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西門子是全球工業(yè)技術(shù)創(chuàng)新和應(yīng)用領(lǐng)導(dǎo)者，中國作為高速發(fā)展的全球最大工業(yè)制造國正是西門子領(lǐng)先工業(yè)技術(shù)的核心應(yīng)用場所。西門子一直致力于自動化產(chǎn)品的研究與創(chuàng)新工作，它推出的西門子S7-400系列PLC在電廠輸煤程控系 統(tǒng)中的得到了廣泛應(yīng)用。

輸煤系統(tǒng)是燃煤火力發(fā)電廠最重要一環(huán)，輸煤系統(tǒng)的可靠性、穩(wěn)定性及其自動化程度直接關(guān)系到機組的正常運轉(zhuǎn)和全廠的經(jīng)濟效益。本文以某發(fā)電廠輸煤程控系統(tǒng)為例，介紹該系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)配置以及軟件編程等。

本輸煤系統(tǒng)主要的控制檢測對象包括：30條膠帶機及附屬設(shè)備拉繩、堵煤、跑偏、煤流、蝶閥、除塵器等；17個分煤擋板控制及監(jiān)測；8臺移動設(shè)備(門機、橋機、斗輪機)的無線聯(lián)鎖；30個煤倉的煤位、犁煤器的監(jiān)測與控制；2臺碎煤機的監(jiān)測與控制。

入廠煤在萬噸碼頭、5千噸碼頭由橋機搬運上皮帶，通過后級輸送皮帶等設(shè)備運送到煤場或煤倉。煤場3臺斗輪機分別將煤流與3條傳送皮帶連接。運煤輸送線路分A、B兩路，兩路之間通過三通和分煤當(dāng)班的切換實現(xiàn)交叉運行。輸煤系統(tǒng)流程示意圖見圖1，圖中省略了部分設(shè)備如斗輪堆取料機、除塵器、除鐵器、電動犁煤器等。圖中箭頭方向為煤流方向。除鐵器、除塵器等輔助設(shè)備既參與局部聯(lián)鎖，即隨著本級皮帶機等設(shè)備的啟停而啟停； 同時又可在監(jiān)控系統(tǒng)下通過操作對其進行控制。系統(tǒng)提供自動、主控手動、現(xiàn)場手動3種運行方式；系統(tǒng)提供順序煤流停車、逆煤流停車及故障停車3種停車方式；系統(tǒng)提供標(biāo)準(zhǔn)煤
流程序及自定義流程程序；系統(tǒng)允許多達4條流程同時啟動監(jiān)控；系統(tǒng)交互周期小于40ms。

1系統(tǒng)硬件組成
      本系統(tǒng)選用的下位機PLC為西門子公司的S7系列。上位機監(jiān)控軟件為自主開發(fā)的監(jiān)控系統(tǒng)軟件，運行于Windows2000或者Windows XP微軟操作平臺。為了提高控制系統(tǒng)的可靠性，上位機為雙機雙纜熱備冗余，下位機均為雙機雙纜半熱備冗余⋯ 。系統(tǒng)配備西門子$7-400系列雙CPU半熱備冗余主機系統(tǒng)。工作中主CPU帶電運行，備用CPU不帶電，主CPU出現(xiàn)故障時，備用CPU手動通電以后投用，保證整個PLC程控系統(tǒng)的正常運行。2臺上位機互為備用、并列工作。PLC主機CPU與上位機之間通PR0FIBUS 網(wǎng)絡(luò)通訊。在本系統(tǒng)中，設(shè)置16個遠程站柜。主站設(shè)置在中控室，在煤倉間設(shè)置了3個遠程站。主站機與各遠程站(即ET2OOM遠程分站)的通訊網(wǎng)絡(luò)為PR0FIBUS—DP現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)，采用雙通道、雙纜熱備冗余配置。各站以及上下位機之間通訊均通過光端機使用光纜通訊。最大通訊速率為1 5Mb／s。系統(tǒng)中，CPU主站接受外部2路獨立的220VAC電源，當(dāng)一路電源失去時，另一路電源能自動投入。各遠程站均由一路220VAC獨立供電 。系統(tǒng)硬件及網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)配置見圖2。

    2 系統(tǒng)功能與軟件設(shè)計
    2．1程控自動
    2。1。1 流程控制
     在上位機程控員根據(jù)運煤路線定義好皮帶運行流程并進行確認后，PLC程序根據(jù)流程選定的皮帶和設(shè)備自動對位擋板。在限定時間內(nèi)擋板不到位時，發(fā)出報警，并閉鎖相應(yīng)的啟動命令。如擋板到達正確位置，則發(fā)出啟動允許提示，操作人員可通過啟動流程按鈕來啟動選中的流程上的皮帶和設(shè)備。

