基于PLC控制的火电厂输煤系统标准设计.docx
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1、摘 要从1996年开始中国发电量就稳居世界第二,而在中国煤炭资源丰富,热力发电厂大部分全部是火力发电厂,火电厂中输煤系统是其关键组成部分。因为火电厂中运行环境差和劳动强度大,我们想迫切地想用一个非人力工作来替换我们人体手工劳动。改变这种情况时间是人类发明了可编程逻辑控制器(programmable logic controller,简称PLC),依据电厂实际情况,在输煤系统自动化改造工程中通常采取可编程逻辑控制器实现对生产设备自动检测和控制。电厂输煤程控系统通常包含卸煤系统、储煤系统、上煤系统和配煤系统多个部分,含有组成设备多且位置分散、设备间联锁关系强、设备运行环境恶劣、安全性可靠性要求高等
2、方面特点,通常采取以可编程控制器(PLC)为关键控制设备监控系统来实现对整个工艺过程控制。本文在了解输煤步骤和设备基础上,经过输煤步骤图和输煤皮带保护图统计出设备数目,进而统计所需I/O点数目,进行PLC选型。介绍PLC在输煤控制系统中应用,关键是经过输煤皮带控制、控制犁煤器抬起落下和叶轮给煤机控制来实现,最终提出输煤系统控制策略。从而改善了火电厂工作坏境,提升了火电厂工作效率。关键词 输煤系统,PLC,火电厂AbstractSince 1996 our countrys power is ranks second in the world, and in my country is rich
3、 in coal resources, thermal power plants are mostly coal-fired power plants, coal conveying system in thermal power plants is an important part of it. Due to thermal power plants running in the environment and the intensity of labor is big, we want to desperately want to work with a kind of human to
4、 replace our human manual labor. Change this time is human invented the programmable logic controller (programmable logic controller, PLC), according to the actual situation of power plant, commonly used in automated reconstruction project of a coal conveying system programmable logic controller to
5、realize the automatic detection and control of the production equipment. Power plant coal SPC system generally includes coal unloading system, storage system, coal and coal blending system parts, composition of equipment and more dispersed, strong interlocking relationship between equipment, equipme
6、nt operation safety conditions, reliability requirements of higher characteristic, generally USES the programmable controller (PLC) as the main control equipment monitoring and control system to implement the control of the entire process. Based on the understanding of coal, on the basis of process
7、and equipment, through the flow chart of coal and coal conveying belt protection figure statistics the number of devices, and statistics needed, the number of I/O points of PLC selection. Introduces the application of PLC in the coal conveying control system, mainly through the coal conveying belt c
8、ontrol, control of coal plough up down and impeller coal feeder control, finally bring forward the control strategy of a coal conveying system. Coal-fired power plants were improved working environment, improve the efficiency of coal-fired power plants. Key Words Coal Blending System,PLC,heat-engine
