基于PLC的熱電廠輸煤控制系統(tǒng)設(shè)計畢業(yè)設(shè)計論文

1、畢 業(yè) 設(shè) 計 論 文題 目 基于plc的熱電廠輸煤控制系統(tǒng)設(shè)計 （院）系 電氣與信息工程系 專業(yè) 班級 班 學(xué)號 學(xué)生姓名 導(dǎo)師姓名 完成日期 湖南工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書 設(shè)計（論文）題目： 基于plc的熱電廠輸煤控制系統(tǒng)設(shè)計 姓名 系別 電氣與信息工程系 專業(yè)自動化 班級 學(xué)號 指導(dǎo)老師 教研室主任 一、 基本任務(wù)及要求：研究設(shè)計基于plc對熱電廠的卸煤系統(tǒng)和上（給）煤系統(tǒng)進行自動控制: plc控制系統(tǒng)的研究設(shè)計。 （1）卸煤系統(tǒng)。 1). 硬件設(shè)計 2). 軟件設(shè)計 （2）給煤系統(tǒng) 1).硬件設(shè)計 2).軟件設(shè)計 二、 進度安排及完成時間： （1）3月7日:指導(dǎo)老師布置任務(wù)、下達

2、設(shè)計任務(wù)書（設(shè)計任務(wù)書上傳到ftp）； （2）3月7日3月26日：查閱資料、撰寫文獻綜述和開題報告并上傳到ftp； （3）3月27日4月9日：畢業(yè)實習(xí)、撰寫實習(xí)報告； （4）4月10日5月30日：畢業(yè)設(shè)計； （5）6月1日6月14日：撰寫畢業(yè)設(shè)計論文； （6）6月15日6月17日：指導(dǎo)老師評閱、電子文檔上傳ftp； （7）6月17日6月20日：畢業(yè)設(shè)計答辯（公開答辯、分組答辯）； 目 錄摘 要 abstract第1章 緒 論11.1引言11.2 plc的最新發(fā)展現(xiàn)狀21.2.1 plc應(yīng)用情況21.2.2 plc主要生產(chǎn)廠家31.2.3 plc現(xiàn)狀3第2章 輸煤系統(tǒng)的設(shè)計52.1 概述52.2

3、輸煤控制系統(tǒng)設(shè)計52.3硬件設(shè)計72.3.1電動機的選型72.3.2分配i/o點92.3.3可編程序控制器的選型102.3.4系統(tǒng)簡單工藝流程圖112.3.5各種開關(guān)及繼電器選型112.3.6外部接線圖設(shè)122.4軟件設(shè)計122.4.1主電路圖設(shè)計122.4.2梯形圖及程序設(shè)計132.4.3控制面板的設(shè)計232.5系統(tǒng)調(diào)試23第3章 熱電廠輸煤控制系統(tǒng)的抗干擾措施253.1 概述253.2實際分析253.3抗干擾措施263.3.1硬件措施263.3.2軟件措施27總 結(jié)29致 謝30參考文獻31附錄1系統(tǒng)外部接線圖32附錄2上煤系統(tǒng)梯形圖及指令表33熱電廠輸煤傳送帶控制系統(tǒng)摘 要: 本文研究了

4、熱電廠輸煤傳送帶控制系統(tǒng)在熱電廠輸煤控制中的應(yīng)用。通過一臺plc對12條皮帶輸煤進行現(xiàn)場控制，使其能夠按照逆煤流啟動、順煤流停止，出現(xiàn)故障的皮帶及之前的皮帶能夠立即停止運行，同時系統(tǒng)出現(xiàn)報警信號。后面的皮帶繼續(xù)運煤到無余煤時停止，如果出現(xiàn)意外系統(tǒng)能夠緊急停止。系統(tǒng)控制分手動控制和自動控制兩種控制方式，分析了輸煤控制系統(tǒng)的合理構(gòu)成，了解影響輸煤控制系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行的幾個重要因素；并根據(jù)實際情況運用抗干擾措施基本消除現(xiàn)場干擾信號的影響，從而保證輸煤控制系統(tǒng)的安全可靠運行。輸煤系統(tǒng)實現(xiàn)程序控制和工業(yè)電視監(jiān)視系統(tǒng)對提高輸煤系統(tǒng)的可靠性、自動化程度，減少崗位人員和他們的勞動強度，加強輸煤過程的運行管理和

5、節(jié)能管理，實現(xiàn)狀態(tài)檢修具有非常重要的意義。關(guān)鍵詞：輸煤控制 plc 抗干擾 皮帶控制the heat and power plant loses thecontrol system of a belt of coal summaryabstract: this text studied the hot power station loses the coal delivers to take the application that control the system in hot power station lost coal control. pass a the set plc los

6、es to 12 leather belts the coal proceeds the spot controls, making its can flow to start and follow according to the coal of opposite the coal flows the ceasing, appearing leather belt and previous leather belts of the breakdowns can stop the movement immediately, the system appears to report to the

7、 police the signal at the same time.behind of the leather belt carries continuously the coal arrive to have no remaining coal stop, if appear accident system can urgent ceasing.the system control breaks up to move the control with control two kinds of controls method automatically, analyzed to lose

8、the reasonable composing that coal control system, understand the influence lose a few and important factor that coal control system safe stability circulate;and make use of the influence of the basic cancellation in measure in interference in anti- the spot interference signal according to the actu

9、al circumstance, from but the assurance loses the dependable movement in safety that coal control system.losing the coal system realizes the procedure control keeps watch on the system to lose the dependable of the coal system and automate the degree to the exaltation with the industry television, r

10、educing the post the personnel with their labor strength, enhance the movement that lose the coal process the management with economize on energy the management, realize the appearance fix to have the count for much meaning.key words:lose the coal control plc anti- interference leather belt control

