PLC技術(shù)在火電廠輸煤程控系統(tǒng)中的應用分析

田 海， 張宏偉

（內(nèi)蒙古科技大學信息學院，內(nèi)蒙古 包頭 014000）

PLC技術(shù)在火電廠輸煤程控系統(tǒng)中的應用在近些年越來越火熱，但PLC技術(shù)本身以及火電廠運用方式存在一定問題，隨著科學技術(shù)的不斷發(fā)展，PLC技術(shù)在火電廠輸煤系統(tǒng)上的運用急切需要改善，因此對PLC技術(shù)在火電廠輸煤程控系統(tǒng)中的應用有很大的分析與改善價值。

1.PLC程控系統(tǒng)工作原理與特點

PLC技術(shù)及工作原理：現(xiàn)階段火電廠設備整體收容容量不斷增大，在裝配設備不斷提升的同時也為傳統(tǒng)集中控制方式帶來了挑戰(zhàn)，傳統(tǒng)控制方式無法滿足火電廠程控系統(tǒng)的裝配需求，管理能力不足可能會帶來效率甚至是安全問題?？删幊绦蚩刂萍碢LC程控系統(tǒng)有更強大的智能與控制能力，目前在我國應用范圍不斷擴大，PLC程控正在逐漸取代傳統(tǒng)的強電集中控制方式。PLC程控通過可自定義編輯的程序?qū)痣姀S輸煤生產(chǎn)與運輸進行控制，PLC系統(tǒng)的外部設備與強電集控設備相似，在內(nèi)部裝備中加裝了電腦主機以及附屬設備。PLC通過編程控制軟件，進而對火電廠設備整體的運行先后優(yōu)先順序進行控制，相較于傳統(tǒng)強電集控可以實現(xiàn)更多的控制需求。PLC的顯示設置也有更多提升，例如PLC系統(tǒng)可以設置顯示燈的多種閃光速度，使相同數(shù)量的信號燈可以代表更多信息，對于火電廠輸煤系統(tǒng)的情況展示更為直觀，在關(guān)鍵時刻與工作人員配合可以減少許多危險。PLC設計原則：PLA一般采用一主機對設備的方法，實際操作時可通過檢查特定的主機查看對應的設備運行情況，進而記錄安全情況與運行情況。在效率或自動化需求較高時可考慮加入備用主機來確保輸煤系統(tǒng)的安全性。輸煤系統(tǒng)一般面臨著單機對應多個設備的情況，且這些設備不為集中分布，因此應以地形為基準設立相應的中繼站，為確保信息傳遞的安全性，通常在PLC主機與中繼站之間建設雙通道通信系統(tǒng)，也可采用單通信系統(tǒng)外加備用通信電路的方法。關(guān)于信號問題，火電廠輸煤程控系統(tǒng)中的強電信號可能會干擾到PLC技術(shù)的信號，因此系統(tǒng)內(nèi)部復雜區(qū)域宜采用AC220V連接，為保護輸出與輸入系統(tǒng)內(nèi)部的信號，PLC技術(shù)線路適合采用具有繼電器隔離的輸出與輸入模塊，以此來確保線路之間不互相干擾。PLC技術(shù)的特點：PLC加入火電廠輸煤程控系統(tǒng)后會提升設備整體運行效率與安全性，PLC技術(shù)擁有的特點可以滿足輸煤系統(tǒng)較為復雜的需求。PLC程控系統(tǒng)擁有控制生產(chǎn)與收集信息的功能，控制生產(chǎn)層面，PLC程控系統(tǒng)可以根據(jù)已編輯的程序控制煤倉的向外分配工作，也可以手動臨時更改輸煤方式，PLC程序主要通過計算機控制臺控制，進行高效自動的輸煤工作，在需要定期檢查時開啟手動控制。收集信息層面，PLC技術(shù)程控擁有收集生產(chǎn)分配信息，收集機器運行信息的功能，并通過顯示屏或指示燈展示具體的信息，借助計算機功能可以直接將信息輸出為表格。輸煤系統(tǒng)的設備工作次數(shù)多，各配件之間結(jié)合方式復雜，如果出現(xiàn)問題，精準正確的設備運行信息與產(chǎn)出信息是十分重要的，PLC技術(shù)借助計算機高速運行能力全程對輸煤系統(tǒng)進行信息收集與輸出。