9、 plant 目 录摘 要IAbstractII1引 言 1 1.1选题意义 1 1.1.1课题起源及研究目标和意义1 1.1.2 中国外在输煤系统方向研究和现实状况分析 2 1.2 传统火电厂输煤系统和目前火电厂输煤系统比较3 1.2.1传统火电厂输煤系统介绍 3 1.2.2目前火电厂输煤系统介绍 3 1.3 输煤系统控制方法及其功效特点 41.4 输煤系统概况及工艺要求 5 2 输煤系统工艺步骤 62.1 输煤系统控制及关键设备 7 2.1.1 卸煤控制及关键设备 7 2.1.2 储煤控制及关键设备8 2.1.3 上煤控制及关键设备10 2.1.4 配煤控制及关键设备10 2.2 输煤系统
10、皮带保护设备 10 2.2.1 两级跑偏开关 10 2.2.2 双向拉绳开关11 2.2.3 纵向撕裂检测装置122.2.4 溜槽堵塞检测装置 13 2.2.5 打滑检测装置 13 2.2.6 料流检测装置 14 2.3 输煤系统其它保护辅助设备 15 2.3.1 高低煤位检测装置 152.3.2 电动挡板三通分料器 16 2.3.3 电磁除铁器16 2.3.4 除尘设备 16 2.3.5 料仓振动器 162.3.6 碎煤机17 2.3.7 电子皮带秤 17 2.4 输煤系统配煤、给煤设备172.4.1 犁煤器 17 2.4.2 叶轮给煤机 19 3可编程控制器介绍 20 3.1 可编程控制器
11、概述 20 3.2可编程控制器内部工作方法 22 3.3 可编程控制器应用 24 3.4 西门子S7-200性能介绍 25 4 火电厂输煤系统程序设计27 4.1系统结构 27 4.2 输煤工艺控制方案 28 4.3 输煤系统控制步骤及要求 29 4.4输煤系统控制方案设计 30 4.41 控制系统I/O点及地址分配 30 4.4.2 PLC选型 314.4.3 输煤系统程序及说明 324.4.4 紫金桥组态仿真 32 5 结论 35 致 谢 36 参考资料37 附 录 38 1引 言1.1选题意义世界各国工业大多数用是皮带传输,原因是皮带传输系统因其结构简易,使用方便,制造成本低廉,所以被广
12、泛应用于工业、商业、农业、医药、军事等方面,在采矿运输、冶金送料、车站及码头货物运输更是广泛使用,一样,发电厂输煤系统也采取皮带传输。发电厂输煤系统是热工厂中较为很庞大一个控制系统,其任务是卸煤、配煤、上煤以达成按时、保质、保量为机组提供燃煤目标。1.1.1课题起源及研究目标和意义近20年以来,尤其是近10多年时间里。中国电力工业得到了快速性、全方面性发展。中国连续超越了很多发达国家,从1996年开始就稳居世界第二。基础上扭转了长久困扰中国经济发展和人民生活需要电力严重短缺局面。对于热力发电厂来说燃料是一个至关电厂发展关键能源,而在中国煤炭资源丰富,热力发电厂大部分全部是火力发电厂,显而易见地
13、输煤系统在火电厂中含有举足轻重地位,火电厂中输煤系统是其关键组成部分。伴随中国电力事业飞速发展,火电厂锅炉、汽轮机等单机容量及生产过程控制模块不停增大,冗余参数越来越高,主辅机及其对应热力设备和系统愈加错综复杂。输煤系统是电力生产燃料供给有利保障,是电厂辅助系统关键组成部分之一。所以在输煤系统中选择比较有优势PLC控制系统,整个控制过程含有正常运行及事故处理、多种参数监测,报警信号发出、装置调整、控制及设备危险时保护功效。实践证实PLC系统能够有效预防事故扩大,确保设备和人身安全。传统热电厂输煤控制系统是一个基于继电接触器,现场环境十分恶劣,工大家经过开动承前起后皮带运输机及取煤机向锅炉前储煤
14、仓输煤,常常有皮带跑偏、皮带撕裂及落煤管堵塞等等故障。但对热电厂而言,加热水产生蒸汽炉膛是不许可断煤。输煤系统工作时尽可能将煤装满储煤仓,不仅能够确保输煤系统故障时,工大家有足够时间排除故障,也能够确保输煤设备有充足时间用来检修。伴随发电厂机组快速增加,输煤系统作用日益突出,而传统输煤系统已无法满足热电厂需要,所以需要对传统发电厂输煤系统进行改造。传统输煤系统含有以下特点:(1)任务重 。 为了确保工业所需用煤,输煤系统必需一直处于完好状态。日累计运行时间达8-10h以上。(2)运行环境差、劳动强度大 。 因为多种原因造成输煤系统运行环境恶劣、脏污,需要占用大量辅助劳动力。(3)一次起动设各多
15、,安全联锁要求高。 同时起动设备高达20-30台以上,在起动或停机过程中含有十分严格联锁需求。1.1.2 中国外在输煤系统方向研究和现实状况分析从1996年以来中国电力生产能力已稳居世界第二,但人均占有发电量排位靠后,伴随中国经济高速发展,电力生产自动化水平提升和管理水平不停进展将更为关键。而电厂辅助系统是火电厂正常稳定运行关键组成步骤,输煤系统就是其中之一步骤。现在,中国大部分火电厂输煤系统全部已采取PLC进行控制。对电厂未采取PLC控制输煤系统部分进行控制改造已成为一个时尚。现在中国大中型火力发电厂输煤系统普遍采取PLC进行程序控制,以替换系统继电器强电集中控制方法。但多数火电厂输煤程控系