11、第1章 緒論1.1 引言熱電廠輸煤系統(tǒng)的任務(wù)主要是卸煤、儲煤、上煤和配煤。輸煤控制系統(tǒng)就是對輸煤系統(tǒng)的設(shè)備進行控制,使其能按一定的順序運行,以便完成上述任務(wù)。輸煤系統(tǒng)的控制方式從就地手動控制發(fā)展到集中控制(集中手動控制和集中程序控制),再到控制。目前,我國電廠輸煤系統(tǒng)大多數(shù)采用集中控制方式。近年來,隨著引進機組的增加和大型機組的投產(chǎn),有越來越多的電廠輸煤系統(tǒng)采用了控制,控制系統(tǒng)已成為輸煤控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢。目前，在我國火力發(fā)電廠輸煤系統(tǒng)中，控制輸煤控制系統(tǒng)的運行方式有四種： (1)程控方式。所有輸煤的設(shè)備都參加聯(lián)鎖,任何一個程控輸煤設(shè)備出現(xiàn)故障或不符合程控方式的要求,就不能實現(xiàn)程控方式的啟動。

12、 (2)單機解聯(lián)鎖方式。皮帶及其他設(shè)備單機啟動、停止,不與任何其他設(shè)備發(fā)生連鎖關(guān)系。這只應(yīng)用于系統(tǒng)調(diào)試中,實際中考慮到皮帶的煤流方向,一般采用帶聯(lián)鎖的啟動、停止方式。 (3)帶聯(lián)鎖的集控方式。皮帶的啟動與停止都考慮到與此皮帶來煤和去煤方向相關(guān)的聯(lián)鎖關(guān)系。 (4)其他特殊操作方式。主要指系統(tǒng)中其他的與輸煤有關(guān)的輔助設(shè)備的控制,包括擋板、伸縮裝置的置位和測試、電鈴的命令、犁煤器的上升及下降控制等。 可編程序控制器(簡稱plc)是以微處理器為基礎(chǔ)，綜合了計算機技術(shù)與自動化控制技術(shù)而開發(fā)的新一代工業(yè)控制器產(chǎn)品，廣泛應(yīng)用于各種生產(chǎn)機械的過程控制中.被認為是構(gòu)成機電一體化產(chǎn)品的重要裝置。世界上第一臺可編程

13、控制器是在美國60年代末首先研制成功的,它是在傳統(tǒng)的順序控制器基礎(chǔ)上引入了微電子技術(shù)和計算機技術(shù)而形成的。目的是用來取代繼電器、執(zhí)行邏輯、計數(shù)、計時等順序控制功能,建立柔性的程控系統(tǒng)。電氣制造商會ema(nationlelectricalmanu-faturersassociation）于1980年正式命名其為可編程控制器(programmablecontroller)簡稱pc,為與個人計算機 (personalcomputer)相區(qū)別,使用早期名稱plc,1985年1月國際電工委員會(iec)頒布了可編程控制器標準草案第二稿:對plc作如下規(guī)定:“可編程控制器是一種數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng),專

14、為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計的,它采用可編程的存貯器,用來在其內(nèi)部存貯執(zhí)行邏輯運算,順序控制、定時、計數(shù)和算術(shù)運算等操作的命令,并通過數(shù)字模擬輸入和輸出,控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程。可編程控制器及有關(guān)設(shè)備,都應(yīng)按易于與工業(yè)控制形成一個整體,易于擴充其功能的原則設(shè)計。” 由于控制對象的復(fù)雜性，使用環(huán)境的特殊性和運行的長期連續(xù)性，使plc在設(shè)計上有自己明顯的特點:可靠性高，適應(yīng)性廣，具有通信功能，編程方便，結(jié)構(gòu)模塊化。在現(xiàn)代集散控制系統(tǒng)中，plc已經(jīng)成為一種重要的基本控制單元，在工業(yè)控制領(lǐng)域中應(yīng)用前景極其廣泛。1.2 plc的最新發(fā)展現(xiàn)狀1.2.1 plc應(yīng)用情況 目前，在我國火力發(fā)電廠的輸煤系統(tǒng)中

15、，特別是進入80年代后期所建的大型火力發(fā)電廠中，輸煤系統(tǒng)都不同程度地設(shè)計、選用了程序控制方式，近年來，由于plc性能價格比的不斷提高，以及我國輸煤自動化的電力工作者在微機程序控制方面的艱辛努力，已經(jīng)積累大量的實際應(yīng)用經(jīng)驗，微機程序控制這一技術(shù)己經(jīng)進入了成熟的應(yīng)用階段。所以，近年來的輸煤大型設(shè)備如斗輪堆取料機、翻車機等)及整個輸煤系統(tǒng)的控制，都把plc作為控制系統(tǒng)的首選設(shè)備。微機程序控制在我國火力發(fā)電廠中的運行實踐證明，輸煤系統(tǒng)微機程序控制的成敗，涉及到輸煤系統(tǒng)的各個方面，并不是什么樣的輸煤系統(tǒng)都能滿意地去實現(xiàn)自動化的。如在一個機械設(shè)備、電氣設(shè)備及外圍信號設(shè)備不健康的系統(tǒng)中，在還沒有消除設(shè)備缺陷

16、之前，即使勉強地去實現(xiàn)程序控制，亦必以失敗告終。因此審視一個輸煤系統(tǒng)能否實現(xiàn)程序控制，一般需要具備這樣一些基本條件: （1）輸煤系統(tǒng)中各機械設(shè)備、電氣設(shè)備及外圍信號設(shè)備，都能保證良好的運轉(zhuǎn)狀態(tài)。這就涉及到對設(shè)備選型、施工安裝、運行管理等各個環(huán)節(jié)，對它們都應(yīng)提出更高的要求。 （2）機械設(shè)各要有良好的可控性。所謂可控性，是指對機械的動作，能用電氣或其它方式方便地進行遠方控制。在輸煤系統(tǒng)中有些可控性差的小型機械尚可用加裝執(zhí)行機構(gòu)等辦法加以補救，但大部分大型機械，特別是動作復(fù)雜的設(shè)備則必須在制造廠生產(chǎn)中就應(yīng)注意提高可控性。 （3）要求輸煤系統(tǒng)盡可能的簡單、明了、清晰。系統(tǒng)過于復(fù)雜，交叉點過多，勢必引起

