第9章 羅克韋爾plc工程應(yīng)用實(shí)例

1、第9章 羅克韋爾PLC工程應(yīng)用實(shí)例,,,,9.1 PLC在景觀噴泉控制系統(tǒng)中的應(yīng)用,9.2 PLC在水電站自動(dòng)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用,9.3 PLC在火電廠(chǎng)輸煤程控系統(tǒng)中的應(yīng)用,9.1 PLC在景觀噴泉控制系統(tǒng)中的應(yīng)用,1．控制要求景觀噴泉使用3個(gè)潛水泵，工作順序是：A潛水泵先啟動(dòng)，然后B潛水泵啟動(dòng)，最后C潛水泵啟動(dòng)。3個(gè)潛水泵各自啟動(dòng)后，即開(kāi)始運(yùn)行工作。停止時(shí)，執(zhí)行順序與啟動(dòng)時(shí)相反，即C潛水泵先停止工作，然后B潛水泵停止工作，最后

2、A潛水泵停止工作。2．輸入/輸出信號(hào)表設(shè)計(jì)景觀噴泉PLC控制系統(tǒng)潛水泵輸入/輸出信號(hào)分配如表9-1所示。,9.1 PLC在景觀噴泉控制系統(tǒng)中的應(yīng)用,3．控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)景觀噴泉潛水泵啟動(dòng)聯(lián)鎖梯形圖如圖9-1所示。,9.1 PLC在景觀噴泉控制系統(tǒng)中的應(yīng)用,景觀噴泉潛水泵停止聯(lián)鎖梯形圖如圖9-2所示。,9.1 PLC在景觀噴泉控制系統(tǒng)中的應(yīng)用,4．系統(tǒng)應(yīng)用分析采用PLC控制潛水泵，從而實(shí)現(xiàn)景觀噴泉的噴水效果。與傳統(tǒng)繼電器或

3、單片機(jī)控制系統(tǒng)相比，PLC控制系統(tǒng)具有更高的可靠性、靈活性和經(jīng)濟(jì)實(shí)用性。,9.2 PLC在水電站自動(dòng)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用,1．設(shè)計(jì)原則和要求?  水電站工程按“無(wú)人值班（少人值守）”的原則進(jìn)行設(shè)計(jì)，工程按照能實(shí)現(xiàn)現(xiàn)地、遠(yuǎn)方（調(diào)度中心）監(jiān)控的指導(dǎo)思想進(jìn)行總體設(shè)計(jì)和配置。?  系統(tǒng)結(jié)構(gòu)為分層、全分布、全開(kāi)放系統(tǒng)，既便于功能和硬件的擴(kuò)充，又充分保護(hù)應(yīng)用資源和投資。?  計(jì)算機(jī)監(jiān)控

4、系統(tǒng)，可在集控中心完成全站設(shè)備的運(yùn)行監(jiān)視和控制，同時(shí)也可在站級(jí)控制層及現(xiàn)地各LCU上通過(guò)觸摸屏人機(jī)界面，實(shí)現(xiàn)對(duì)其所控設(shè)備運(yùn)行的監(jiān)視和控制。?  當(dāng)主控計(jì)算機(jī)因故障退出運(yùn)行或由于通道故障現(xiàn)地控制單元和主控計(jì)算機(jī)通信中斷時(shí)，各現(xiàn)地控制單元應(yīng)能獨(dú)立運(yùn)行，進(jìn)行控制和監(jiān)視，保證電站安全運(yùn)行。,9.2 PLC在水電站自動(dòng)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用,2．水電站PLC系統(tǒng)結(jié)構(gòu)（1）水電站的電氣結(jié)構(gòu)水電站的一次系統(tǒng)主接線(xiàn)如圖9-3所示，

5、裝機(jī)容量為4×800kW。,9.2 PLC在水電站自動(dòng)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用,（2）PLC監(jiān)控系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)水電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)是一個(gè)典型的分層、分布式自動(dòng)控制系統(tǒng)。整個(gè)系統(tǒng)由現(xiàn)地控制單元（LCU）層和主控層構(gòu)成。根據(jù)控制對(duì)象的不同，現(xiàn)地控制單元層包括機(jī)組LCU、升壓站與公用設(shè)備LCU。,9.2 PLC在水電站自動(dòng)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用,3．監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)（1）電站控制級(jí)電站控制級(jí)作為電站的實(shí)時(shí)監(jiān)控中心，負(fù)責(zé)全站的自動(dòng)化功能