2.火電廠輸煤工藝的組成

輸煤設備：火電廠輸煤主設備是輸煤線路上的核心系統(tǒng)，輸煤主設備直接控制整個輸煤系統(tǒng)，如果輸煤主設備遭遇問題會導致整個系統(tǒng)停止工作，因此輸煤主設備的安全需要被重視。火電廠輸煤流程同時需要預啟動設備，該設備在主設備之前啟動，對整個系統(tǒng)的運行方式進行選擇。例如警鈴，電動三通擋板等。輔助設備主要對整體設備進行檢查與處理，可以收集系統(tǒng)運行的信息，通過單獨開啟輔助設備對主設備進行檢測與處理，單獨關(guān)閉輔助設備不會對主設備造成影響。安全功能主要由保護開關(guān)設備決定，保護開關(guān)設備可以對整個運行流程進行監(jiān)督，確保設備總體的速度，頻率等運行進行控制，在出現(xiàn)問題時通過警報燈與信息顯示屏對工作人員進行警告。輸煤設備之間互相制約與控制組成整個系統(tǒng)。

輸煤控制：輸煤控制承擔了對輸煤設備的檢查與控制，控制輸煤流程直至煤運送到煤倉。首先是輸煤的原則，在預啟動設備后按順序依次啟動，在下達停止命令后主設備按照相反方向依次停止，在系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，PLC系統(tǒng)會自動將故障設備的上一設備及以上設備關(guān)停。輸煤過程為：首先設置一個基本煤倉，通過PLC技術(shù)從基本煤倉開始配煤，輸煤裝置以相同的時間間隔一次配煤，在計算機收到所有煤倉均達到高煤信號時立即控制停止配煤。在火電廠運行時如果某煤倉發(fā)出低煤位信號，輸煤裝置立即對低煤位地區(qū)進行輸煤，在補足煤位后輸煤控制系統(tǒng)重新回到之前設定的輸煤順序，保證輸煤整體工作的正常運行。在停止信號對系統(tǒng)發(fā)出后，如果輸煤運輸帶上仍有未輸完的煤，則將余煤平均分配給每一個儲煤倉，在運輸帶完成任務后正常關(guān)閉整個系統(tǒng)。

3.PLC技術(shù)在火電廠輸煤程控中的應用問題

PLC技術(shù)在火電廠輸煤程控系統(tǒng)中的應用存在著許多問題，發(fā)現(xiàn)、分析并解決這些問題能對PLC技術(shù)應用未來發(fā)展發(fā)揮重要作用。這些可能影響PLC技術(shù)在火電廠輸煤程控包括工作人員能力問題、PLC系統(tǒng)購買問題以及PLC本身系統(tǒng)的技術(shù)能力問題等。

工作人員的能力問題：PLC是基于計算機軟件的一種系統(tǒng)，通過計算機控制的PLC將根據(jù)原設定程序依次處理任務，在系統(tǒng)出現(xiàn)問題時一般是設備或者程序發(fā)生故障。操作或監(jiān)督PLC運行的工作人員需要對PLC技術(shù)相關(guān)資料有一定了解，有過硬的專業(yè)知識。工作人員的素質(zhì)能力低會在以下方面產(chǎn)生影響：一是設備整體出現(xiàn)故障，需要及時對硬件或軟件進行檢查與處理，工作人員知識了解能力不足會使設備運行安全風險大大提高。二是設備安裝前期設計，高素質(zhì)工作人員對計算機了解程度較高，通過少量操作即可控制PLC技術(shù)對火電廠輸煤系統(tǒng)，因此在設備安裝時可以減少多余的輔助設備，減少安裝整體成本。引入 PLC系統(tǒng)過程問題：火電廠對PLC技術(shù)系統(tǒng)的購入有較多選擇，例如國外有許多成熟的PLC系統(tǒng)，可以直接購入一整套設備，方便設備的整體安裝，但國外進口設備價格一般較高。國內(nèi)PLC技術(shù)系統(tǒng)發(fā)展成熟程度可能低于國外，但購入價格相對實惠。如果預計資金保持不變，在設備購入方面上花費大量資金會導致設備維護與人才招收方面的花費受到限制，因此火電廠在市場選擇設備購入方法也會影響到最終輸煤設備的水平。部分大型火電廠選擇在國外進口成套主要設備，在國內(nèi)購買附屬設備，并在購入國內(nèi)設備時嚴加篩選，選擇有一定信譽與發(fā)展水平的公司。PLC系統(tǒng)的技術(shù)能力問題：輸煤設備與PLC技術(shù)系統(tǒng)本身的技術(shù)都存在一定問題，隨著科學技術(shù)的發(fā)展將被不斷改善。輸煤設備常常安置在較為惡劣的環(huán)境之中，機械設備之間相互作用，調(diào)控設備難度較高，操作人員也需要進行復雜的操作控制，輸煤設備在未來有待改善。