17、自動控制程序數(shù)量的大幅度增加，這對自動控制的可靠性和自動化程度的提高是非常不利的。雖然輸煤系統(tǒng)的簡化似乎限制了運行靈活性，但事實上在實現(xiàn)自動化后運行質(zhì)量的提高和處理事故的快速性。在一定程度上又彌補了這一缺陷。因此，大多數(shù)國外或國內(nèi)設(shè)計的大型電廠，其輸煤系統(tǒng)都是很簡單的，一般雙路皮帶，僅有少數(shù)不多的交叉，所以這些系統(tǒng)的自動化程度往往很高。（4）有良好的檢修、運行管理體制，領(lǐng)導(dǎo)層重視程控系統(tǒng)的投用。在運行中要對一些薄弱環(huán)節(jié)不斷地采用新技術(shù)進行改造或完善，提高程控系統(tǒng)的可靠性和完整性。1.2.2 plc主要生產(chǎn)廠家 在自動控制領(lǐng)域中，目前國內(nèi)外有為數(shù)眾多的生產(chǎn)plc的廠家。大型plc市場主要由歐美產(chǎn)

18、品占領(lǐng)，如德國西門子公司，美國艾倫 布拉德利公司、ge公司、莫迪康公司、法國的te公司等。而中小型plc市場主要由日本的產(chǎn)品占領(lǐng)。如三菱、東芝、富士等。由于我國的計算機生產(chǎn)還比較落后，所以plc生產(chǎn)也不盡人意。目前大部分國內(nèi)廠家走吸引的道路，其產(chǎn)品接近或兼容于國外著名公司的同類產(chǎn)品。就總體而言，目前國內(nèi)應(yīng)用主要采用進口產(chǎn)品。1.2.3 plc現(xiàn)狀 長期以來，plc始終處于工業(yè)自動化控制領(lǐng)域的主戰(zhàn)場，為各種各樣的自動化控制設(shè)備提供了非常可靠的控制應(yīng)用。其主要原因，在于它能夠為自動化控制應(yīng)用提供安全可靠和比較完善的解決方案，適合于當前工業(yè)企業(yè)對自動化的需要。另一方面，plc還必須依靠其他新技術(shù)來面

19、對市場份額逐漸縮小所帶來的沖擊，尤其是工業(yè)pc所帶來的沖擊。plc需要解決的問題依然是新技術(shù)的采用、系統(tǒng)開放性和價格。plc技術(shù)展的最終趨勢仍然是人們所爭論的焦點之一。大多數(shù)人認為，plc將會繼續(xù)失去市場份額；更有甚者認為，在工業(yè)pc面前。plc將會一步一步走向死亡;但也有一部分人相信，一些特殊工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域仍將為plc提供一定的市場份額。在全球工業(yè)計算機控制領(lǐng)域，圍繞開放與再開放過程控制系統(tǒng)、開放式過程控制軟件、開放性數(shù)據(jù)通信協(xié)議，已經(jīng)發(fā)生巨大變革，幾乎到處都有plc，但這種趨勢也許不會繼續(xù)發(fā)展下去。隨著軟plc(softplc)控制組態(tài)軟件技術(shù)的誕生與進一步完善和發(fā)展，安裝有softplc組

20、態(tài)軟件和基于工業(yè)pc控制系統(tǒng)的市場份額正在逐步得到增長，這些事實使傳統(tǒng)plc供應(yīng)商在思想上已經(jīng)發(fā)生了戲劇性的變化，他們必須面對現(xiàn)實，在傳統(tǒng)plc的技術(shù)發(fā)展與提高方面作出更加開放的高姿態(tài)。對于控制軟件來講。這是plc控制器的核心，plc供應(yīng)商正在向工業(yè)用戶提供開放式的編程組態(tài)工具軟件，而且對于工業(yè)用戶表現(xiàn)得非常積極。此外，開放式通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)也得到了突破，其結(jié)果是將plc融入更加開放的工業(yè)控制行業(yè)。（1）開放和基于工業(yè)pc控制 plc制造商已經(jīng)開始注視基于工業(yè)pc控制技術(shù)所帶來的強大沖擊。有專家甚至認為，新商務(wù)活動所帶來的新技術(shù)和開放技術(shù)規(guī)范將會埋葬傳統(tǒng)plc. plc制造商認為。雖然在工業(yè)現(xiàn)場安

21、裝有大量的plc控制設(shè)備，但他們?nèi)匀恍枰?lián)合工控軟件公司，以便開發(fā)他們自己的基于工業(yè)pc的過程控制軟件。（2）ethernet的擴展與進一步容納web技術(shù) 當前，在所有過程控制領(lǐng)域，最大的發(fā)展趨勢之一就是ethemet技術(shù)的擴展。plc也不例外，現(xiàn)在，越來越多的plc供應(yīng)商開始提供ethernet接口部件。在最近的幾年間，我們已經(jīng)看到，發(fā)展比現(xiàn)有普通小快靈plc更加強大的plc是種趨勢。ethemet將會成為plc的通信標準嗎?也許最終結(jié)果是這樣的，但現(xiàn)在還為時尚早.對于在plc上提供ethernet接口將能夠解決所有通信問題，人們普遍存在著誤解。ethernet僅僅定義了osi參考模型底部的