6、（包括安全監(jiān)視、控制操作、自動(dòng)發(fā)電控制AGC、自動(dòng)電壓控制AVC等）、歷史數(shù)據(jù)處理（包括運(yùn)行報(bào)表、設(shè)備檔案、運(yùn)行參數(shù)等）、人機(jī)對(duì)話(huà)（包括對(duì)運(yùn)行設(shè)備的監(jiān)視、事故和故障報(bào)警，對(duì)運(yùn)行設(shè)備的人工干預(yù)及監(jiān)控系統(tǒng)各種參數(shù)的修改和設(shè)置等）及時(shí)鐘同步。（2）現(xiàn)地控制級(jí)各機(jī)組設(shè)備分別設(shè)置一套LCU，開(kāi)關(guān)站及公用設(shè)備設(shè)置一套LCU。LCU直接監(jiān)控被控設(shè)備的生產(chǎn)過(guò)程，既可作為分布系統(tǒng)中的現(xiàn)地智能終端，又可作為獨(dú)立裝置單獨(dú)運(yùn)行。PLC是現(xiàn)地控制級(jí)監(jiān)控子系統(tǒng)

7、的核心。（3）輔助設(shè)備水電站的輔助設(shè)備主要包括直流電源、計(jì)量設(shè)備、交流電源等。,9.2 PLC在水電站自動(dòng)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用,4．主控功能（1）數(shù)據(jù)采集功能（2）數(shù)據(jù)處理功能（3）顯示功能（4）打印功能（5）控制功能（6）信號(hào)功能（7）修改參數(shù)功能,9.2 PLC在水電站自動(dòng)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用,5．機(jī)組現(xiàn)地控制單元的結(jié)構(gòu)（1）現(xiàn)地控制單元結(jié)構(gòu)機(jī)組現(xiàn)地控制單元（LCU）用來(lái)實(shí)現(xiàn)水電機(jī)組的電氣保護(hù)、監(jiān)控及水輪機(jī)自動(dòng)化。

8、機(jī)組LCU由發(fā)電機(jī)保護(hù)單元、發(fā)電機(jī)監(jiān)控單元、PLC機(jī)組控制單元組成，如圖9-4所示。,9.2 PLC在水電站自動(dòng)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用,現(xiàn)地控制單元構(gòu)成示意圖如圖9-5所示。,9.2 PLC在水電站自動(dòng)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用,現(xiàn)地控制屏柜示意圖如圖9-6所示。,9.2 PLC在水電站自動(dòng)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用,（2）現(xiàn)地控制單元設(shè)備配置?  機(jī)組現(xiàn)地控制單元LCU的設(shè)備配置如表9-2所示。,9.2 PLC在水電站自動(dòng)控制系統(tǒng)

9、中的應(yīng)用,? 開(kāi)關(guān)站及公用單元LCU的設(shè)備配置如表9-3所示。,9.2 PLC在水電站自動(dòng)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用,（3）PLC及I/O配置機(jī)組現(xiàn)地控制單元LCU的設(shè)備配置如表9-4所示。,9.2 PLC在水電站自動(dòng)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用,開(kāi)關(guān)站及公用LCU的設(shè)備配置如表9-5所示。,9.2 PLC在水電站自動(dòng)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用,6．系統(tǒng)性能（1）實(shí)時(shí)性? 數(shù)據(jù)采集響應(yīng)時(shí)間? 控制響應(yīng)能力（2）主控級(jí)的響應(yīng)能力滿(mǎn)足系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集、人機(jī)接口

10、、控制功能和系統(tǒng)通信的時(shí)間要求。? 數(shù)據(jù)采集響應(yīng)時(shí)間? 人機(jī)通信響應(yīng)時(shí)間（3）可靠性,9.2 PLC在水電站自動(dòng)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用,7．系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)圖（1）1＃機(jī)組電氣控制圖通過(guò)PLC的模擬量輸入模塊1756-IB32，采集機(jī)組的電壓（V）、電流（I）、功率（P、Q、S）、功率因數(shù)（COS）、頻率（F）等數(shù)據(jù)，在上位機(jī)中實(shí)時(shí)顯示，如圖9-7所示。,9.2 PLC在水電站自動(dòng)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用,（2）電站透平油系統(tǒng)圖在電站透平

11、油系統(tǒng)圖中顯示工藝畫(huà)面、設(shè)備運(yùn)行情況等，如圖9-8所示，可以在線(xiàn)實(shí)時(shí)地在圖上對(duì)參與控制的各類(lèi)電動(dòng)閥門(mén)、油泵等現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備發(fā)出控制指令，進(jìn)行遠(yuǎn)方控制操作。,9.2 PLC在水電站自動(dòng)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用,（3）開(kāi)關(guān)站負(fù)荷曲線(xiàn)圖在水電站中，開(kāi)關(guān)站負(fù)荷曲線(xiàn)圖是重要的界面，如圖9-9所示，在運(yùn)行中經(jīng)常要觀測(cè)負(fù)荷狀況。,9.2 PLC在水電站自動(dòng)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用,（4）系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)通信圖系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)通信圖描述的是水電站的總體網(wǎng)絡(luò)通信架構(gòu)，從圖中可以了解水

