基于PLC的热电厂输煤控制系统设计毕业设计论文Word文档格式.docx

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（3）3月27日—4月9日：

毕业实习、撰写实习报告；

（4）4月10日—5月30日：

毕业设计；

（5）6月1日—6月14日：

撰写毕业设计论文；

（6）6月15日—6月17日：

指导老师评阅、电子文档上传FTP；

（7）6月17日—6月20日：

毕业设计答辩（公开答辩、分组答辩）；

摘要Ⅰ

AbstractⅡ

热电厂输煤传送带控制系统

摘要:

本文研究了热电厂输煤传送带控制系统在热电厂输煤控制中的应用。

通过一台PLC对12条皮带输煤进行现场控制，使其能够按照逆煤流启动、顺煤流停止，出现故障的皮带及之前的皮带能够立即停止运行，同时系统出现报警信号。

后面的皮带继续运煤到无余煤时停止，如果出现意外系统能够紧急停止。

系统控制分手动控制和自动控制两种控制方式，分析了输煤控制系统的合理构成，了解影响输煤控制系统安全稳定运行的几个重要因素；

并根据实际情况运用抗干扰措施基本消除现场干扰信号的影响，从而保证输煤控制系统的安全可靠运行。

输煤系统实现程序控制和工业电视监视系统对提高输煤系统的可靠性、自动化程度，减少岗位人员和他们的劳动强度，加强输煤过程的运行管理和节能管理，实现状态检修具有非常重要的意义。

关键词：

输煤控制PLC抗干扰皮带控制

Theheatandpowerplantlosesthe

ControlsystemofabeltofcoalSummary

Abstract:

Thistextstudiedthehotpowerstationlosesthecoaldeliverstotaketheapplicationthatcontrolthesysteminhotpowerstationlostcoalcontrol..passathesetPLClosesto12leatherbeltsthecoalproceedsthespotcontrols,makingitscanflowtostartandfollowaccordingtothecoalofoppositethecoalflowstheceasing,appearingleatherbeltandpreviousleatherbeltsofthebreakdownscanstopthemovementimmediately,thesystemappearstoreporttothepolicethesignalatthesametime.Behindoftheleatherbeltcarriescontinuouslythecoalarrivetohavenoremainingcoalstop,ifappearaccidentsystemcanurgentceasing.Thesystemcontrolbreaksuptomovethecontrolwithcontroltwokindsofcontrolsmethodautomatically,Analyzedtolosethereasonablecomposingthatcoalcontrolsystem,understandtheinfluenceloseafewandimportantfactorthatcoalcontrolsystemsafestabilitycirculate;

Andmakeuseoftheinfluenceofthebasiccancellationinmeasureininterferenceinanti-thespotinterferencesignalaccordingtotheactualcircumstance,frombuttheassurancelosesthedependablemovementinsafetythatcoalcontrolsystem.Losingthecoalsystemrealizestheprocedurecontrolkeepswatchonthesystemtolosethedependableofthecoalsystemandautomatethedegreetotheexaltationwiththeindustrytelevision,reducingthepostthepersonnelwiththeirlaborstrength,enhancethemovementthatlosethecoalprocessthemanagementwitheconomizeonenergythemanagement,realizetheappearancefixtohavethecountformuchmeaning.

Keywords:

LosethecoalcontrolPLCanti-interferenceleatherbeltcontrol

第1章绪论

1.1引言

热电厂输煤系统的任务主要是卸煤、储煤、上煤和配煤。

输煤控制系统就是对输煤系统的设备进行控制,使其能按一定的顺序运行,以便完成上述任务。

输煤系统的控制方式从就地手动控制发展到集中控制（集中手动控制和集中程序控制）,再到ＰＬＣ控制。

目前,我国电厂输煤系统大多数采用集中控制方式。

近年来,随着引进机组的增加和大型机组的投产,有越来越多的电厂输煤系统采用了ＰＬＣ控制,ＰＬＣ控制系统已成为输煤控制系统的发展趋势。

目前，在我国火力发电厂输煤系统中，控制输煤控制系统的运行方式有四种：

（1）程控方式。

所有输煤的设备都参加联锁,任何一个程控输煤设备出现故障或不符合程控方式的要求,就不能实现程控方式的启动。

（2）单机解联锁方式。

皮带及其他设备单机启动、停止,不与任何其他设备发生连锁关系。

这只应用于系统调试中,实际中考虑到皮带的煤流方向,一般采用带联锁的启动、停止方式。

（3）带联锁的集控方式。

皮带的启动与停止都考虑到与此皮带来煤和去煤方向相关的联锁关系。

（4）其他特殊操作方式。

主要指系统中其他的与输煤有关的辅助设备的控制,包括挡板、伸缩装置的置位和测试、电铃的命令、犁煤器的上升及下降控制等。

可编程序控制器（简称PLC）是以微处理器为基础，综合了计算机技术与自动化控制技术而开发的新一代工业控制器产品，广泛应用于各种生产机械的过程控制中.被认为是构成机电一体化产品的重要装置。

世界上第一台可编程控制器是在美国60年代末首先研制成功的,它是在传统的顺序控制器基础上引入了微电子技术和计算机技术而形成的。

目的是用来取代继电器、执行逻辑、计数、计时等顺序控制功能,建立柔性的程控系统。

电气制造商会EMA（NationlElectricalManu-faturersAssociation）于1980年正式命名其为可编程控制器（ProgrammableController）简称PC,为与个人计算机（PersonalComputer）相区别,使用早期名称PLC,1985年1月国际电工委员会（IEC）颁布了可编程控制器标准草案第二稿:

对PLC作如下规定:

“可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统,专为在工业环境下应用而设计的,它采用可编程的存贮器,用来在其内部存贮执行逻辑运算,顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的命令,并通过数字模拟输入和输出,控制各种类型的机械或生产过程。

可编程控制器及有关设备,都应按易于与工业控制形成一个整体,易于扩充其功能的原则设计。

”

由于控制对象的复杂性，使用环境的特殊性和运行的长期连续性，使PLC在设计上有自己明显的特点:

可靠性高，适应性广，具有通信功能，编程方便，结构模块化。

在现代集散控制系统中，PLC已经成为一种重要的基本控制单元，在工业控制领域中应用前景极其广泛。

1.2PLC的最新发展现状

1.2.1PLC应用情况

目前，在我国火力发电厂的输煤系统中，特别是进入80年代后期所建的大型火力发电厂中，输煤系统都不同程度地设计、选用了程序控制方式，近年来，由于PLC性能价格比的不断提高，以及我国输煤自动化的电力工作者在微机程序控制方面的艰辛努力，已经积累大量的实际应用经验，微机程序控制这一技术己经进入了成熟的应用阶段。

所以，近年来的输煤大型设备〔如斗轮堆取料机、翻车机等）及整个输煤系统的控制，都把PLC作为控制系统的首选设备。

微机程序控制在我国火力发电厂中的运行实践证明，输煤系统微机程序控制的成败，涉及到输煤系统的各个方面，并不是什么样的输煤系统都能满意地去实现自动化的。

如在一个机械设备、电气设备及外围信号设备不健康的系统中，在还没有消除设备缺陷之前，即使勉强地去实现程序控制，亦必以失败告终。

因此审视一个输煤系统能否实现程序控制，一般需要具备这样一些基本条件:

