基于組態(tài)仿真的PLC技術(shù)在燃煤電廠輸煤系統(tǒng)中的應(yīng)用

張穎 朱明非

1.河北省科技工程學(xué)校，河北保定 071000

2. 66393部隊(duì)，河北保定 071000

摘要 利用Wonderware組態(tài)軟件 Intouch9.0仿真技術(shù)與PLC技術(shù)相結(jié)合，不僅能提高系統(tǒng)的安全可靠性，也使人機(jī)界面更加生動(dòng)明了，提高了燃煤電廠輸煤系統(tǒng)的自動(dòng)化水平和經(jīng)濟(jì)效益，可供其他燃煤電廠借鑒。

關(guān)鍵詞 輸煤；PLC；組態(tài)軟件；控制

中圖分類號(hào)TD1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A 文章編號(hào) 1674-6708（2012）61-0138-01

0 引言

作為燃煤電廠建設(shè)中的一個(gè)重要環(huán)節(jié) ，輸煤系統(tǒng)在保障機(jī)組的安全可靠運(yùn)行和保證電廠的經(jīng)濟(jì)效益方面都起著舉足輕重的作用。因此，輸煤系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性必須要得到有效的保障，同時(shí)其自動(dòng)化水平也要達(dá)到現(xiàn)代化電廠的要求。輸煤系統(tǒng)具有組成設(shè)備多且位置分散，工藝流程復(fù)雜、沿線環(huán)境條件惡劣、安全性可靠性要求高等特點(diǎn)，一般采用以PLC為主要控制設(shè)備的監(jiān)控系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)工藝過(guò)程的控制。

1 上位監(jiān)控系統(tǒng)

為了符合現(xiàn)代化工藝的要求，輸煤程控系統(tǒng)采用國(guó)際上流行的CRT(上位機(jī)監(jiān)控)方式，設(shè)立主控室，將上位機(jī)置于主控室內(nèi)，采用熱備冗余，其功能是能監(jiān)視設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)、設(shè)備參數(shù)，對(duì)各種運(yùn)行方式進(jìn)行選擇與切換，同時(shí)還可以顯示模擬量參數(shù)、進(jìn)行聲光報(bào)警、打印數(shù)據(jù)等。上位機(jī)選用工業(yè)觸控平板電腦替代普通的工控機(jī)，其特點(diǎn)是外形美觀，前面板采用鋁鎂合金壓鑄成型，結(jié)實(shí)耐用；集主機(jī)、液晶顯示器、觸摸屏合為一體，穩(wěn)定性好。通過(guò)以太網(wǎng)與PLC相連，負(fù)責(zé)管理PLC系統(tǒng)，發(fā)出指令，并處理分析來(lái)自PLC的信息，實(shí)時(shí)模擬顯示現(xiàn)場(chǎng)的運(yùn)行狀態(tài)。

2 PLC控制系統(tǒng)

2.1系統(tǒng)配置

PLC控制系統(tǒng)是該程控系統(tǒng)的核心，本系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用OMRON公司的CPM2AH系列60CDR-A NEW PLC為下位機(jī)，用歐姆龍專用的controller link網(wǎng)連接，主機(jī)同樣采用雙機(jī)熱備形式， 以確保在萬(wàn)一有一臺(tái)PLC主機(jī)故障或死機(jī)的情況下，整個(gè)系統(tǒng)仍可照常運(yùn)轉(zhuǎn)?？刂葡到y(tǒng)電源采用雙路220VAC供電，并能夠自動(dòng)切投；控制電源采用24VDC和l10VDC冗余電源。編程軟件選用CX-Programmer，具有多種語(yǔ)言編輯方式，可在全中文環(huán)境下操作，支持Windows的拖拉及粘貼，并配有完備的檢索功能和常用標(biāo)準(zhǔn)位簡(jiǎn)易輸入功能，為使用者創(chuàng)造了一個(gè)高效的編程操作環(huán)境。