22、兒層協(xié)議標準，如果上層協(xié)議相互之間不能兼容，那么仍然不可能進行相互之間的通信處理。打個比方，這如同一個不懂英語的中國人與一個不懂漢語的美國人之間是不能夠通過電話進行對話一樣。因此，協(xié)議就是設(shè)備之間相互通信的語言。（3）過程控制應(yīng)用 盡管傳統(tǒng)plc被應(yīng)用于離散過程控制領(lǐng)域，但現(xiàn)在，plc已被廣泛應(yīng)用于連續(xù)過程控制領(lǐng)域，而且基于連續(xù)過程控制技術(shù)的發(fā)展趨勢正在進一步得到增長。通信是plc應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)，這種技術(shù)在plc領(lǐng)域已經(jīng)得到擴展。同系統(tǒng)一樣，對plc進行分散化處理己經(jīng)成為可能，所以更容易進行管理，以便能夠更好地集成在一起。 面對傳統(tǒng)工業(yè)過程控制市場所存在的巨大競爭壓力，許多plc供應(yīng)商正在開始

23、主動轉(zhuǎn)移他們所服務(wù)的過程控制應(yīng)用領(lǐng)域，而且必須放棄傳統(tǒng)plc應(yīng)用已經(jīng)占據(jù)的一些市場份額。經(jīng)過較短時間的努力開發(fā)，siemens公司便陸續(xù)推出了荃于過程控制的plc產(chǎn)品，1990年以前就推出了s工matic pcs產(chǎn)品，而在1997年便將產(chǎn)品提升到了pcs 7 這種開發(fā)工作一直要持續(xù)到siemens公司滿意為止，但隨著各種各樣新技術(shù)的不斷誕生和發(fā)展，所開發(fā)工作不會停止的。盡管離散和連續(xù)過程控制應(yīng)用都使用了同樣的硬件產(chǎn)品和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，可能還需要額外增加一些特殊模件，但它們之間始終存在著一些不同的差異。只要將不同類型的應(yīng)用軟件裝入到同樣的系統(tǒng)之中，就能夠完成不同的過程控制應(yīng)用。第2章 輸煤系統(tǒng)的設(shè)計2

24、.1 概述 隨著我國電力工業(yè)的迅速發(fā)展，火電廠的裝機容量和單機容量都日益增大，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，實現(xiàn)輸煤系統(tǒng)的自動化控制。與強電集中的控制相比，在技術(shù)上具有控制功能強，編程簡單，實現(xiàn)工藝聯(lián)鎖方便，可省去大量的硬接線，維護方便，可在線修改等特點。plc不僅能完成復(fù)雜的繼電器控制邏輯，而且也能實現(xiàn)模擬量的控制，甚至智能控制;并能實現(xiàn)遠程通訊，聯(lián)網(wǎng)及上位機監(jiān)控等?？蔀槿珡S實現(xiàn)計算機控制和管理創(chuàng)造條件。對地域分布較廣的實現(xiàn)計算機控制和管理創(chuàng)造條件。對地域分布較廣的系統(tǒng)還可以增加遠程控制站及閉路電視監(jiān)視系統(tǒng)。 近十

25、幾年來，國外plc技術(shù)取得了飛躍，其容量成倍擴大、體積不斷縮小、功能不斷增強，不但具有邏輯運算、計時、計數(shù)、順控等功能.還具有pid等特殊控制功能?？芍苯舆M行a/d, d/a轉(zhuǎn)換，還開發(fā)管控一體化。使操作、使用和項目開發(fā)變得簡單、方便。與此同時，plc技術(shù)在電廠輸煤設(shè)備中亦得到了廣泛的應(yīng)用，除翻車機、斗輪機、膠帶機系統(tǒng)等大型工礦設(shè)備，實現(xiàn)了plc控制外，環(huán)式給煤機、入廠煤采樣機等中型設(shè)備亦實現(xiàn)了plc控制，另外plc還被應(yīng)用于實物校驗裝置、入爐煤采樣機等小型設(shè)備上。 目前，plc在輸煤系統(tǒng)中的應(yīng)用基本上限于設(shè)備級，各設(shè)備或系統(tǒng)處于各自的plc控制之下，相互間基本獨立。與當初輸煤設(shè)備的控制從就地

26、走向集中一樣，輸煤系統(tǒng)的plc控制也將從設(shè)備級發(fā)展到車間級，甚至工廠級，這是輸煤系統(tǒng)降耗、增效的需要，也是生產(chǎn)管理和監(jiān)控的需要，國內(nèi)個別電廠已在這方面做了一些探索，如元寶山發(fā)電廠一期輸送機系統(tǒng)plc與二期輸送機系統(tǒng)plc在清華大學(xué)的指導(dǎo)下已成功聯(lián)機。輸煤系統(tǒng)實現(xiàn)程序控制和工業(yè)電視系統(tǒng)監(jiān)視對提高輸煤系統(tǒng)的可靠性、自動化程度，減少崗位人員和他們的勞動強度，加強輸煤過程的運行管理和節(jié)能管理，實現(xiàn)狀態(tài)檢修具有非常重要的意義。2.2 輸煤控制系統(tǒng)設(shè)計這次的熱電廠皮帶輸煤控制系統(tǒng)主要分兩個部分， plc現(xiàn)場控制皮帶輸煤系統(tǒng)，plc-pc通信部分。plc現(xiàn)場控制皮帶輸煤系統(tǒng)分卸煤與上煤兩大部分，卸煤部分：包