     在定義的流程中所有的運煤設(shè)備按輸煤工藝要求進行聯(lián)鎖，防止任何設(shè)備超出順序啟動或停止(除解開聯(lián)鎖試驗調(diào)試以外)， 以防止在啟動或停止時煤在系統(tǒng)中堆積起來，甚至損壞設(shè)備。聯(lián)鎖按下述方式進行：a)啟動時按逆煤流方向，從最后一條皮帶(及相關(guān)設(shè)備)開始依次啟動，直到第一條皮帶(及相關(guān)設(shè)備)啟動后，才開始供煤。系統(tǒng)主要設(shè)備啟動前，均自動打鈴30S。b)停運時按順煤流方向，先停供煤設(shè)備，然后從第一臺至最后一臺設(shè)備依次停止，每臺設(shè)備之問按預(yù)定的聯(lián)鎖停機使能信號發(fā)停機命令，即要求前面設(shè)備的余煤清除后。
     2．3 就地(手動)控制
    程控操作(程控自動和主控手動)、就地手動兩類運行方式可通過監(jiān)控界面上的“程控／手動”切換按鈕或者就地各設(shè)備控制箱上切換開關(guān)切換。只有當(dāng)切換開關(guān)放在程控時， 中控室才能通過程控操作控制該設(shè)備； 當(dāng)切換開關(guān)放在就地位置時， 只能在就地手動操作設(shè)備。就地手動操作時， 無程序聯(lián)鎖保護。
    2．4 配煤加倉控制
    本系統(tǒng)中配煤分為程控配煤和現(xiàn)場配煤2種方式，程控配煤方式下又分為自動配煤和手動配煤2種方式。各種方式的切換通過煤倉監(jiān)控圖的“程控／現(xiàn)場” 切換按鈕來實現(xiàn)。具體見圖3。再停止后面設(shè)備的運行。C)故障時，故障點及其上游設(shè)備瞬時停機，故障點下游設(shè)備保持原工作狀態(tài)不變。待故障解除后，可以從故障點向上游重新啟動設(shè)備，也可以在故障未解除時，從故障點下游開始延時停設(shè)備。一般障礙或輕度故障(如輕跑偏)則只發(fā)出報警提示運行人員。在監(jiān)控畫面上可以滾動條和報表的形式實時顯示當(dāng)前最新故障和設(shè)備啟停狀態(tài)。當(dāng)保護和報警信號裝置失效時，可在上位機上設(shè)置有關(guān)故障信號的屏蔽，從而保證整個控制流程的順利啟停。
    2．1．2 緊急停止
    當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)危害設(shè)備和人身的危險狀況時，運行人員可通過控制臺或者監(jiān)控操作界面上的緊急停止按鈕使系統(tǒng)瞬間全停。除非運行人員復(fù)位緊急停止按鈕，否則，系統(tǒng)一直處于禁止啟動狀態(tài) ]。
    2．2 主控手動
    此運行模式下，可通過監(jiān)控界面對單條皮帶或單個設(shè)備進行操作。
    2．3 就地(手動)控制
     程控操作(程控自動和主控手動)、就地手動兩類運行方式可通過監(jiān)控界面上的“程控／手動”切換按鈕或者就地各設(shè)備控制箱上切換開關(guān)切換。只有當(dāng)切換開關(guān)放在程控時， 中控室才能通過程控操作控制該設(shè)備； 當(dāng)切換開關(guān)放在就地位置時， 只能在就地手動操作設(shè)備。就地手動操作時， 無程序聯(lián)鎖
保護。
    2．4 配煤加倉控制
     本系統(tǒng)中配煤分為程控配煤和現(xiàn)場配煤2種方式，程控配煤方式下又分為自動配煤和手動配煤2種方式。各種方式的切換通過煤倉監(jiān)控圖的“程控／現(xiàn)場” 切換按鈕來實現(xiàn)。具體見圖3。

2．4．1手動配煤加倉
手動配煤方式下，程控操作人員可通過監(jiān)控界面對犁煤器進行抬起／落下操作，并進行檢“修倉” 和
“尾倉” 設(shè)置。
     2．4．2 自動配煤加倉
    自動配煤狀態(tài)下，無須對其進行任何操作，當(dāng)皮帶開始運行，系統(tǒng)尋找除檢修倉和尾倉以外其他所有煤倉中煤位最低的煤倉進行加倉或補倉。加倉包含加低倉和補倉兩種方式，加低倉：如果最低煤位低于底限(可設(shè)置，如圖3中的6m)則對該煤倉進行加倉，加至高限(可設(shè)置，如圖3中的7m)，再找到最低的煤倉進行加倉或補倉；補倉：如果所找到的最低煤位高于低報警限，則進行補倉，即加至最高限(在管理員用戶
里進行設(shè)置，左右兩側(cè)高度不同)，再找到最低倉進行加倉或補倉，在補倉過程中，如果其他煤倉出現(xiàn)低報警(小于低限)則停止對當(dāng)前煤倉的補倉，對出現(xiàn)低報警的煤倉進行加倉。

2。4。3現(xiàn)場配煤加倉
     現(xiàn)場配煤方式下，程控操作人員無法對犁煤器和煤倉進行任何操作。
    3總束語
    西門子S7-400系列PLC在傳統(tǒng)的PLC監(jiān)控系統(tǒng)中引入了面向?qū)ο蟮腜LC編程方式和含有動態(tài)數(shù)據(jù)庫的自主開發(fā)的上位機監(jiān)控程序，為監(jiān)控系統(tǒng)的開發(fā)開辟了一條嶄新的道路。根據(jù)現(xiàn)場生產(chǎn)試運行情況，本系統(tǒng)運行穩(wěn)定可靠、功能具體完備、操作快捷方便。投運至今反饋良好。