（1）输煤系统中各机械设备、电气设备及外围信号设备，都能保证良好的运转状态。

这就涉及到对设备选型、施工安装、运行管理等各个环节，对它们都应提出更高的要求。

（2）机械设各要有良好的可控性。

所谓可控性，是指对机械的动作，能用电气或其它方式方便地进行远方控制。

在输煤系统中有些可控性差的小型机械尚可用加装执行机构等办法加以补救，但大部分大型机械，特别是动作复杂的设备则必须在制造厂生产中就应注意提高可控性。

（3）要求输煤系统尽可能的简单、明了、清晰。

系统过于复杂，交叉点过多，势必引起自动控制程序数量的大幅度增加，这对自动控制的可靠性和自动化程度的提高是非常不利的。

虽然输煤系统的简化似乎限制了运行灵活性，但事实上在实现自动化后运行质量的提高和处理事故的快速性。

在一定程度上又弥补了这一缺陷。

因此，大多数国外或国内设计的大型电厂，其输煤系统都是很简单的，一般双路皮带，仅有少数不多的交叉，所以这些系统的自动化程度往往很高。

（4）有良好的检修、运行管理体制，领导层重视程控系统的投用。

在运行中要对一些薄弱环节不断地采用新技术进行改造或完善，提高程控系统的可靠性和完整性。

1.2.2PLC主要生产厂家

在自动控制领域中，目前国内外有为数众多的生产PLC的厂家。

大型PLC市场主要由欧美产品占领，如德国西门子公司，美国艾伦—布拉德利公司、GE公司、莫迪康公司、法国的TE公司等。

而中小型PLC市场主要由日本的产品占领。

如三菱、东芝、富士等。

由于我国的计算机生产还比较落后，所以PLC生产也不尽人意。

目前大部分国内厂家走吸引的道路，其产品接近或兼容于国外著名公司的同类产品。

就总体而言，目前国内应用主要采用进口产品。

1.2.3PLC现状

长期以来，PLC始终处于工业自动化控制领域的主战场，为各种各样的自动化控制设备提供了非常可靠的控制应用。

其主要原因，在于它能够为自动化控制应用提供安全可靠和比较完善的解决方案，适合于当前工业企业对自动化的需要。

另一方面，PLC还必须依靠其他新技术来面对市场份额逐渐缩小所带来的冲击，尤其是工业PC所带来的冲击。

PLC需要解决的问题依然是新技术的采用、系统开放性和价格。

PLC技术展的最终趋势仍然是人们所争论的焦点之一。

大多数人认为，PLC将会继续失去市场份额；

更有甚者认为，在工业PC面前。

PLC将会一步一步走向死亡;

但也有一部分人相信，一些特殊工业应用领域仍将为PLC提供一定的市场份额。

在全球工业计算机控制领域，围绕开放与再开放过程控制系统、开放式过程控制软件、开放性数据通信协议，已经发生巨大变革，几乎到处都有PLC，但这种趋势也许不会继续发展下去。

随着软PLC（SoftPLC）控制组态软件技术的诞生与进一步完善和发展，安装有SoftPLC组态软件和基于工业PC控制系统的市场份额正在逐步得到增长，这些事实使传统PLC供应商在思想上已经发生了戏剧性的变化，他们必须面对现实，在传统PLC的技术发展与提高方面作出更加开放的高姿态。

对于控制软件来讲。

这是PLC控制器的核心，PLC供应商正在向工业用户提供开放式的编程组态工具软件，而且对于工业用户表现得非常积极。

此外，开放式通信网络技术也得到了突破，其结果是将PLC融入更加开放的工业控制行业。

（1）开放和基于工业PC控制

PLC制造商已经开始注视基于工业PC控制技术所带来的强大冲击。

有专家甚至认为，新商务活动所带来的新技术和开放技术规范将会埋葬传统PLC.PLC制造商认为。

虽然在工业现场安装有大量的PLC控制设备，但他们仍然需要联合工控软件公司，以便开发他们自己的基于工业PC的过程控制软件。

（2）Ethernet的扩展与进一步容纳Web技术

当前，在所有过程控制领域，最大的发展趋势之一就是Ethemet技术的扩展。

PLC也不例外，现在，越来越多的PLC供应商开始提供Ethernet接口部件。

在最近的几年间，我们已经看到，发展比现有普通小快灵PLC更加强大的PLC是种趋势。

Ethemet将会成为PLC的通信标准吗?

也许最终结果是这样的，但现在还为时尚早.对于在PLC上提供Ethernet接口将能够解决所有通信问题，人们普遍存在着误解。

Ethernet仅仅定义了OSI参考模型底部的儿层协议标准，如果上层协议相互之间不能兼容，那么仍然不可能进行相互之间的通信处理。

打个比方，这如同一个不懂英语的中国人与一个不懂汉语的美国人之间是不能够通过电话进行对话一样。

因此，协议就是设备之间相互通信的语言。

（3）过程控制应用

尽管传统PLC被应用于离散过程控制领域，但现在，PLC已被广泛应用于连续过程控制领域，而且基于连续过程控制技术的发展趋势正在进一步得到增长。

通信是PLC应用的关键技术，这种技术在PLC领域已经得到扩展。

同系统一样，对PLC进行分散化处理己经成为可能，所以更容易进行管理，以便能够更好地集成在一起。

面对传统工业过程控制市场所存在的巨大竞争压力，许多PLC供应商正在开始主动转移他们所服务的过程控制应用领域，而且必须放弃传统PLC应用已经占据的一些市场份额。

经过较短时间的努力开发，Siemens公司便陆续推出了荃于过程控制的PLC产品，1990年以前就推出了S工MATICPCS产品，而在1997年便将产品提升到了PCS7这种开发工作一直要持续到Siemens公司满意为止，但随着各种各样新技术的不断诞生和发展，所开发工作不会停止的。