27、括一個料斗和1#-3#3條皮帶，主要負責(zé)把煤由鐵路儲煤場輸送到配煤場,由配煤場進行碾碎去渣和鐵硝。系統(tǒng)的控制分聯(lián)鎖和就地兩種。并具有急停和報警等功能。各條聯(lián)動系統(tǒng)在總控制室操作臺面上設(shè)有運行選擇開關(guān)，供聯(lián)動或單機調(diào)試的運行方式選擇。運行方式確定為聯(lián)動后按下起動按鈕電鈴響，即對各崗位發(fā)出預(yù)告信號，經(jīng)60秒延時后，按逆煤流方向逐一延時起動每臺聯(lián)鎖電機，即3#皮帶啟動運行60s后2#皮帶開始運行，再過60s后1#皮帶開始運行60s后就打開料斗的閥門。此時各臺設(shè)備正常運轉(zhuǎn)，正常停機按下停止按鈕，料斗閥門立即關(guān)閉，經(jīng)一定延時按順煤流停機使輸煤線上無煤時才能全系統(tǒng)停機。如遇到設(shè)備故障報警，位于它之前的設(shè)備

28、立即停止運行并關(guān)料斗閥門，其后方的設(shè)備當按一定順煤流延時停止。就地控制即不聯(lián)鎖的運行電機均機旁就地啟動，電機在機旁都設(shè)有就地按鈕。犁煤機單獨由人工操作。在操作人員確認犁煤機操作完畢后才能啟動系統(tǒng)聯(lián)鎖運行。上煤部分：控制對象為0#、4#a7#a或者4#b7#b傳送帶，設(shè)活動給煤機為d，則有ad、bd運行方式。由給煤機給煤經(jīng)4a#-7a#到0#或4b#-7b#到0#送進鍋爐（一般是單路運行,另外一路作為備用）。系統(tǒng)的控制也分聯(lián)鎖和就地兩種。具有急停和報警等功能。各條聯(lián)動系統(tǒng)在總控制室操作臺面上設(shè)有運行選擇開關(guān)，供聯(lián)動或單機調(diào)試的運行方式選擇。運行方式確定為聯(lián)動后按下起動按鈕則0#號輸送帶開始啟動6

29、0s后按7#、6#、5#、4#依次延時60s逆時啟動。然后給煤機開始給煤，按下停止按鈕后按4#、5#、6#、7#、0#順煤延時（60s）停止。如果出現(xiàn)故障則報警，位于它之前的設(shè)備立即停止、給煤機立即停止給煤，其后方的設(shè)備當按一定順煤流延時停止。其就地控制和犁煤機控制和卸煤系統(tǒng)方法一樣。配煤場靠近鐵路與發(fā)電房側(cè)的電控室相距500米。plc對現(xiàn)場進行控制，一臺pc機對系統(tǒng)運行狀況進行實時監(jiān)視。在本文中，以實例形式對輸煤控制系統(tǒng)各個部分進行深入分析。輸煤系統(tǒng)運行條件惡劣，各種干擾信號多，是影響輸煤程控系統(tǒng)穩(wěn)定運行的重要因素。要使輸煤程控系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行，增加其抗干擾能力是十分重要的。作為一種應(yīng)用于工

30、業(yè)控制的自動裝置，plc本身具有一定抗干擾能力，比較適應(yīng)工業(yè)現(xiàn)場環(huán)境。盡管如此。由于輸煤系統(tǒng)運行條件惡劣，各類干擾信號較多，使得抗干擾問題成為輸煤控制設(shè)計、調(diào)試及運行中的一大難題。許多電廠輸煤控制系統(tǒng)不能長期穩(wěn)定運行，抗干擾能力差是其最主要的原因。設(shè)計過程如下圖所示： 了解被控系統(tǒng)外部接線圖設(shè)計開關(guān)和繼電器選型主電路設(shè)計設(shè)計梯形圖及程序plc選型 分配i/o點系統(tǒng)調(diào)試電動機選型硬件設(shè)計軟件設(shè)計控制面板設(shè)計圖2.1 設(shè)計流程圖具體設(shè)計前應(yīng)該詳細了解被控對象的全部功能，如機械部件的動作順序、動作條件、必要的保護與連鎖，系統(tǒng)的工作方式（如手動、自動、半自動等），可編程控制器是否需要通信聯(lián)網(wǎng)及通信方式

31、，電源突然停電及緊急情況的處理，需要顯示哪些物理量及顯示的方式。輸入/輸出設(shè)備規(guī)格。包括控制信號類型、大小，負載設(shè)備的性質(zhì)。以此確定輸入/輸出模塊類型，充分考慮系統(tǒng)的抗干擾性能。 2.3 硬件設(shè)計2.3.1 電動機的選型同步轉(zhuǎn)速3000r/min（2極）50hz 380v表2.1 電機型號對照功率(kw/hp） 型號 滿載時 堵轉(zhuǎn)電流 / 額定電流 電流(a) 轉(zhuǎn)速(r/min） 0.75/1.0 y801-2 1.8 28256.51.1/1.5 y802-2 2.5 7.01.5/2 y90s-2 3.4 28402.2/3 y90l-2 4.7 3/4 y100l-26.428804/5

32、.5y112m-28.228905.5/7.5y132s1-211.129007.5/10y132s2-215.011/15y160m1-221.8293015/20y160m2-229.418.5/25y160l-235.522/30y180m-242.2294030/40y200l1-256.9295037/50y200l2-269.845/60y225m-283.9297055/75y250m-2102.775/100y280s-2140.190/125y280m-2167.0110/150y315s-220329806.8132/180y315m1-2242.3160/220y315m

33、2-2292200/270y315l-2365y系列三相鼠籠式異步電動機,全面符合國際電工委員會（iec）標準，具有國際互換性的特點，它可以廣泛用于世界上大多數(shù)國家。本系列電動機具有體積小、重量輕、運行可靠、結(jié)構(gòu)堅固、外形美觀等特點。該電機起動性能好，具有較高的效率水平，有顯著的節(jié)能效果。而且噪聲低、壽命長、經(jīng)久耐用。電機型號對照表如上所示：根據(jù)控制系統(tǒng)的要求，電動機選用y系列三相異步電動機，額定電壓為380v，額定頻率為50hz，額定功率如下表：表2.2 電機選型代號名稱型號額定功率m0上煤部分0#輸送帶電動機y160m-211kwm1卸煤部分1#輸送帶電動機y200l-230 kwm2卸煤

