电厂II期输煤系统PLC改造方案

摘 要：本文就系统PLC改造方案进行了分析。

关键词：输煤；系统PLC；改造方案

1 系统情况及改造目的

公司II期输煤系统主要包括9#、10#、11#、12#、17#、18#输煤皮带及煤处理设备，对相关设备主要采取就地控制的方式，各个控制箱分布在个现场，需要安排人员到现场就地操作设备的运行停止和监视设备运行状态。正常情况下，可以使用PLC进行各项远程操作；保留就地操作设备，当PLC或总操控柜发生短时无法修复的故障时，由运行人员在现场就地操作，以保证输煤的连续性。

2 改动及保留情况

2.1 现场电气设备部分

本次改造电气部分牵涉面较广，按功能分类为以下部分进行改动：

（1）一般电机类。所有电机保留；动力电缆沿用原电缆；原敷设的电气控制电缆可以满足新的控制要求，不再另设；（2）特殊电机类：环锤破碎机（计一台）。现场启动柜至开关柜：原敷设的电气控制电缆无法满足新的控制要求，需要另外敷设一根电气控制电缆；而原电气控制电缆则可作为信号电缆为PLC提供正传以及反转的远方/就地控制信号。（3）现场危险信号（拉线开关、跑偏开关动作），分别安装于#9、#10、#11、#12、#17、#18皮带。现场危险信号分为跑偏动作、拉线动作两类；（4）所有犁煤器、分煤器均不参加本次改造。

2.2 土建部分

现有房间无法满足新增PLC机柜和控制相关设备的放置，需将在I期输煤控制室旁边新建一座平房作为今后的总输煤值班室。原一期输煤值班室腾空后改建为二期输煤系统PLC控制室，用于安放二期输煤系统PLC柜等设备。

电气操作开关（柜）使用原有的二期输煤配电室开关。在二期输煤配电室与二期输煤系统PLC控制室之间新挖一条电缆沟以便于各类控制命令、反馈信号电缆的敷设。

2.3 PLC组柜部分

因原有设备都是现场控制箱操作，无远程控制，需新增一套PLC控制柜，

（1）系统的工作方式。控制系统的运行方式为集中和就地两种方式。集中控制又分为自动和手动；就地控制为就地手动；自动、手动和就地控制都有联锁和解除功能；（2）系统配置原则。西门子公司在实现全集成自动化技术中具有突出的优点：1）通过集成技术降低总拥有成本；2）高效工程组态、可靠性和可用性带来的高性能和高品质；3）灵活的可扩展性；4）西门子系统和第三方系统的持续更新保护了投资；5）安全性-能够可靠地保护人员、环境以及工厂；6）不断的工艺创新。

鉴于以上优点，该控制系统PLC选型为西门子S7-300（CPU 315-3-2DP硬件）为控制站，为提高系统可靠性，防止单IO通道故障，所有通道元器件均采用西门子产品。

3 系统配置

（1）控制系统是具有自动＼手动控制和就地手动控制能力的完整的集成系统，能可靠、高效率和安全运行；（2）主要功能的控制、报警、监控和保护按功能和实际情况进行最大限度的分隔，以保证一个功能的故障不会导致其它功能的故障或失效。注意保护系统的独立性以保证人身和设备安全；（3）对系统的设备和他们的辅助设施建立功能组控制等级，以便允许运行人员在某些传感元件、元件或设备故障时，能选择较低的自动化程序，避免整个过程控制的丧失；（4）在控制室内具有非正常状况的报警，同时发出事故音响；（5）人-机界面的配置。本PLC系统设置以个人计算机（PC或工业PC）或小型机为主的操作站，（以下简称操作站）。操作站装有在标准操作系统下运行和编程的软件，具有图形系统、报警信息系统、应用程序接口、变量存档、标准通讯接口、报表系统和数据处理系统等；（6）系统内所有的模件是固态电路，标准化，模块化和插入式结构。机柜内的模件，能带电插拔而不损坏，且不影响其他模件的正常工作。模件的种类和尺寸规格，尽量少，以减少备件的种类和费用的支出。（7）系统输出应设置与现场信号的隔离功能，以排除现场恶劣工况的影响。I/O通道采用继电器隔离，继电器线圈的动作电压不大于70%Ue，出口中间继电器的接点容量不得小于220V，5A；（8）模拟量信号AI采隔离栅，抗干扰光电隔离，工作电源为DC24V；（9）每台设备如皮带机等的运行时间、远方操作时间、就地操作时间等记录在报表里，当操作人员需要时可查看；（10）系统的运行状况由上位工作站进行自动监控；（11）控制系统能够根据报警情况的检测，并校对以确定报警点是否正确，并在报警前重读此点以证实此状态；（12）控制系统能提供所有报警和报警返回的记录，并将报警记录存在磁盘上；（13）上位监控管理系统采用两台上位工作站，任一台控制工作站均有控制系统所有设备的能力，两台同时工作，互为备用；（14）PLC系统应配置声光报警系统。输煤系统启动前应有声光信号，声光信号未接通或未能响够20秒的情况下运煤设备不能启动。声光报警器主要设置于栈桥内的皮带两端 。

4 模拟量模块

模拟I/O模块具有下列优点：

（1）优化配合模块可任意组合以配合任何所需输入/输出点数量没有必要增加投资。

（2）强大的模拟技术不同的I/O范围和高分辨率允许与众多不同的模拟传感器和执行元件相连。

模拟输入模块具有下列机械特性：

结构紧凑。牢固的塑料机壳内包括：

1）红色的LED表示组故障/错误。

2）前面板保护着的前连接器。

3）前面板上有标签区。

（3）组装简单。

该模块安装在 DIN 标准导轨上，并通过总线连接器与相邻模块相连接。没有特定插槽规定输入地址由插槽决定。

（4）接线方便。

模块由插入式前连接器进行接线，第一次插入连接器时有一个编码元件与之啮合，该连接器以后就只能插入同样类型的模块中，更换模块时前连接器的接线状况无需改变就可用于同样类型的新模块。

参考文献：

[1]张红莲.应用PLC网络实现输煤控制系统的故障判别方法[J].华北电力技术，2002（03）.

[2]应力，褚建新.基于PLC网络的输煤控制系统故障判别方法与实现[J].机电工程，2001（01）.

[3]翟玉人，赵丽红，高宏.PLC在火电厂输煤程控系统中的应用[J].微处理机，1998（02）.