發(fā)電廠輸煤機(jī)組控制系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)

1、<p>　　重慶大學(xué)城市科技學(xué)院</p><p><b>　　PLC電氣控制技術(shù)</b></p><p>　　課 程 設(shè) 計(jì) 報(bào) 告</p><p>　　課程名稱： PLC電氣控制技術(shù) </p><p>　　設(shè)計(jì)題目： 發(fā)電廠輸煤機(jī)組控制系統(tǒng) </p><p>　　院

2、 系： 電氣信息學(xué)院 </p><p>　　班 級(jí)： 電氣工程及其自動(dòng)化04 </p><p>　　姓 名： 胡振威 林郭舒 谷文婷 </p><p>　　學(xué) 號(hào)： 20070212 20070220 20070207 </p><p>　　指導(dǎo)教師： 陳今潤(rùn)

3、 </p><p>　　設(shè)計(jì)時(shí)間： 2010年1月 </p><p>　　一.發(fā)電廠輸煤機(jī)組控制系統(tǒng)的介紹

4、 </p><p>　　隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展，我國(guó)電力事業(yè)進(jìn)入飛速發(fā)展期，火電廠單機(jī)容量及生產(chǎn)過(guò)程的控制規(guī)模不斷增大，運(yùn)行參數(shù)越來(lái)越高，主輔機(jī)及其相應(yīng)的熱力設(shè)備和系統(tǒng)更加復(fù)雜。輸煤

5、系統(tǒng)是電廠輔助系統(tǒng)的重要組成部分，是火電廠電力生產(chǎn)燃料供應(yīng)的有利保證。在火電廠的運(yùn)行過(guò)程中，自燃料進(jìn)入電廠到送至鍋爐原煤斗的過(guò)程中，它的破碎、稱量等都是在皮帶傳輸?shù)倪^(guò)程當(dāng)中進(jìn)行的一連串的連續(xù)過(guò)程，輸料系統(tǒng)工作效率的提高是整個(gè)工藝過(guò)程的關(guān)鍵因素，整個(gè)輸料過(guò)程的遠(yuǎn)程臨控也對(duì)自動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提出了更高的要求，傳統(tǒng)方法不能得到滿意的測(cè)控效果。因此在輸煤系統(tǒng)中選擇比較有優(yōu)勢(shì)的PLC（可編程序控制器）控制系統(tǒng)，整個(gè)控制過(guò)程具有正常運(yùn)行及事故處理，

6、各種參數(shù)的監(jiān)測(cè)、報(bào)警信號(hào)的發(fā)出、裝</p><p>　　置的調(diào)節(jié)、控制及設(shè)備危險(xiǎn)時(shí)的保護(hù)功能。 </p><p>　　電廠輸煤系統(tǒng)的主要特點(diǎn)如下： </p><p>　　1．系統(tǒng)設(shè)備多。設(shè)備種類多：給煤

7、機(jī)、翻車機(jī)、斗輪堆取料機(jī)、皮帶輸送機(jī)、碎煤機(jī)、篩煤機(jī)、犁煤器、三通擋板、除塵器、取樣機(jī)、煤位檢測(cè)裝置、皮帶秤等；設(shè)備數(shù)量多：電廠輸煤系統(tǒng)設(shè)備數(shù)量一般均為100多臺(tái)。 </p><p>　　2．系統(tǒng)分布廣。電廠輸煤系統(tǒng)設(shè)備布設(shè)分散、作業(yè)線長(zhǎng)、運(yùn)行方式靈活多變，分布一般在幾公里的范圍內(nèi)，有的大型火電廠甚至更遠(yuǎn)。 </p><p>　　3．系統(tǒng)故障點(diǎn)多。皮帶的拉繩、跑偏、超載、撕裂；碎煤機(jī)的超溫

8、、超振；三通擋板及犁煤器等的卡死或不到位；皮帶、篩煤機(jī)的堵煤等。 </p><p>　　4．工藝流程復(fù)雜。多種煤源設(shè)備取煤通過(guò)電動(dòng)三通擋板的切換經(jīng)皮帶輸送機(jī)（一般均為雙路）傳送到原煤倉(cāng)，可以組成幾十種甚至上百種工藝流程。 </p><p>　　5．系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境惡劣。輸煤系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境粉塵飛揚(yáng)，水、灰、煤粉比比皆是，特別是夏日煤倉(cāng)間氣溫高達(dá)50℃。 </p><p>　