12、電站的整體網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)運(yùn)行情況，如圖9-10所示。,9.2 PLC在水電站自動(dòng)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用,8．系統(tǒng)應(yīng)用分析根據(jù)水電站的實(shí)際情況，著眼于整個(gè)水電站系統(tǒng)的控制和管理，采用羅克韋爾ControlLogix在工控領(lǐng)域中安全、可靠、成熟、高效的PLC系列產(chǎn)品，配合微機(jī)繼電保護(hù)裝置，提供水電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的一體化解決方案。,9.3 PLC在火電廠(chǎng)輸煤程控系統(tǒng)中的應(yīng)用,1．系統(tǒng)概述火力發(fā)電廠(chǎng)的輸煤系統(tǒng)是輔機(jī)系統(tǒng)的重要部分。輸煤系統(tǒng)承擔(dān)

13、從煤碼頭或卸煤溝至儲(chǔ)煤場(chǎng)或主廠(chǎng)房原煤倉(cāng)的運(yùn)煤任務(wù)。輸煤系統(tǒng)的安全、可靠運(yùn)行是保證電廠(chǎng)安全、高效運(yùn)行的重要環(huán)節(jié)。,9.3 PLC在火電廠(chǎng)輸煤程控系統(tǒng)中的應(yīng)用,2．工藝過(guò)程火電廠(chǎng)工藝流程如圖9-11所示。,9.3 PLC在火電廠(chǎng)輸煤程控系統(tǒng)中的應(yīng)用,火力發(fā)電廠(chǎng)燃燒系統(tǒng)工藝如圖9-12所示。,9.3 PLC在火電廠(chǎng)輸煤程控系統(tǒng)中的應(yīng)用,輸煤系統(tǒng)工藝如圖9-13所示。,9.3 PLC在火電廠(chǎng)輸煤程控系統(tǒng)中的應(yīng)用,3．使用Control

14、Logix系列PLC構(gòu)成輸煤程控系統(tǒng)的三層網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)（1）設(shè)備網(wǎng)（2）控制網(wǎng)（3）工業(yè)以太網(wǎng)4．控制技術(shù)要求（1）主要控制對(duì)象主要控制對(duì)象包括卸船機(jī)、斗輪堆取料機(jī)、皮帶機(jī)、碎煤機(jī)、除鐵器、取樣裝置、犁煤器、滾軸篩、電子皮帶秤等。（2）主要檢測(cè)信號(hào)? 皮帶跑偏、打滑、速度、煤流、堵煤、跳閘、撕裂、拉長(zhǎng)等；? 超溫、超振、過(guò)載、高低煤位、煤倉(cāng)稱(chēng)重、犁煤器狀態(tài)等。（3）輸煤系統(tǒng)主要完成的功能① 煤源給煤、上煤、配煤程控。

15、② 分爐和分時(shí)計(jì)量、煤場(chǎng)入場(chǎng)和出場(chǎng)計(jì)量。③ 工業(yè)電視跟蹤監(jiān)視、報(bào)警。④ 與廠(chǎng)級(jí)MIS聯(lián)網(wǎng)。,9.3 PLC在火電廠(chǎng)輸煤程控系統(tǒng)中的應(yīng)用,5．輸煤PLC控制系統(tǒng)的主要技術(shù)特點(diǎn)? 系統(tǒng)啟動(dòng)按逆煤流方向順序啟動(dòng)，按順煤流方向停機(jī)，異常時(shí)按順煤流方向聯(lián)鎖停機(jī)。? 操作方式：程控、遙控、就地控制。? 運(yùn)行路徑選擇，設(shè)備工況監(jiān)視和報(bào)警。? 給煤機(jī)出力調(diào)節(jié)。? 每條皮帶有速度信號(hào)、打滑信號(hào)、跑偏信號(hào)等。? 落煤管處裝有堵煤信號(hào)。?

16、 電廠(chǎng)來(lái)煤/卸煤溝出煤/原煤倉(cāng)進(jìn)煤計(jì)量。? 原煤倉(cāng)煤位測(cè)量，集灰斗灰位測(cè)量。? 原煤倉(cāng)配煤控制。? 可與工業(yè)電視接口。? 可與MIS聯(lián)網(wǎng)。,9.3 PLC在火電廠(chǎng)輸煤程控系統(tǒng)中的應(yīng)用,6．控制系統(tǒng)組態(tài)圖系統(tǒng)組態(tài)結(jié)構(gòu)如圖9-14所示。,9.3 PLC在火電廠(chǎng)輸煤程控系統(tǒng)中的應(yīng)用,7．系統(tǒng)設(shè)計(jì)輸煤程控系統(tǒng)上煤子系統(tǒng)PLC控制柜的硬件配置如表9-6所示。,9.3 PLC在火電廠(chǎng)輸煤程控系統(tǒng)中的應(yīng)用,8．系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)圖一次系