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【摘 要】 输煤系统在火电厂生产运行中占有重要地位，控制系统的先进性、可靠性对于火电厂的安全、高效运行起着关键作用。首先对可编程序控制器（PLC）的性能、优势做了简单概述，接着对PLC火电站输煤系统设计中存在的问题进行了探讨。
【关键词】 PLC；火电站输煤；系统设计
传统的热电厂输煤控制系统是一种基于人工手动和继电接触器的半自动化控制系统，由于现场的环境比较恶劣，工人们必须通过开动承前起后的取煤机和皮带运输机来向储煤仓输煤，经常有皮带撕裂、跑偏及落煤管堵塞等故障发生。但是对于热电厂来说，炉膛是不容许断煤的。在输煤系统工作时需要尽量将储煤仓装满，这样可以保证在输煤系统发生故障时，有足够的时间来排除故障，完成检修。随着火力发电厂规模的迅速扩大，传的半自动化输煤系统已经无法满足热电厂的配煤需要，需要对输煤系统进行改造、设计。
一、PLC及其优势
PLC是以顺序控制和微机控制为基础产生和发展起来的，主要在逻辑控制的计算机上运用，国外对于该技术的应用已经较为成熟，我国近年来也加大了对其的应用和研究，取得了较为明显的效果。通过实践证明，PLC主要具有以下几个优势：①可以承受较为恶劣的工作环境，抗干扰性能较强；②PLC采用模块化结构，系统的配置相对较为简单，便于工人维修和更换；③能够和工业现场信号的输入输出实现直接连接，同时具有多种I/O模件以满足不同现场信号的需求，输入信号同时充当模拟量和开关量，不用考虑放大或者A/D的转换；④编程较为简单，而且实现了在线编程功能，可以省去火电厂员工技能培训费用，节省成本；⑤可靠。一般来说，其平均无故障的间隔持续时间可以达到2～5万h以上，同时也具备自检、监控以及强制等功能，满足生产的多种需要。目前我国电厂输煤系统的控制系统实际上是以PLC为核心，遵循步进控制原理，使输煤系统内部协调、高效、稳定运行的一系列硬件与软件设备设施。
二、火电厂输煤程控系统
1、系统流程
输煤控制系统依靠PLC与工业触摸屏等实现对实时数据信号的收集、处理与显示，为保证输煤系统的稳定、高效运行，输煤控制系统中包含设备启停控制程序与报警控制程序。设备启停控制程序与报警控制程序的编制需要结合输煤系统的实际需要[1]，例如报警控制程序的编制需要结合堆煤传感器等传感器设备采集的燃煤高度等动态指标数据。
2、控制对象
输煤控制系统的对象包括细碎机、筛分机、带式输送机、给煤机等设备，需要以先进的仪器与技术进行智能控制。
3、自动除铁计量煤量
为确保燃煤中所含的金属成分维持在合理范围内，需要在输煤系统中加设除铁器和相应的探测器。如果探测器检测到燃煤中金属含量超过合理范围，将自动延时停机、启动除铁器，经过除铁工序且探测器确认金属含量达标的情况下，探测器自动启动系统进入下道工序[2]。另外，在输煤系统中加设电子秤能够自动计量输煤系统输送的燃煤量，并将数据进行存储分析，以便于输煤系统的管理。
三、基于PLC的火电厂输煤控制系统的方案
电厂输煤控制系统不仅控制单元多，而且需要进行很好的步进协调配合。因此，必须采用先进的设备与技术对输煤系统进行有效的控制，目前较多使用的是基于PLC的电厂输煤控制系统，采用结合现地控制与中控两个控制系统的自动协调控制方案。现地控制由PLC分站作为控制核心，中控由PLC总站作为控制中心，主站与分站借助数据通信网络进行实时通信和动态控制。
1、冗余设计
电厂输煤控制系统设立了专门的PLC子系统对各个输煤设备进行控制，能够在现地开展操作调试等具体工作。由于输煤系统工作线过长，PLC分站数量也随之较多，为控制系统投资，通常由厂用电配电室向各个PLC系统供电，PLC主站由独立供电系统供电，以保证整个输煤控制系统的稳定运行，降低系统故障影响广度。另外，主站与分站都单独建立以工业计算机、触摸屏技术等设备和技术为基础的控制系统，以提高输煤系统控制的自动化水平。电厂输煤控制系统的可靠性十分重要，通常需要采用冗余技术分别设立现地与中控两套输煤控制系统，以提高系统可靠性。两套系统间建立局域網络，两台工业计算机由独立的电源供电，如果某个计算机发生故障，由另一台计算机负责维持输煤控制系统的稳定运行[3]。这种互为备用的系统模式能够大幅度降低故障的影响程度，实现合理调度、有效监控的目的。
2、硬件设计
输煤控制系统可以选择S7—300型号的PLC和相应的监控系统，该系统不仅数据处理能力十分强大，还能够借助通讯接口实现主站、分站等系统间的数据通信和实时监控。在选定PLC的基础上，还需要选择合适的变频器，集成变频器功能全面、维护方便、抗干扰性强，与PLC配合使用能够起到很好的节能降耗效果，提高电机的工作效率。在传感器方面，可以选择堆煤传感器等传感器设备对各输煤设备的工作信号进行收集，并对电机启停等工作进行动态操控。如果发现皮带断带、煤堆超高、烟雾浓度超标、电机故障等问题，传感器能够依靠网络将信号传输到数据处理单元，从而避免事故的进一步恶化。在触摸屏方面，需要选用抗干扰性强的工业触摸屏，利用电子软开关，并能依靠系统自检功能周期性巡检输煤系统的运行工况，出现异常时可以实时发出报警提示。