2.2 控制方式

整個(gè)輸煤程控系統(tǒng)共設(shè)置五個(gè)I/O站，其中3個(gè)置于煤控室，兩個(gè)置于煤倉(cāng)層。PLC主機(jī)通過(guò)各I/O站對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行控制，控制方式分為自動(dòng)控制、手動(dòng)控制和就地控制三種：1）自動(dòng)控制方式。此方式實(shí)現(xiàn)了對(duì)整個(gè)輸煤系統(tǒng)的全自動(dòng)控制，所有操作均在上位機(jī)CRT觸控畫面上進(jìn)行，由PLC系統(tǒng)完成對(duì)各個(gè)模塊的控制，包括正常情況下的啟?？刂?，異常情況下的故障報(bào)警工作以及緊急情況下的保護(hù)控制等。運(yùn)行人員在系統(tǒng)圖上選擇自動(dòng)運(yùn)行模式并進(jìn)行確認(rèn)，即能啟動(dòng)整個(gè)系統(tǒng)。現(xiàn)場(chǎng)所有的設(shè)備按照工藝要求進(jìn)行聯(lián)鎖，以防止在啟停過(guò)程中的煤料堆積現(xiàn)象，對(duì)工作和設(shè)備造成不良影響。聯(lián)鎖分啟動(dòng)、故障和停機(jī)3種方式進(jìn)行。啟動(dòng)時(shí)，PLC按照逆煤流方向?qū)ΜF(xiàn)場(chǎng)各設(shè)備發(fā)出啟動(dòng)信號(hào)，每臺(tái)設(shè)備啟動(dòng)前以警鈴的方式進(jìn)行報(bào)警，普通設(shè)備15s，主要設(shè)備30s，警鈴過(guò)后，設(shè)備自動(dòng)啟動(dòng)。故障時(shí)，故障設(shè)備及其上游各點(diǎn)瞬時(shí)停機(jī)，其下游各點(diǎn)按順煤流方向依次停機(jī)；待故障結(jié)束后，重新啟動(dòng)其他設(shè)備。停機(jī)分為兩種，一種是正常停機(jī)；另一種是緊急停機(jī)。正常停機(jī)時(shí)，PLC按照順煤流方向逐一按預(yù)定的延時(shí)進(jìn)行停機(jī)；緊急停機(jī)時(shí)，運(yùn)行設(shè)備立即全線停機(jī)，除非運(yùn)行人員在確保安全的情況下復(fù)位急停按鈕，否則系統(tǒng)一直處于禁止啟動(dòng)狀態(tài)。2）手動(dòng)控制方式。手動(dòng)控制方式又分為聯(lián)鎖手動(dòng)和解鎖手動(dòng)兩種。聯(lián)鎖手動(dòng)為半自動(dòng)化控制，運(yùn)行人員在上位機(jī)CRT畫面上進(jìn)行操作，通過(guò)PLC完成。同樣按照工藝的要求，按逆煤流方向一對(duì)一啟動(dòng)設(shè)備，按順煤流方向一對(duì)一停機(jī)。解鎖手動(dòng)時(shí)，設(shè)備間無(wú)任何聯(lián)鎖關(guān)系，可實(shí)現(xiàn)設(shè)備的單機(jī)啟動(dòng)，常用于調(diào)試或檢修等情況。3）就地控制方式。就地方式是通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)控制箱或開關(guān)柜對(duì)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行控制，在此工作方式下，主控室發(fā)出的信號(hào)對(duì)設(shè)備不起作用，常用于設(shè)備的檢修、校驗(yàn)過(guò)程。

3 組態(tài)設(shè)計(jì)

監(jiān)控畫面采用Wonderware組態(tài)軟件 Intouch9.0完成系統(tǒng)組態(tài)及編程，能適用于Window XP操作系統(tǒng)，為工程師提供了更加簡(jiǎn)單易用的開發(fā)環(huán)境和更豐富、強(qiáng)大的功能。啟動(dòng)組態(tài)軟件，進(jìn)入開發(fā)系統(tǒng)后，首先按照工藝的要求創(chuàng)建工程路徑，采用軟件系統(tǒng)圖形庫(kù)中的圖像來(lái)模擬工程設(shè)備，繪制所需畫面。將需要與組態(tài)軟件交換數(shù)據(jù)的設(shè)備都定義為外部設(shè)備，使兩者能通過(guò)I/O變量進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。隨后對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行構(gòu)建，數(shù)據(jù)庫(kù)是連接上位機(jī)與下位機(jī)的橋梁，在數(shù)據(jù)庫(kù)中定義好相關(guān)的變量后，建立動(dòng)畫連接，其目的是將畫面的圖形對(duì)象與數(shù)據(jù)變量一一對(duì)應(yīng)，當(dāng)變量值改變時(shí)，圖形以動(dòng)畫的形式表現(xiàn)出來(lái)。運(yùn)行人員在上位機(jī)上發(fā)布的指令即可通過(guò)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)到達(dá)操作現(xiàn)場(chǎng)，同時(shí)將現(xiàn)場(chǎng)的運(yùn)行狀況以動(dòng)畫的形式反映到CRT畫面上。

4 結(jié)論

該系統(tǒng)采用PLC程控系統(tǒng)對(duì)整個(gè)輸煤過(guò)程進(jìn)行控制，將計(jì)算機(jī)技術(shù)、PLC技術(shù)、組態(tài)技術(shù)等融為一體，配備工業(yè)觸控平板電腦，應(yīng)用先進(jìn)的Wonderware Intouch9.0組態(tài)軟件，不僅功能更為強(qiáng)大，模擬效果更加逼真，且極大的方便了編程工作，減少了現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試的工作量，大大提高了燃煤電廠輸煤系統(tǒng)的自動(dòng)化水平，使輸煤系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性得到了有效的保障。

參考文獻(xiàn)

[1]邱公偉．可編程控制器網(wǎng)絡(luò)通信及應(yīng)用[M].北京：清華大學(xué)出版社，2003．

[2]彭剛.黃埔發(fā)電廠輸煤控制系統(tǒng)改造.技術(shù)交流，2007(5)：56-58.

[3]劉志遠(yuǎn).可編程控制器原理及其在電廠中的應(yīng)用[M].北京：中國(guó)電力出版社，1999：14-15.