控制技術(shù)電廠輸煤控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究

1、控制技術(shù)電廠輸煤控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究 摘要：為提高電廠輸煤控制系統(tǒng)的自動(dòng)化、智能化水平，保證輸煤系統(tǒng)安全、連續(xù)、穩(wěn)定運(yùn)行，設(shè)計(jì)基于一體化分散控制技術(shù)的電廠輸煤控制系統(tǒng)。根據(jù)電廠輸煤工藝流程，給出輸煤控制系統(tǒng)的一體化分散控制總體設(shè)計(jì)以及軟硬件設(shè)計(jì)，通過通訊完成輸煤控制系統(tǒng)模塊間的數(shù)據(jù)、指令交互。實(shí)際應(yīng)用情況表明：該輸煤控制系統(tǒng)提高了電廠輸煤的自動(dòng)化、智能化水平，能夠促進(jìn)電廠安全、高效生產(chǎn)。 關(guān)鍵詞：輸煤控制系統(tǒng)；一體化分散控制技術(shù)；硬件；軟件 電廠輸煤系統(tǒng)主要完成對(duì)燃煤的供配協(xié)調(diào)處理即控制輸煤設(shè)備協(xié)同工作，完成卸煤點(diǎn)、儲(chǔ)煤廠、煤倉(cāng)間燃煤的上煤、配煤、輸煤任務(wù)，保證燃煤的不斷供給。電廠輸煤系統(tǒng)工藝繁瑣

2、、環(huán)境惡劣、分散分布，因此，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)電廠輸煤系統(tǒng)的自動(dòng)、智能化控制過程意義重大，有助于提升電廠的運(yùn)行效率。國(guó)外電廠輸煤控制系統(tǒng)主要采用或者系統(tǒng)，以控制器、單片機(jī)或者微控制器為控制核心，實(shí)現(xiàn)輸煤系統(tǒng)設(shè)備的長(zhǎng)距離監(jiān)測(cè)、控制以及預(yù)警，提升輸煤系統(tǒng)的信息化、智能化水平，保證輸煤系統(tǒng)穩(wěn)定、安全運(yùn)行。國(guó)內(nèi)電廠輸煤控制系統(tǒng)主要經(jīng)歷了繼電器接觸器集中控制、弱電邏輯集中控制、控制器集中控制以及控制器技術(shù)網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)工業(yè)視頻監(jiān)控技術(shù)四個(gè)階段，逐步實(shí)現(xiàn)了輸煤系統(tǒng)的少人、無人、智能化運(yùn)行。本文基于一體化分散控制技術(shù)，利用通訊實(shí)現(xiàn)電廠輸煤系統(tǒng)的本地控制、遠(yuǎn)程控制以及智能化集中控制。 電廠輸煤工藝流程 電廠輸煤工藝流程

3、如圖所示，包括卸煤流程、堆煤流程、上煤流程以及配煤流程。場(chǎng)外來煤后，經(jīng)輸煤皮帶、卸煤設(shè)備將燃煤轉(zhuǎn)運(yùn)至儲(chǔ)煤站完成卸煤流程。儲(chǔ)煤站的燃煤經(jīng)輸送系統(tǒng)和堆煤設(shè)備后轉(zhuǎn)運(yùn)至煤場(chǎng)堆放并經(jīng)碎煤機(jī)、輸煤皮帶后輸送至轉(zhuǎn)運(yùn)站，經(jīng)犁煤器后轉(zhuǎn)運(yùn)至煤倉(cāng)間。上煤時(shí)，依靠電動(dòng)三通擋板以及選煤皮帶機(jī)將碎煤間的煤料進(jìn)行篩分、輸送并達(dá)到發(fā)電工藝要求。配煤時(shí)，系統(tǒng)按照煤倉(cāng)煤位的實(shí)際倉(cāng)位進(jìn)行分段、有序配煤，精準(zhǔn)執(zhí)行犁煤器的抬高、降落動(dòng)作并將燃煤分撥至指定的煤倉(cāng)間，完成自動(dòng)配煤任務(wù)。輸送工藝執(zhí)行過程中，上煤、配煤過程需互鎖、聯(lián)動(dòng)執(zhí)行。 電廠輸煤控制系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) 電廠輸煤控制系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)框圖如圖所示，由碎煤機(jī)室控制站、轉(zhuǎn)載點(diǎn)控制站、輸煤控