9、　電廠輸煤PLC控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu) </p><p>　　根據(jù)電廠輸煤工藝系統(tǒng)控制的要求，輸煤程控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案是由鍋爐的特性與工況所決定的，煤質(zhì)必須符合鍋爐的設(shè)計(jì)要求。電廠輸煤控制系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)包括現(xiàn)場(chǎng)PLC控制過(guò)程和遠(yuǎn)程監(jiān)控兩部分，即采用PLC和上位機(jī)兩級(jí)控制?，F(xiàn)場(chǎng)控制采用PLC增強(qiáng)了抗干擾能力，使系統(tǒng)可靠性大幅提高且操作簡(jiǎn)單。上位機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)控部分的實(shí)現(xiàn)使整個(gè)系統(tǒng)有了一個(gè)統(tǒng)一的監(jiān)視、管理平臺(tái)，從而施以科學(xué)有效的控制方法

10、。其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示： </p><p>　　最上層由兩臺(tái)工業(yè)控制計(jì)算機(jī)組成，一臺(tái)用作主控機(jī)，另一臺(tái)作為前者的備份機(jī)。主控機(jī)與備份機(jī)均配備大屏幕彩色監(jiān)視器，具備相同的監(jiān)控功能。兩臺(tái)計(jì)算機(jī)通過(guò)RS-232串行線與PLC連接。根據(jù)RS-232串行通訊的特點(diǎn)，當(dāng)一臺(tái)主機(jī)與PLC進(jìn)行全雙工通訊時(shí)，另一臺(tái)主機(jī)只能以監(jiān)聽(tīng)方式連入通訊線。與PLC進(jìn)行全雙工通訊的主控機(jī)能監(jiān)控整個(gè)系統(tǒng)，而備份機(jī)只具有監(jiān)視功能，作輔助或備份用。系

11、統(tǒng)通過(guò)雙機(jī)切換裝置設(shè)定控制主機(jī)。工控機(jī)內(nèi)配置聲卡，在流程啟動(dòng)時(shí)輸出語(yǔ)音提示，在全煤場(chǎng)廣播。主控系統(tǒng)建立在中文Windows3.2操作系統(tǒng)上。整個(gè)主控軟件具有良好的中文圖形界面，用鼠標(biāo)與鍵盤配合操作。 </p><p><b>　　二、控制要求</b></p><p>　　1、手動(dòng)開(kāi)車/停車功能  SA1手柄指向左45o時(shí)，接點(diǎn)SA1-1接通，通過(guò)SB4～SB

12、9控制按鈕，對(duì)輸煤機(jī)組單臺(tái)設(shè)備獨(dú)立調(diào)試與維護(hù)使用，任何一臺(tái)單機(jī)開(kāi)車/停車時(shí)都有音響提示，保證檢修和調(diào)試時(shí)人身和設(shè)備安全。</p><p>　　2、自動(dòng)開(kāi)車/停車功能  SA1手柄指向右45o時(shí)，接點(diǎn)SA1-2接通，輸煤機(jī)組自動(dòng)運(yùn)行。</p><p>　?。?） 正常開(kāi)車  按下自動(dòng)開(kāi)車按鈕SB1，音響提示5s后，回收電動(dòng)機(jī)M6起動(dòng)運(yùn)行并點(diǎn)亮HL6指示燈；10s后，2#送

13、煤電動(dòng)機(jī)M5電動(dòng)機(jī)起動(dòng)運(yùn)行并點(diǎn)亮HL5指示燈；10s后，提升電動(dòng)機(jī)M4起動(dòng)運(yùn)行并點(diǎn)亮HL4指示燈；10s后，破碎電動(dòng)機(jī)M3起動(dòng)運(yùn)行并點(diǎn)亮HL3指示燈；10s后，1#送煤電動(dòng)機(jī)M2起動(dòng)運(yùn)行并點(diǎn)亮HL2指示燈；10s后，給料器電動(dòng)機(jī)M1和磁選料器YA起動(dòng)運(yùn)行并點(diǎn)亮HL1指示燈；10s后，點(diǎn)亮HL9系統(tǒng)正常運(yùn)行指示燈，輸煤機(jī)組正常運(yùn)行。</p><p>　?。?）正常停車  按下自動(dòng)開(kāi)車按鈕SB2，音響提示5

14、s后，給料器電動(dòng)機(jī)M1和磁選料器YA停車并熄滅HL1指示燈，同時(shí)，熄滅HL9系統(tǒng)正常運(yùn)行指示燈；10s后，1#送煤電動(dòng)機(jī)M2停車并熄滅HL2指示燈；10s后，破碎電動(dòng)機(jī)M3停車并熄滅HL3指示燈；10s后，提升電動(dòng)機(jī)M4停車并熄滅HL4指示燈；10s后，2#送煤電動(dòng)機(jī)M5電動(dòng)機(jī)停車并熄滅HL5指示燈；10s后，回收電動(dòng)機(jī)M6停車并熄滅HL6指示燈；輸煤機(jī)組全部正常停車。</p><p>　　（3）過(guò)載保護(hù)