34、部分2#輸送帶電動機y160m-211 kwm3卸煤部分3#輸送帶電動機y200l-230 kwm4上煤部分4#a輸送帶電動機y132s-25.5 kwm5上煤部分5#a輸送帶電動機y200l-237 kwm6上煤部分6#a輸送帶電動機y225m-245 kwm7上煤部分7#a輸送帶電動機y160m-215 kwm10上煤部分4#b輸送帶電動機y132s-25.5 kwm11上煤部分5#b輸送帶電動機y200l-237 kwm12上煤部分6#b輸送帶電動機y225m-245 kwm13上煤部分7#b輸送帶電動機y160m-215 kwm15上煤部分給煤機電動機y132s-27.5 kw2.3.

35、2 分配i/o點表2.3 plc i/o點清單：代號名稱代號名稱x0卸煤系統(tǒng)啟動按鈕y00#皮帶電機啟動線圈輸出x1料斗繼電器觸點y11#皮帶電機啟動線圈輸出x2手動自動選擇開關(guān)y22#皮帶電機啟動線圈輸出x3卸煤系統(tǒng)停止按鈕y33#皮帶電機啟動線圈輸出x4卸煤系統(tǒng)急停按鈕y44#a號皮帶電機啟動線圈輸出x5上煤系統(tǒng)啟動按鈕y55#a號皮帶電機啟動線圈輸出x6給煤機繼電器觸點y66#a號皮帶電機啟動線圈輸出x7ad/bd運行方式轉(zhuǎn)換開關(guān)y77#a號皮帶電機啟動線圈輸出x100號皮帶電機繼電器觸點y104#b號皮帶電機啟動線圈輸出x111#皮帶電機繼電器觸點y115#b號皮帶電機啟動線圈輸出x1

36、22#皮帶電機繼電器觸點y126#b號皮帶電機啟動線圈輸出x133#皮帶電機繼電器觸點y137#b號皮帶電機啟動線圈輸出x144#a皮帶電機繼電器觸點y14料斗yv0電磁閥x155#a皮帶電機繼電器觸點y15給煤機線圈輸出x166#a號皮帶電機繼電器觸點y16自動控制預(yù)警電鈴x177#a皮帶電機繼電器觸點y17ad運行方式顯示燈x203號皮帶拉繩開關(guān)觸點y21bd運行方式顯示燈x212號皮帶拉繩開關(guān)觸點y20卸煤系統(tǒng)故障報警電鈴x221號皮帶拉繩開關(guān)觸點y34上煤系統(tǒng)故障報警電鈴x23上煤系統(tǒng)停止按鈕x244#b皮帶電機繼電器觸點x255#b皮帶電機繼電器觸點x266#b皮帶電機繼電器觸點x2

37、77#b皮帶電機繼電器觸點x30上煤系統(tǒng)急停按鈕x344#（a/b）拉繩開關(guān)觸點x355#（a/b）拉繩開關(guān)觸點x366#（a/b）拉繩開關(guān)觸點x377#（a/b）拉繩開關(guān)觸點x400#（a/b）拉繩開關(guān)觸點2.3.3 可編程序控制器的選型（1）可編程序控制器物理結(jié)構(gòu)的選擇 根據(jù)物理結(jié)構(gòu)，可以將可編程序器分為整體式和模塊式，整體式每一i/o點的平均價格比模塊式便宜，小型控制系統(tǒng)一般使用整體式可編程序控制器。模塊式可編程序控制器的功能擴展方便靈活，i/o點數(shù)的多少、輸入點數(shù)與輸出點數(shù)的比例、i/o模塊的種類和塊數(shù)等的選擇，比整體式可編程序控制器靈活的多。模塊式可編程序控制器還備有多種特殊i/o模

38、塊供應(yīng)戶選用，可完成各種特殊的控制任務(wù)，在判斷故障范圍和維修時更換模塊等也很方便，因此比較復(fù)雜的、要求較高的系統(tǒng)一般采用模塊式可編程序控制器。系統(tǒng)如有模擬量閉環(huán)控制、快速響應(yīng)、高速記數(shù)、通信聯(lián)網(wǎng)和運動控制等特殊要求，可以選用有相應(yīng)特殊i/o模塊的可編程序控制器，也可以選用內(nèi)置相應(yīng)功能的整體式可編程序控制器，如fx2n系列可編程序控制器。（2）可編程序控制器指令功能的選擇 現(xiàn)在的可編程序控制器的指令功能越來越強，內(nèi)部編程元件（如輔助繼電器、定時器和計數(shù)器）的個數(shù)越來越多，任何一種可編程序控制器都可以滿足開關(guān)量控制系統(tǒng)的要求。如果系統(tǒng)要求完成模擬量與數(shù)字量的轉(zhuǎn)換、pid閉環(huán)控制、運動控制等工作，可

39、編程控制器應(yīng)有算術(shù)運算、數(shù)據(jù)傳送等功能，有時甚至要求有開平方、對數(shù)運算和浮點數(shù)運算等功能。fx系列可編程序控制器提供了具有不同檔次功能的幾個系列，可以根據(jù)系統(tǒng)的具體情況選用滿足要求的子系列。例如不需要聯(lián)網(wǎng)通信的小型開關(guān)量控制系統(tǒng)，可以選用價格便宜的fxos系列；i/o點數(shù)多、控制聯(lián)網(wǎng)通信的系統(tǒng)可以選擇fx2n系列。本次做的控制系統(tǒng)，雖然只有51個i/o點（30個輸入、21個輸出），但要求聯(lián)網(wǎng)通信，所以選擇fx2n系列，為了保證所設(shè)計的控制系統(tǒng)的正常運行，在系統(tǒng)硬件設(shè)計時，根據(jù)實際i/o點數(shù)留有一定的余量。本人選用fx2n-64mr-001型號的plc。2.3.4 系統(tǒng)簡單工藝流程圖：料斗配煤場