4、制室以及電廠遠(yuǎn)程控制室四部分組成，以通訊、通訊進(jìn)行數(shù)據(jù)、指令傳輸。電廠輸煤控制系統(tǒng)以為核心，采用主從控制模式實(shí)現(xiàn)電廠輸煤系統(tǒng)設(shè)備的自動(dòng)化、少人化、網(wǎng)絡(luò)化控制。碎煤機(jī)室控制站中包含、控制系統(tǒng)從站并根據(jù)控制的輸煤設(shè)備的數(shù)字量輸入輸出點(diǎn)數(shù)、模擬量輸入輸出點(diǎn)數(shù)進(jìn)行模塊擴(kuò)展，從站之間通過接口模塊基于通訊完成數(shù)據(jù)傳輸。轉(zhuǎn)載點(diǎn)控制站為從站，用于控制輸煤系統(tǒng)的轉(zhuǎn)載設(shè)備。輸煤控制室設(shè)置有操作員站以及工程師站監(jiān)控平臺(tái)，通過該平臺(tái)可完成對(duì)輸煤系統(tǒng)的控制。為保證輸煤控制系統(tǒng)穩(wěn)定、連續(xù)、安全運(yùn)行，采用雙冗余控制器結(jié)構(gòu)，互為備份，當(dāng)其中一臺(tái)控制器出現(xiàn)故障后，無縫切換至另一臺(tái)連續(xù)運(yùn)行。輸煤控制室內(nèi)的工控機(jī)、交換機(jī)以及雙冗余

5、控制器間以通訊完成數(shù)據(jù)交互。電廠遠(yuǎn)程監(jiān)控室用于完成對(duì)輸煤控制系統(tǒng)的遠(yuǎn)程操作，利用光纖收發(fā)器接收并處理輸煤控制時(shí)的數(shù)據(jù)或者指令。 硬件設(shè)計(jì) 電廠輸煤控制系統(tǒng)用到的核心硬件包括控制器、傳感器以及外接的輸煤設(shè)備等。用于檢測(cè)輸煤皮帶打滑、失速、超速的速度傳感器選用的型號(hào)為，當(dāng)輸煤皮帶發(fā)生異常且持續(xù)時(shí)間超過后觸發(fā)聲光語音報(bào)警并將開關(guān)量信號(hào)傳送至控制器的擴(kuò)展模塊。用于檢測(cè)煤料料位的煤位檢測(cè)傳感器選用型號(hào)為雷達(dá)型料位計(jì)，該傳感器基于電磁波原理對(duì)煤料料位進(jìn)行識(shí)別并將其轉(zhuǎn)換為的模擬量信號(hào)，傳送至控制器的擴(kuò)展模塊。用于檢測(cè)皮帶跑偏與保護(hù)的跑偏傳感器選用的型號(hào)為，安裝于皮帶雙側(cè)支架，當(dāng)皮帶跑偏時(shí)觸發(fā)探桿偏動(dòng)一定的角