15、60;輸煤機(jī)組有三相異步電動(dòng)機(jī)M1～M6和磁選料器YA的過(guò)載保護(hù)裝置熱繼電器，如果電動(dòng)機(jī)、磁選料器在輸煤生產(chǎn)中，發(fā)生過(guò)載故障需立即全線停車并發(fā)出報(bào)警指示。系統(tǒng)故障指示燈HL10點(diǎn)亮，HA電鈴斷續(xù)報(bào)警20s，HL10一直點(diǎn)亮直到事故處理完畢，繼續(xù)正常開(kāi)車，恢復(fù)生產(chǎn)。</p><p>　?。?） 緊急停車  輸煤機(jī)組正常生產(chǎn)過(guò)程中，可能會(huì)突發(fā)各種事件，因此需要設(shè)置緊急停車按鈕，實(shí)現(xiàn)緊急停車防止事故擴(kuò)大。緊急

16、停車與正常停車不同，當(dāng)按下紅色蘑菇形緊急停車按鈕SB3時(shí)，輸煤機(jī)組立即全線停車，HA警報(bào)聲持續(xù)10s停止，緊急停車指示燈HL8連續(xù)閃亮直到事故處理完畢，回復(fù)正常生產(chǎn)。</p><p>　?。?） 系統(tǒng)正常運(yùn)行指示  輸煤機(jī)組中，拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)M1～M6和磁選料器YA按照程序全部正常起動(dòng)運(yùn)行后，HL9指示燈點(diǎn)亮。如果有一臺(tái)電動(dòng)機(jī)或選料器未能正常起動(dòng)運(yùn)行，則視為故障，系統(tǒng)故障指示燈HL10點(diǎn)亮，輸煤機(jī)組停車。&

17、lt;/p><p><b>　　三、系統(tǒng)原理圖設(shè)計(jì)</b></p><p>　　1.車間輸煤機(jī)組控制系統(tǒng)示意圖鑒</p><p>　　輸煤機(jī)組的拖動(dòng)系統(tǒng)由6臺(tái)三相異步電動(dòng)機(jī)M1～M6和一臺(tái)磁選料器YA組成。SA1為手動(dòng)/自動(dòng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，SB1和SB2為自動(dòng)開(kāi)車/停車按鈕，SB3為事故緊急停車按鈕，SB4～SB9為6個(gè)控制按鈕，手動(dòng)時(shí)單機(jī)操作使用。HA

18、為開(kāi)車/停車時(shí)訊響器，提示在輸煤機(jī)組附近的工作人員物煤機(jī)準(zhǔn)備起動(dòng)請(qǐng)注意安全。HL1～HL6為Ml～M6電動(dòng)機(jī)運(yùn)行指示，HL7為手動(dòng)運(yùn)行指示，HL8為緊急停車指示，HL9為系統(tǒng)運(yùn)行正常指示，HL10為系統(tǒng)故障指示。</p><p>　　輸煤機(jī)組控制信號(hào)說(shuō)明見(jiàn)表1</p><p>　　四. 電氣電路原理圖設(shè)計(jì)</p><p><b>　　1.主電路設(shè)計(jì) &l

19、t;/b></p><p>　　運(yùn)煤機(jī)組系統(tǒng)主電路圖</p><p>　　注釋：主回路中交流接觸器KM1、KM2、KM3、KM4、KM5、KM6分別控制三相異步電動(dòng)機(jī)M1～M6。電動(dòng)機(jī)M1、M2、M3、M4、M5、M6由熱繼電器FR1、FR2、FR3、FR4、FR5、FR6實(shí)現(xiàn)過(guò)載保護(hù)。 QF為電源總開(kāi)關(guān)，既可完成主電路的短路保護(hù)，又起到分?jǐn)嗳嘟涣麟娫吹淖饔?，使用和維修方便。熔斷器

20、FU1、FU2、FU3、FU4、FU5、FU6分別實(shí)現(xiàn)各負(fù)載回路的短路保護(hù)。</p><p>　　2.I/O接口功能發(fā)電廠輸煤機(jī)組控制系統(tǒng)PLC控制電路原理圖。負(fù)載電源均由PLC供給。</p><p><b>　　圖4-2</b></p><p>　　3.發(fā)電廠輸煤機(jī)組控制系統(tǒng)PLC控制流程圖</p><p><b

21、>　　圖4-3</b></p><p>　　4.PLC硬件控制電路設(shè)計(jì)。驅(qū)動(dòng)電壓的等級(jí)為DC24~V；輸入端口13個(gè)輸出端口17個(gè)，確定所控制參數(shù)的精度及類型，選擇適合的PLC機(jī)型及外設(shè)，PLC選擇三菱FX2N-6OMT-D完成PLC硬件結(jié)構(gòu)配置。</p><p><b>　　PLC 控制電路圖</b></p><p>　　5