40、鍋爐上煤系統(tǒng)卸煤系統(tǒng)圖2.2 工藝圖2.3.5 各種開關(guān)及繼電器選型按鈕：按鈕是由按鈕帽、復(fù)位彈簧、橋式觸頭和外殼組成，通常做成復(fù)合式，即具有常閉觸點和常開觸點。按鈕是一種結(jié)構(gòu)簡單、應(yīng)用廣泛的主令電器。在低壓控制電路中，用于手動發(fā)出控制信號。按鈕在系統(tǒng)中有啟動停止復(fù)位清零選擇等作用。一般性的按鈕可選用la18-22型，其中-常開-常閉觸頭各兩個；緊急按鈕可選用la18-22j型；當按鈕作為選擇開關(guān)時可選用帶指示燈的按鈕，可選用la19-11b/d。刀開關(guān)：適用于各皮帶機、破碎機、給煤機、通風(fēng)機的電源開關(guān)。刀開關(guān)安裝時，手柄要向上，不得倒裝或平裝。接線時，應(yīng)將電源接在上端，負載接在下端，作用在電

41、弧上的電動力和熱空氣的上升方向一致，就能使電弧迅速拉長而且熄滅， 這樣拉閘后刀片與電源隔離，可防止意外事故的發(fā)生。根據(jù)系統(tǒng)的工作情況選用hr1-60型膠刀開關(guān)。繼電器：繼電器是利用電流的熱效應(yīng)原理工作的保護電器，在電路中作電動機的過載保護。凡電機長期運行時，都需要對其過載提供保護裝置。繼電器的種類很多，應(yīng)用最廣泛的是基于雙金屬片的熱繼電器，其主要由熱元件、雙金屬片、觸頭三部分組成。雙金屬片是熱繼電器的感應(yīng)元件，它由兩種不同線膨脹系數(shù)的金屬機械輾壓而成。在接線時對星型聯(lián)結(jié)的電動機，應(yīng)選擇帶斷相保護的熱繼電器。所選用的熱繼電器的整定電流通常與電動機的額定電流相等。在此系統(tǒng)中選用jr16-20型的熱

42、繼電器。2.3.6 外部接線圖設(shè)計根據(jù)設(shè)計中分配的i/o點及確定的開關(guān)型號設(shè)計接線圖，設(shè)計圖見附錄12.4 軟件設(shè)計2.4.1 主電路圖設(shè)計mfrfukml圖2.3 主電路圖2.4.2 梯形圖及程序設(shè)計（1）控制要求plc現(xiàn)場控制系統(tǒng)分為卸煤部分和上煤部分。卸煤部分包括1#、2#、3#輸送帶和一個料斗。主要完成卸煤工作，此部分具有單機控制和聯(lián)動控制，手動和自動方式供選擇且具有急停和報警功能。運行方式確定為聯(lián)動時，按下起動按鈕，電鈴響對各崗位發(fā)出一分鐘的預(yù)警信號，然后按3#、2#、1#順序逆煤流延時啟動輸送帶，正常停機按下停止按鈕，料斗停止出煤，延時60s后，各輸送帶按順煤流方向依次延時停機。如

43、果遇其設(shè)備故障，該設(shè)備及其前面的設(shè)備立即停機，而該輸送帶以后的皮帶把余煤運完后停機。上煤部分包括0#、4#、5#、6#、7#輸送帶，其工作要求與卸煤部分的一致，分ad、bd兩種方式運行。（2）控制對象卸煤系統(tǒng)：料斗電磁閥1個1#輸送帶皮帶傳動電動機1臺拉繩開關(guān)1個2#輸送帶皮帶傳動電動機1臺拉繩開關(guān)1個3#輸送帶皮帶傳動電動機1臺拉繩開關(guān)1個上煤系統(tǒng)：給煤機1臺，包括電機1臺4#輸送帶（a）、（b）皮帶傳動電動機2臺拉繩開關(guān)2個5#輸送帶（a）、（b）皮帶傳動電動機2臺拉繩開關(guān)2個6#輸送帶（a）、（b）皮帶傳動電動機2臺拉繩開關(guān)2個7#輸送帶（a）、（b）皮帶傳動電動機2臺拉繩開關(guān)2個 0#

44、輸送帶皮帶傳動電動機1臺拉繩開關(guān)1個（3）控制系統(tǒng)程序結(jié)構(gòu)示意圖公 用 程 序手 動 程 序自 動 程 序endcj p2cj p1x2x2圖2.4 程序結(jié)構(gòu)圖 （4）公用部分設(shè)計 考慮到自動和手動運行時都能控制電機的起停，則采用了復(fù)位指令。 系統(tǒng)由手動轉(zhuǎn)到自動時，x2的常開觸點接通，pls指令使m0接通一個掃描周期，用區(qū)間復(fù)位指令zrst使y0到y(tǒng)13復(fù)位，斷開在手動操作時可能自保持的輸出。同樣系統(tǒng)由自動轉(zhuǎn)到手動時x2常閉觸點接通，plc指令使m1接通一個掃描周期，復(fù)位s20-s53。圖2.5 公共程序及指令表（5）手動部分設(shè)計 手動操作主要用于設(shè)備的檢修和調(diào)試，手動運行時，各種操作可獨立運