6、度，傳感器的輸出端接通并輸出開關(guān)量信號(hào)，傳送至控制器的擴(kuò)展模塊。用于檢測(cè)皮帶撕裂的撕帶傳感器選用的型號(hào)為，當(dāng)檢測(cè)到皮帶劃破信號(hào)后觸發(fā)該傳感器輸出開關(guān)量，傳送至控制器的擴(kuò)展模塊并觸發(fā)停機(jī)。用于輸送帶保護(hù)的傳感器還有拉繩開關(guān)、堆煤保護(hù)傳感器等。選用西門子控制器，可擴(kuò)展數(shù)字量點(diǎn)個(gè)，模擬量通道路，同時(shí)支持、等多種通訊模式。通訊模塊選用，該模塊自帶兩個(gè)接口，傳輸速度高、傳輸性能穩(wěn)定。選用交換機(jī)，該交換機(jī)組網(wǎng)模式靈活，傳輸速度可達(dá)，且具備、診斷技術(shù)。該輸煤控制系統(tǒng)包含振動(dòng)給煤機(jī)臺(tái)、皮帶運(yùn)輸機(jī)臺(tái)、電動(dòng)三通擋板臺(tái)、除鐵器臺(tái)、原煤分級(jí)篩臺(tái)、碎煤機(jī)臺(tái)、皮帶秤臺(tái)、犁煤器臺(tái)、煤倉(cāng)煤位計(jì)臺(tái)。主站以及從站需對(duì)上述設(shè)備進(jìn)行

7、智能管理和邏輯控制，表為從站部分輸入輸出端子分配表。 軟件設(shè)計(jì) 電廠輸煤控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)基于平臺(tái)，采用、語言混合編程實(shí)現(xiàn)。根據(jù)電廠輸煤工藝流程設(shè)計(jì)的控制系統(tǒng)主流程如圖所示，核心模塊包括上煤自動(dòng)控制過程、配煤自動(dòng)控制過程兩部分。（）上煤自動(dòng)控制過程，包括流程預(yù)啟動(dòng)、流程啟動(dòng)、流程停止以及故障聯(lián)鎖停機(jī)四部分。流程預(yù)啟動(dòng)：即根據(jù)待輸送煤流的方向選定皮帶運(yùn)輸機(jī)并啟動(dòng)預(yù)啟動(dòng)設(shè)備；流程啟動(dòng)：即控制器接收到流程啟動(dòng)控制命令后依次逆煤流方向啟動(dòng)設(shè)備，啟動(dòng)時(shí)間需估算，其依據(jù)為皮帶帶速以及長(zhǎng)度；流程停止：即需對(duì)輸煤系統(tǒng)設(shè)備進(jìn)行正常停機(jī)時(shí)，按照順煤流方向依序進(jìn)行停機(jī)操作；故障聯(lián)鎖停機(jī)：即當(dāng)輸煤系統(tǒng)中某個(gè)設(shè)備發(fā)生故障

8、時(shí)，需按照煤流方向?qū)⒐收宵c(diǎn)前的設(shè)備及逆行聯(lián)鎖停機(jī)。（）配煤自動(dòng)控制過程，包括順序配煤、優(yōu)先配煤以及余煤配煤三種。順序配煤：即選定尾部倉(cāng)后，從首煤倉(cāng)開始，按照“倉(cāng)滿煤則不配、尾倉(cāng)不配滿”的原則達(dá)到各煤倉(cāng)配煤指標(biāo)。優(yōu)先配煤：即優(yōu)先為有低位煤報(bào)警的煤倉(cāng)進(jìn)行配煤，如果多個(gè)低位煤倉(cāng)同時(shí)報(bào)警，按照先后順序依次配煤。余煤配煤：即當(dāng)所有煤倉(cāng)高位預(yù)警后，將輸煤皮帶上殘存的煤勻入各煤倉(cāng)中，防止皮帶機(jī)載煤?jiǎn)?dòng)。 結(jié)束語 設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)的基于一體化分散控制技術(shù)的電廠輸煤控制系統(tǒng)在某電廠已經(jīng)投入運(yùn)行，能夠?qū)崿F(xiàn)上煤過程、配煤過程的自動(dòng)控制，極大地降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，改善了工人勞動(dòng)環(huán)境，同時(shí)降低了輸煤控制系統(tǒng)的維護(hù)、維修成本，促進(jìn)了電廠安全、高效、穩(wěn)定生產(chǎn)。 參考文獻(xiàn)： 牛玉廣，潘巖，李曉彬火力發(fā)電廠煙氣脫硝自動(dòng)控制研究現(xiàn)狀與展望熱能動(dòng)力工程，（）： 楊長(zhǎng)林