22、. 發(fā)電廠輸煤機(jī)組控制系統(tǒng)PLC梯形圖</p><p><b>　　6.系統(tǒng)調(diào)試</b></p><p>　　硬件調(diào)試：接通電源，檢查可編程序控制器能否正常工作，接頭是否接觸良好。</p><p>　　軟件調(diào)試：按要求輸入梯形圖，檢查后編譯通過(guò)，在線工作后把程序?qū)懭肟删幊绦蚩刂破鞯某绦虼鎯?chǔ)區(qū)。</p><p>　　運(yùn)行調(diào)

23、試：在硬件調(diào)試和軟件調(diào)試正確的基礎(chǔ)上，使PLC進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)，觀察運(yùn)行情況，看是否能夠?qū)崿F(xiàn)循環(huán)工作。根據(jù)以上調(diào)試情況，該沖壓控制設(shè)計(jì)方案符合控制要求。實(shí)驗(yàn)室沒(méi)有相應(yīng)的實(shí)物控制模型，因此，在調(diào)試系統(tǒng)控制程序時(shí)，所有的輸入信號(hào)均用開(kāi)關(guān)信號(hào)來(lái)代替，所有的輸出均用指示燈來(lái)表示。由于實(shí)驗(yàn)室的PLC輸出端口過(guò)少，不能完全滿足我們的要求，所有我們將程序分開(kāi)調(diào)試。調(diào)試時(shí)，首先按控制系統(tǒng)PLC接線圖完成硬件接線，并仔細(xì)檢查接線是否有誤。</p>

24、<p><b>　　四 系統(tǒng)主要參數(shù)</b></p><p>　　1.輸煤機(jī)控制元器件目錄表 </p><p>　　2. 輸煤機(jī)組控制系統(tǒng)PLC輸入接口</p><p>　　3輸煤機(jī)組控制系統(tǒng)PLC輸出接口</p><p><b>　　五. 實(shí)驗(yàn)心得：</b></p>&

25、lt;p>　　本實(shí)驗(yàn)是根據(jù)控制的任務(wù)確定了系統(tǒng)的固有部分，并組成控制系統(tǒng)。系統(tǒng)固有部分各元件中，只有放大器的放大系數(shù)可以調(diào)整。但大多情況下放大系數(shù)不能滿足系統(tǒng)性能指標(biāo)，從而必須引入其他能滿足系統(tǒng)性能的裝置，即為校正裝置?？刂破鞯暮诵闹Q就是校正裝置，綜合的中心就是校正。本次試驗(yàn)，讓我收獲很多，總的來(lái)說(shuō)，感慨也很多！</p><p><b>　　具體如下：</b></p>

26、<p>　　1.我在做實(shí)驗(yàn)過(guò)程中碰到了很多的難題和障礙，從而認(rèn)識(shí)到平時(shí)基礎(chǔ)知識(shí)的重要性，我們只有能夠熟練的掌握了課本知識(shí)才能在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中得心應(yīng)手，否則一步錯(cuò)則整個(gè)試驗(yàn)都會(huì)陷入困境，此外，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度是試驗(yàn)成功的重要保障！實(shí)驗(yàn)中，馬虎的態(tài)度是要不得的。</p><p>　　2. 通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)，我們對(duì)MATLAB有了進(jìn)一步的了解，對(duì)MATLAB的功能和運(yùn)用有了更深刻的認(rèn)識(shí)和體會(huì)，平時(shí)上課的理論知識(shí)只是停留

27、在理論的層面，只有通過(guò)了這樣的試驗(yàn)才能更好的體會(huì)到知識(shí)的主干，做到了理論和實(shí)際的相結(jié)合，使理論知識(shí)真正運(yùn)用到了實(shí)踐中去。</p><p>　　3．當(dāng)然，實(shí)驗(yàn)的成功和唐曉初老師平時(shí)的教育也分不開(kāi)，唐老師不斷的灌輸要提高動(dòng)手能力的思想，使我一直都記得實(shí)驗(yàn)一定要認(rèn)真做，就算是在開(kāi)始的時(shí)候覺(jué)得什么頭緒，也不可以有放棄的念頭。因?yàn)樽鰧?shí)驗(yàn)其實(shí)重要的并不是實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，而是在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，使我們有了解決問(wèn)題的能力。我相信，在唐老師

28、的用心培育下，在這次實(shí)驗(yàn)的歷練后，我們都會(huì)好好記住要以怎樣的態(tài)度和方法去面對(duì)以后的課程設(shè)計(jì)。</p><p>　　六．附錄（參考文獻(xiàn)）</p><p>　　參考資料： 1.三菱公司.低壓控制產(chǎn)品目錄</p><p>　　2.三菱公司.S7-200可編程控制器系統(tǒng)手冊(cè)</p><p>　　重慶大學(xué)城市科技學(xué)院電氣信息學(xué)院</p>