尽管离散和连续过程控制应用都使用了同样的硬件产品和网络系统，可能还需要额外增加一些特殊模件，但它们之间始终存在着一些不同的差异。

只要将不同类型的应用软件装入到同样的系统之中，就能够完成不同的过程控制应用。

第2章输煤系统的设计

2.1概述

随着我国电力工业的迅速发展，火电厂的装机容量和单机容量都日益增大，输煤系统的规模也大幅度的上升。

对其控制方式、运行水平的要求也越来越高。

输煤程控系统主要是以可编程控制器为主，实现输煤系统的自动化控制。

与强电集中的控制相比，在技术上具有控制功能强，编程简单，实现工艺联锁方便，可省去大量的硬接线，维护方便，可在线修改等特点。

PLC不仅能完成复杂的继电器控制逻辑，而且也能实现模拟量的控制，甚至智能控制;

并能实现远程通讯，联网及上位机监控等。

可为全厂实现计算机控制和管理创造条件。

对地域分布较广的实现计算机控制和管理创造条件。

对地域分布较广的系统还可以增加远程控制站及闭路电视监视系统。

近十几年来，国外PLC技术取得了飞跃，其容量成倍扩大、体积不断缩小、功能不断增强，不但具有逻辑运算、计时、计数、顺控等功能.还具有PID等特殊控制功能。

可直接进行A/D,D/A转换，还开发管控一体化。

使操作、使用和项目开发变得简单、方便。

与此同时，PLC技术在电厂输煤设备中亦得到了广泛的应用，除翻车机、斗轮机、胶带机系统等大型工矿设备，实现了PLC控制外，环式给煤机、入厂煤采样机等中型设备亦实现了PLC控制，另外PLC还被应用于实物校验装置、入炉煤采样机等小型设备上。

目前，PLC在输煤系统中的应用基本上限于设备级，各设备或系统处于各自的PLC控制之下，相互间基本独立。

与当初输煤设备的控制从就地走向集中一样，输煤系统的PLC控制也将从设备级发展到车间级，甚至工厂级，这是输煤系统降耗、增效的需要，也是生产管理和监控的需要，国内个别电厂已在这方面做了一些探索，如元宝山发电厂一期输送机系统PLC与二期输送机系统PLC在清华大学的指导下已成功联机。

输煤系统实现程序控制和工业电视系统监视对提高输煤系统的可靠性、自动化程度，减少岗位人员和他们的劳动强度，加强输煤过程的运行管理和节能管理，实现状态检修具有非常重要的意义。

2.2输煤控制系统设计

这次的热电厂皮带输煤控制系统主要分两个部分，PLC现场控制皮带输煤系统，PLC-PC通信部分。

PLC现场控制皮带输煤系统分卸煤与上煤两大部分，卸煤部分：

包括一个料斗和1#---3#3条皮带，主要负责把煤由铁路储煤场输送到配煤场,由配煤场进行碾碎去渣和铁硝。

系统的控制分联锁和就地两种。

并具有急停和报警等功能。

各条联动系统在总控制室操作台面上设有运行选择开关，供联动或单机调试的运行方式选择。

运行方式确定为联动后按下起动按钮电铃响，即对各岗位发出预告信号，经60秒延时后，按逆煤流方向逐一延时起动每台联锁电机，即3#皮带启动运行60S后2#皮带开始运行，再过60S后1#皮带开始运行60S后就打开料斗的阀门。

