實現(xiàn)過載保護。 qf為電源總開關(guān)，既可完成主電路的短路保護，又起到

11、分斷三相交流電源的作用，使用和維修方便。熔斷器fu1、fu2、fu3、fu4、fu5、fu6分別實現(xiàn)各負載回路的短路保護。2.i/o接口功能發(fā)電廠輸煤機組控制系統(tǒng)plc控制電路原理圖。負載電源均由plc供給。 圖4-23.發(fā)電廠輸煤機組控制系統(tǒng)plc控制流程圖 圖4-34.plc硬件控制電路設(shè)計。驅(qū)動電壓的等級為dc24v；輸入端口13個輸出端口17個，確定所控制參數(shù)的精度及類型，選擇適合的plc機型及外設(shè)，plc選擇三菱fx2n-6omt-d完成plc硬件結(jié)構(gòu)配置。 plc 控制電路圖5. 發(fā)電廠輸煤機組控制系統(tǒng)plc梯形圖6.系統(tǒng)調(diào)試硬件調(diào)試：接通電源，檢查可編程序控制器能否正常工作，接頭

12、是否接觸良好。軟件調(diào)試：按要求輸入梯形圖，檢查后編譯通過，在線工作后把程序?qū)懭肟删幊绦蚩刂破鞯某绦虼鎯^(qū)。運行調(diào)試：在硬件調(diào)試和軟件調(diào)試正確的基礎(chǔ)上，使plc進入運行狀態(tài)，觀察運行情況，看是否能夠?qū)崿F(xiàn)循環(huán)工作。根據(jù)以上調(diào)試情況，該沖壓控制設(shè)計方案符合控制要求。實驗室沒有相應(yīng)的實物控制模型，因此，在調(diào)試系統(tǒng)控制程序時，所有的輸入信號均用開關(guān)信號來代替，所有的輸出均用指示燈來表示。由于實驗室的plc輸出端口過少，不能完全滿足我們的要求，所有我們將程序分開調(diào)試。調(diào)試時，首先按控制系統(tǒng)plc接線圖完成硬件接線，并仔細檢查接線是否有誤。四 系統(tǒng)主要參數(shù)1.輸煤機控制元器件目錄表 輸 入輸 出文字符號說

13、明文字符號說 明sa1-1輸煤機組手動控制開關(guān)km1給料器和磁選料器接觸器sa1-2輸煤機組自動控制開關(guān)km21#送煤機接觸器sb1輸煤機組自動開車按鈕km3破碎機接觸器sb2輸煤機組自動停車按鈕km4提升機接觸器sb3輸煤機組緊急停車按鈕km52#送煤機接觸器sb4給料器和磁選料器手動按鈕km6回收機接觸器sb51#送煤機手動按鈕hl7手動運行指示燈sb6破碎機手動按鈕hl8緊急停車指示燈sb7提升機手動按鈕hl9系統(tǒng)正常運行指示燈sb82#送煤機手動按鈕hl10系統(tǒng)故障指示燈sb9回收機手動按鈕ha報警電鈴kmm1m6，ya運行正常信號hl16輸煤機組單機運行指示frm1m6，ya過載保護

14、信號2. 輸煤機組控制系統(tǒng)plc輸入接口序號工位名稱文字符號輸入口1輸煤機組手動控制開關(guān)sa1-1x02輸煤機組自動控制開關(guān)sa1-2x13輸煤機組自動開車按鈕sb1x24輸煤機組自動停車按鈕sb2x35輸煤機組緊急停車按鈕sb3x46給料器和磁選料器手動按鈕sb4x571#送煤機手動按鈕sb5x68破碎機手動按鈕sb6x79提升機手動按鈕sb7x10102#送煤機手動按鈕sb8x1111回收機手動按鈕sb9x1212m1m6，ya運行正常信號kmx1313m1m6，ya過載保護信號frx143輸煤機組控制系統(tǒng)plc輸出接口序號工位名稱文字符號輸入口1給料器和磁選料器接觸器km1y021#送煤

15、機接觸器km2y13破碎機接觸器km3y24提升機接觸器km4y352#送煤機接觸器km5y46回收機接觸器km6y57手動運行指示燈hl7y158緊急停車指示燈hl8y169系統(tǒng)正常運行指示燈hl9y1710系統(tǒng)故障指示燈hl10y2011報警電鈴hay1412輸煤機組單機運行指示hl1y613輸煤機組單機運行指示hl2y714輸煤機組單機運行指示hl3y1015輸煤機組單機運行指示hl4y1116輸煤機組單機運行指示hl5y1217輸煤機組單機運行指示hl6y13五. 實驗心得：本實驗是根據(jù)控制的任務(wù)確定了系統(tǒng)的固有部分，并組成控制系統(tǒng)。系統(tǒng)固有部分各元件中，只有放大器的放大系數(shù)可以調(diào)整。

16、但大多情況下放大系數(shù)不能滿足系統(tǒng)性能指標(biāo)，從而必須引入其他能滿足系統(tǒng)性能的裝置，即為校正裝置?？刂破鞯暮诵闹Q就是校正裝置，綜合的中心就是校正。本次試驗，讓我收獲很多，總的來說，感慨也很多！具體如下：1.我在做實驗過程中碰到了很多的難題和障礙，從而認識到平時基礎(chǔ)知識的重要性，我們只有能夠熟練的掌握了課本知識才能在實驗過程中得心應(yīng)手，否則一步錯則整個試驗都會陷入困境，此外，嚴(yán)謹?shù)膽B(tài)度是試驗成功的重要保障！實驗中，馬虎的態(tài)度是要不得的。2. 通過這次課程設(shè)計，我們對matlab有了進一步的了解，對matlab的功能和運用有了更深刻的認識和體會，平時上課的理論知識只是停留在理論的層面，只有通過了這樣的試驗才能更好的體會到知識的主干，做到了理論和實際的相結(jié)