45、行，同時只執(zhí)行一個動作。當x10的常開觸點接通時，0#電機線圈輸出。1#-7#（a/b）的常開觸點接通時，對應(yīng)電機線圈依次輸出。圖2.6 手動程序及指令表（6）自動部分設(shè)計 運行方式確定為聯(lián)動后按下起動按鈕電鈴響，即對各崗位發(fā)出預(yù)告信號，經(jīng)60秒延時后，按逆煤流方向逐一起動每臺聯(lián)鎖電機，最后一臺起動完畢后，鈴響自動解除。此時各臺設(shè)備正常運轉(zhuǎn)，正常停機按下停止按鈕，給煤機立即停止給煤，經(jīng)一定延時按順煤流停機使輸煤線上無煤時才能全系統(tǒng)停機。如遇到設(shè)備故障，位于它之前的設(shè)備立即停止運行，其后方的設(shè)備當按一定順煤流延時停止。1） 卸煤系統(tǒng)設(shè)計按下起動按鈕x0系統(tǒng)進入初始步s0，電鈴線圈輸出y16，電鈴

46、響對各崗位發(fā)出預(yù)告信號，經(jīng)60秒延時后，進入步s20，輸出置位y3即3#皮帶啟動運行60s后進入步s21，2#皮帶開始運行，再過60s后進入步s22，1#皮帶開始運行60s后進入步s23，打開料斗的閥門。此時各臺設(shè)備正常運轉(zhuǎn)，正常停機按下停止按鈕x3，進入步s24，料斗閥門立即關(guān)閉，然后依次經(jīng)過60s延時進入步s25、s26、s27使1#、2#、3#皮帶依次停止運行。如遇到設(shè)備故障報警，3根皮帶的拉繩開關(guān)x20、x21、x22常閉觸點接通，系統(tǒng)分別進入s30、s31、s32、s33步，使位于出現(xiàn)故障之前的設(shè)備立即停止運行并關(guān)料斗閥門，其后方的設(shè)備按一定順煤流延時停止。如果遇到緊急情況則按下x4

47、，整個卸煤系統(tǒng)馬上停止運行。其對應(yīng)的順序功能圖見圖2.7，對應(yīng)梯形圖及指令表見圖2.8。2） 上煤系統(tǒng)設(shè)計按下啟動按鈕x5系統(tǒng)進入步s34，置位y0即0#皮帶運行，延時60s進入步s35，如果選擇開關(guān)x7長閉觸點接通則選擇ad運行方式，置位y7，7a#皮帶運行。依次延時60s進入步s36、s37、s40。6a#、5a#、4a#皮帶依次運行。如果x7常開觸點接通選擇bd運行方式，置位y13，7b#皮帶運行。依次延時60s進入步s36、s37、s40，6b#、5b#、4b#皮帶依次運行。按下停止按鈕x23，復(fù)位y15給煤機停止給煤，延時60s進入步s42，如果選擇開關(guān)x7長閉觸點接通則選擇ad運行

48、方式，復(fù)位y4，4a#皮帶停止。依次延時60s進入步s43、s45、s46， 5a#、6a#、7a#、0#皮帶依次停止運行。如果x7常開觸點接通選擇bd運行方式，復(fù)位y10，4b#皮帶停止。依次延時60s進入步s43、s45、s46， 5b#、6b#、7b#、0#皮帶依次停止運行。如果0#皮帶運行出現(xiàn)故障，則拉繩開關(guān)x40常閉觸點接通進入步s50，上煤系統(tǒng)所有設(shè)備復(fù)位停止運行。7（a/b）#皮帶運行出現(xiàn)故障，對應(yīng)兩個拉繩開關(guān)公共觸點x37接通，系統(tǒng)報警輸出y34。進入步s51，復(fù)位y15給煤機停止給煤，ad運行方式則復(fù)位y4、y5、y6，4a#、5a#、6a#皮帶停止運行。并進入正常停止步s4

49、6使7a#皮帶停止運行，0#皮帶60s后無余煤時停止運行。bd運行方式則復(fù)位y10、y11、y12，4b#、5b#、6b#皮帶停止運行。進入正常停止步s46使7b#停止運行，0#皮帶60s后停止運行。6（a/b）#皮帶運行出現(xiàn)故障，對應(yīng)兩個拉繩開關(guān)公共觸點x36接通，系統(tǒng)報警輸出y34。進入步s52，復(fù)位y15給煤機停止給煤，ad運行方式則復(fù)位y4、y5并進入正常停止步s45使6a#皮帶停止運行，7a#、0#皮帶依次延時60s后無余煤時停止運行。bd運行方式則復(fù)位y10、y11，4b#、5b#皮帶停止運行。同樣進入正常停止步s45使6b#停止運行，7b#、0#皮帶依次延時60s后無余煤時停止運

50、行。5（a/b）#皮帶運行出現(xiàn)故障，對應(yīng)兩個拉繩開關(guān)公共觸點x35接通，系統(tǒng)報警輸出y34。進入步s53，復(fù)位y15給煤機停止給煤，ad運行方式則復(fù)位y4使4a#皮帶停止運行并進入正常停止步s43使5a#皮帶停止運行，6a#、7a#、0#皮帶依次延時60s后無余煤時停止運行。bd運行方式則復(fù)位y10使4b#皮帶停止運行。同樣進入正常停止步s43使5b#停止運行，6b#、7b#、0#皮帶依次延時60s后無余煤時停止運行。4（a/b）#皮帶運行出現(xiàn)故障，對應(yīng)兩個拉繩開關(guān)公共觸點x34接通，系統(tǒng)報警輸出y34。進入步s42，復(fù)位y15給煤機停止給煤，進入正常停止步s42使4（a/b）#停止運行，5（a/b）#、6（a/b）#、7（a/b）#、0#皮帶依次延時60s后無余煤時停止運行。如果遇到緊急情況則按下緊急停止按鈕x30進入s50所有上煤系統(tǒng)設(shè)備停止運行。上煤系統(tǒng)順序功能圖見圖2.9，上煤系統(tǒng)梯形圖及指令表見附錄2。s0y16t0s20set y3t3s21s30set y2t2rst y2rst y1y20rst