此时各台设备正常运转，正常停机按下停止按钮，料斗阀门立即关闭，经一定延时按顺煤流停机使输煤线上无煤时才能全系统停机。

如遇到设备故障报警，位于它之前的设备立即停止运行并关料斗阀门，其后方的设备当按一定顺煤流延时停止。

就地控制即不联锁的运行电机均机旁就地启动，电机在机旁都设有就地按钮。

犁煤机单独由人工操作。

在操作人员确认犁煤机操作完毕后才能启动系统联锁运行。

上煤部分：

控制对象为0#、4#A—7#A或者4#B—7#B传送带，设活动给煤机为D，则有AD、BD运行方式。

由给煤机给煤经4A#--7A#到0#或4B#---7B#到0#送进锅炉（一般是单路运行,另外一路作为备用）。

系统的控制也分联锁和就地两种。

具有急停和报警等功能。

运行方式确定为联动后按下起动按钮则0#号输送带开始启动60S后按7#、6#、5#、4#依次延时60S逆时启动。

然后给煤机开始给煤，按下停止按钮后按4#、5#、6#、7#、0#顺煤延时（60S）停止。

如果出现故障则报警，位于它之前的设备立即停止、给煤机立即停止给煤，其后方的设备当按一定顺煤流延时停止。

其就地控制和犁煤机控制和卸煤系统方法一样。

配煤场靠近铁路与发电房侧的电控室相距500米。

PLC对现场进行控制，一台PC机对系统运行状况进行实时监视。

在本文中，以实例形式对输煤控制系统各个部分进行深入分析。

输煤系统运行条件恶劣，各种干扰信号多，是影响输煤程控系统稳定运行的重要因素。

要使输煤程控系统安全稳定运行，增加其抗干扰能力是十分重要的。

作为一种应用于工业控制的自动装置，PLC本身具有一定抗干扰能力，比较适应工业现场环境。

尽管如此。

由于输煤系统运行条件恶劣，各类干扰信号较多，使得抗干扰问题成为输煤控制设计、调试及运行中的一大难题。

许多电厂输煤控制系统不能长期稳定运行，抗干扰能力差是其最主要的原因。

设计过程如下图所示：

图2.1设计流程图

具体设计前应该详细了解被控对象的全部功能，如机械部件的动作顺序、动作条件、必要的保护与连锁，系统的工作方式（如手动、自动、半自动等），可编程控制器是否需要通信联网及通信方式，电源突然停电及紧急情况的处理，需要显示哪些物理量及显示的方式。

输入/输出设备规格。

包括控制信号类型、大小，负载设备的性质。

以此确定输入/输出模块类型，充分考虑系统的抗干扰性能。

2.3硬件设计

2.3.1电动机的选型

同步转速3000r/min（2极）50HZ380V

表2.1电机型号对照

功率（KW/HP）

型号

满载时

堵转电流/额定电流

电流（A）

转速（r/min）

0.75/1.0

Y801-2

1.8

2825

6.5

1.1/1.5

Y802-2

2.5

7.0

1.5/2

Y90S-2

3.4

2840

2.2/3

Y90L-2

4.7

3/4

Y100L-2

6.4

2880

4/5.5

Y112M-2

8.2

2890

5.5/7.5

Y132S1-2

11.1

2900

7.5/10

Y132S2-2

15.0

11/15

Y160M1-2

21.8

2930

15/20

Y160M2-2

29.4

18.5/25

Y160L-2

35.5

22/30

Y180M-2

42.2

2940

30/40

Y200L1-2

56.9

2950

37/50

Y200L2-2

69.8

45/60

Y225M-2

83.9

2970

55/75

Y250M-2

102.7

75/100

Y280S-2

140.1

90/125

Y280M-2

167.0

110/150

Y315S-2

203

2980

6.8

132/180

Y315M1-2

242.3

160/220

Y315M2-2

292

200/270

Y315L-2

365

Y系列三相鼠笼式异步电动机,全面符合国际电工委员会（IEC）标准，具有国际互换性的特点，它可以广泛用于世界上大多数国家。

本系列电动机具有体积小、重量轻、运行可靠、结构坚固、外形美观等特点。

该电机起动性能好，具有较高的效率水平，有显著的节能效果。

而且噪声低、寿命长、经久耐用。

电机型号对照表如上所示：

根据控制系统的要求，电动机选用Y系列三相异步电动机，额定电压为380V，额定频率为50HZ，额定功率如下表：

表2.2电机选型

代号

名称

型号

额定功率

M0

上煤部分0#输送带电动机

Y160M-2

11KW

M1

卸煤部分1#输送带电动机

Y200L-2

30KW

M2

卸煤部分2#输送带电动机

Y