16、统仅利用了PLC基础开关量逻辑组合功效,其模拟量处理、回路调整等高级功效还未开发和应用。输煤控制系统关键是以可编程控制器(PLC)为主,实现输煤系统自动化控制,和强电集中控制相比,在技术上含有控制功效强,编程简单易懂,实现工艺联锁很方便,可省去大量硬件接线,维护方便,能够作在线调试、修改等特点。PLC不仅能完成复杂继电器逻辑控制,而且也能实现模拟量控制,甚至智能化控制;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发明有利条件。对地域分布较广系统还能够增加远程控制站及闭路电视监视系统。伴随火电厂规模和锅炉、汽轮机等单机容量不停扩大,很多大型工况设备在输煤系统得到大规模地应用
17、,现在多数含有自动或半自动化设备,如翻车机、斗轮机、入场煤采样机、入炉煤采样机和环式给煤机等全部有各自PLC控制系统。怎样控制好和管理好这些大型生产设备,使整个输煤系统在最高效率状态下运行,是中国火电厂输煤系统发展课题中需要处理首要问题。全集成化输煤过程控制器系统是能够满足对输煤设备管理和控制要求好方法。和优异主机控制系统相比,现在输煤控制系统则显得十分落后。以武汉阳逻电厂输煤控制系统为例,基础上为集中加就地控制模式,其PLC控制系统仅仅满足了皮带输送机集中控制功效。简言之,其PLC控制器仅仅替换了皮带输送机及其辅助设备(如挡板、振打器等)启、停按钮功效,其完成仅仅是部分设备次序控制功效,无法
18、达成整个系统协调控制,而斗轮机、翻车机、环式给煤机均处于各自相对独立情况下运行,其结果是运行岗位人员设置过多,人职员效率低,系统设备间配合不协调、设备空转造成电能损耗、设备磨损等损耗较大。PLC在输煤系统中应用基础上限于设备级,各设备或系统处于各自PLC控制之下,相互间基础独立。伴随中国火电厂机组扩建和PLC技术快速发展,和当初输煤设备控制从就地走向集中一样,输煤系统PLC控制也将从设备级发展到车间级。近些年来,伴随电子技术、计算机技术、控制技术、信息网络技术飞速发展,现代工业生产正向着生产过程控制高度自动化、工艺设备及测控设备高度智能化、生产管理高度自动化等方向发展,作为大型火电厂燃料输煤系
19、统也不例外,而且伴随电气自动化产品价格大幅度下调,可靠性大大提升,过去那种认为燃料输煤系统不需要较高自动化程度见解已显得很不合时宜,从率先实现设备程控化、现场联网化和可视化,再到和MIS系统联网,和伴随WFT3嵌入技术深入到元件级和网速度可靠性深入提升,实现透明工厂和移动工业智能控制完全可能成为现实。1.2 传统火电厂输煤系统和目前火电厂输煤系统比较1.2.1传统火电厂输煤系统介绍传统发电厂输煤系统是一个基于继电接触器和人工手动方法半自动化系统,现场环境十分险恶,工大家经过开动承前起后皮带运输机及取煤机向锅炉前储煤仓输煤,常常有皮带跑偏、皮带撕裂和落煤管堵塞等。但对发电厂而言,蒸汽产生工序炉膛
20、是不许可断煤;于是,蒸汽机前通常有一个很大储煤仓。输煤系统工作时尽可能将煤装满储煤仓,不仅能够确保输煤系统故障时,工大家有足够时间排除故障,也能够确保输煤设备有充足时间检修。1.2.2目前火电厂输煤系统介绍火电厂种类很多,但从能量转换见解分析,其生产过程基础相同,全部是将燃料化学能转变为热能,推进涡轮机(蒸汽轮机、燃气轮机)做功产生机械能,经发电机转化为电能,最终经过变压器将电能送入电力系统。目前火电厂输煤系统是趋向于无人操作自动化控制系统。火电厂输煤控制系统关键任务就是卸煤、堆煤、上煤和配煤,以达成按时保质保量为机组(原煤仓)提供燃煤目标。整个输煤控制系统是火电厂需要十分钟支持系统,它是确保
21、机组稳定满负荷运转关键条件。考虑到输煤控制系统在整个火电厂中关键性,而且煤厂面积大、工作条件恶劣、人工作业通讯极难通畅等特点,利用现代成熟PLC和现代总线网络通讯实现其控制,用上位机软件来实现现场监控和现场无人化操作,以达成自动化控制目标,大大减轻了工人工作量,提升了电厂工作效率,为发电机组源源不停提供燃料,确保机组正常运行。输煤控制系统在整个电厂辅助控制系统中饰演着十分关键角色,正是这么该系统负担任务量是很重,且运行环境差、劳动强度大,控制过程中开启设备很多,同时开启设备高达2030台以上,在开启或停机过程中有严格联锁要求。 这么对自动化程度要求就很高,重视系统稳定性。采取组态王结合PLC对
22、输煤控制中各步骤进行控制,经过以太网进行数据传输,采取双网冗余技术,确保了系统安全性和稳定性,充足表现了自动化技术在输煤系统中关键作用。1.3 输煤系统控制方法及其功效特点火力发电厂输煤系统是火电厂辅机系统关键组成部分,伴随火电厂中单机容量和总装机容量不停扩大,一个高出力、高可靠性和灵活性燃料输送系统是机组乃至整个电厂稳定运行关键确保。输煤系统由卸煤、上煤、配煤、煤场堆取和混煤等步骤组成,系统有两条输煤线,包含斗轮机、翻车机、皮带输送机、给煤机、皮带机、振动筛、碎煤机及犁煤器等关键设备组成。输煤系统负担从煤码头或卸煤沟至储煤场或主厂房原煤仓运煤任务。输煤系统始点是翻车机卸下来煤,经过皮带机既可
23、输送到煤罐,也可输送到煤场贮备,然后再经过斗轮机和皮带机再输送到煤罐。煤罐中粗煤经过在煤罐低部环式给煤机,连续均匀地分配给上煤皮带输送机,再经过筛分和碎煤机加工,进入原煤仓,为了使多个原煤仓煤量合理分配,可经过控制犁煤器抬落,根据次序配煤和优先配煤标准,完成输煤系统任务。 输煤系统关键控制形式大致可分为三种:(1)就地手动控制关键控制设备是装有一至数台设备启停控制按钮小型就地控制箱,并设有工况、报警状态简单提醒。就地手动控制不能实现系统复杂联锁要求,现多数只作为设备检修、调试时辅助控制手段。(2)集中手动控制设备启停控制集中在一个控制屏上,其联锁保护通常由继电器逻辑阵列实现。控制屏上有设备运行
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