4.PLC技術(shù)在火電廠輸煤程控問題解決方案

重視對控制區(qū)域人員的引入：PLC技術(shù)大幅提升火電廠輸煤程控效率的同時也拔高了火電廠整體人才水平，在這之前的強電集中控制方式對人才的要求較低，PLC技術(shù)需要操作者有一定基礎知識，在出現(xiàn)一些問題時能夠冷靜分析并快速解決問題?；痣姀S至少要備用以下人才：基礎知識工作人員，進階程度的檢查人員。其中工作人員需要具備PLC技術(shù)的基本操作知識，不需要深入了解PLC技術(shù)的工作原理，只需學會各輸煤階段需要如何操作設備。檢察人員需要比基礎知識工作人員了解更多關(guān)于PLC技術(shù)的工作原理，理解PLC的運行方式，學會查看并分析PLC技術(shù)通過計算機返回的表格，在PLC技術(shù)出現(xiàn)問題時可以及時對問題進行分析并解決。因此在未來火電廠需要招入大量具有一定具有專業(yè)能力的人才，在入職前可以進行適當?shù)呐嘤柵c考核，通過招入高素質(zhì)人才來確保PLC技術(shù)的正常運用。重視對PLC附屬設備的安裝：PLC技術(shù)系統(tǒng)一般有許多的附屬設備，附屬設備確保了輸煤系統(tǒng)的整體性。附屬設備中較為重要的是傳感器，傳感器是PLC技術(shù)中的重要設備，傳感器主要通過傳遞信息間接控制PLC技術(shù)系統(tǒng)的整體運行，因此在PLC技術(shù)的安裝階段與運行階段需要提高對傳感器設備的重視。例如，撕裂保護相關(guān)傳感器可以檢測輸煤管中的雜質(zhì)含量，防止輸煤管中雜質(zhì)過多而導致輸煤帶斷裂，同時有撕裂保護傳感器通過檢測輸煤帶的受力情況來判斷輸煤帶的撕裂情況，在出現(xiàn)問題時及時反饋計算機并關(guān)停相關(guān)設備。撕裂保護傳感器等附屬設備的安裝位置也有較大作用，工作人員需要正確選擇傳感器的安裝位置。例如皮帶偏離傳感器的安裝位置，皮帶偏離傳感器可能同時與多個開關(guān)共同連接，這種情況下工作人員出現(xiàn)失誤操作就會對整體設備造成不可逆的影響，因此在安裝前需要合理分配傳感器位置，確保成本不提升的同時減少設備之間的影響。

注重PLC技術(shù)系統(tǒng)的控制：輸煤設備一般安裝在條件惡劣的地形，可能面臨著高寒等天氣因素的影響，因此要重視對PLC電氣系統(tǒng)的控制。提升對PLC技術(shù)系統(tǒng)的控制包括合理布置控制設備與合理安裝監(jiān)控設備。PLC技術(shù)的控制設備應當安裝到環(huán)境適宜的位置，并加裝保護設備來防止環(huán)境對控制設備的破壞，密封較差的控制箱在雨水天氣可能會受到水汽的侵蝕，在高寒天氣可能因低溫發(fā)生故障，因此在保護箱的選擇上，要具有防潮性與抗寒性，某些情況同時要確保密封性。關(guān)于監(jiān)控設備的安裝，合理的安裝可以時刻檢查設備的運行情況，輸煤系統(tǒng)一般不可避免地具有復雜性，不同煤倉之間的間隔較大，依據(jù)不同情況選擇不同的安裝方式。例如安裝定期運動的監(jiān)控攝像設備，在減少成本的同時提升監(jiān)控的范圍。

5.結(jié)語

全文前部分探討了PLC技術(shù)以及輸煤系統(tǒng)的背景， 后部分分析了PLC技術(shù)在輸煤系統(tǒng)中的應用問題以及解決方法。最終得出如下結(jié)論：PLC技術(shù)極大地改善與簡化了火電廠輸煤程控系統(tǒng)的運行難度，但一定程度上增大了安裝成本與檢查難度。PLC技術(shù)在火電廠輸煤程控系統(tǒng)中的應用需要重視對人才的引入，附屬設備的處理以及監(jiān)控設備的布置。同時注重PLC技術(shù)在未來的發(fā)展能力，與科學技術(shù)相結(jié)合，確保PLC技術(shù)的進一步發(fā)展。