3、软件设计
输煤控制系统需要依靠软件对输煤系统的设备启停等实现动态控制。控制系统在得到PLC主站或分站或操作人员由触摸屏发出的指令时，能够结合电机运行状态对电路约束进行准确的判别，并启动变频器。例如输煤控制系统接收到启动信号后，会检测应启动设备的运行状态，当该设备没有进入启动状态时启动变频器和延时计时器、电机，计时达到设定参数后再启动其它变频器和延时计时器、电机，直至按照程序完全启动该设备。在启停设备的过程中，软件系统还需要动态改变并传输该设备的工况信号，更新设备的工作参数和监控状态，并在设备成功启停后初始化变频器。
4、监控系统设计
监控系统的人机界面便于相关人员及时、准确掌握系统运行工况和电压等细节数据，并结合历史数据等及时发现安全隐患，予以解决，因而能够有效提高监控的自动化水平。
四、SIMENCE S7—200型PLC在火电厂输煤系统中的应用
SIMENCE S7—200型的PLC，主要由中央处理器、系统程序存储器以及用户存储器、输入输出组件、外部设备等组成。这种PLC作为一种小型可变程序控制器，其应用范围非常广，几乎包含了自动检测、自动控制的所有工业和民用领域，如机床、机械、电力设备以及环境保护设备中都随处可见。而它所具备的强大功能还体现在独立运行或者相连成网络中，具有较高的性价比。
五、结束语
综上所述，基于PLC的电厂输煤控制系统能够有效提高输煤系统的自动化水平，从而提高输煤系统的效率和可靠性。基于PLC的输煤控制系统的成功应用，不仅需要科学、合理的方案设计，还需要高质量的设备、完善的工艺、良好的人员素质、健全的管理制度，只有全面加强输煤系统各方面的管理工作，才能为电厂的高效稳定运行提供原料供给的保障。
参考文献：
[1]张世荣；唐玉玲.基于PLC的全分布式输煤程控系统设计[J].工业控制计算机.2008（10）66-67
[2]姜建芳，张志勇，施奇峰，赖祖红.PLC控制系统的仿真调试研究[J].工业控制计算机.2001（11）103-104
[3]张晓强.基于工业以太网的煤矿热电厂输煤监控系统设计[J].矿山机械.2010（12）22
【关键词】 PLC；火电站输煤；系统设计
传统的热电厂输煤控制系统是一种基于人工手动和继电接触器的半自动化控制系统，由于现场的环境比较恶劣，工人们必须通过开动承前起后的取煤机和皮带运输机来向储煤仓输煤，经常有皮带撕裂、跑偏及落煤管堵塞等故障发生。但是对于热电厂来说，炉膛是不容许断煤的。在输煤系统工作时需要尽量将储煤仓装满，这样可以保证在输煤系统发生故障时，有足够的时间来排除故障，完成检修。随着火力发电厂规模的迅速扩大，传的半自动化输煤系统已经无法满足热电厂的配煤需要，需要对输煤系统进行改造、设计。
一、PLC及其优势
PLC是以顺序控制和微机控制为基础产生和发展起来的，主要在逻辑控制的计算机上运用，国外对于该技术的应用已经较为成熟，我国近年来也加大了对其的应用和研究，取得了较为明显的效果。通过实践证明，PLC主要具有以下几个优势：①可以承受较为恶劣的工作环境，抗干扰性能较强；②PLC采用模块化结构，系统的配置相对较为简单，便于工人维修和更换；③能够和工业现场信号的输入输出实现直接连接，同时具有多种I/O模件以满足不同现场信号的需求，输入信号同时充当模拟量和开关量，不用考虑放大或者A/D的转换；④编程较为简单，而且实现了在线编程功能，可以省去火电厂员工技能培训费用，节省成本；⑤可靠。一般来说，其平均无故障的间隔持续时间可以达到2～5万h以上，同时也具备自检、监控以及强制等功能，满足生产的多种需要。目前我国电厂输煤系统的控制系统实际上是以PLC为核心，遵循步进控制原理，使输煤系统内部协调、高效、稳定运行的一系列硬件与软件设备设施。
二、火电厂输煤程控系统
1、系统流程
输煤控制系统依靠PLC与工业触摸屏等实现对实时数据信号的收集、处理与显示，为保证输煤系统的稳定、高效运行，输煤控制系统中包含设备启停控制程序与报警控制程序。设备启停控制程序与报警控制程序的编制需要结合输煤系统的实际需要[1]，例如报警控制程序的编制需要结合堆煤传感器等传感器设备采集的燃煤高度等动态指标数据。
2、控制对象
输煤控制系统的对象包括细碎机、筛分机、带式输送机、给煤机等设备，需要以先进的仪器与技术进行智能控制。
3、自动除铁计量煤量
为确保燃煤中所含的金属成分维持在合理范围内，需要在输煤系统中加设除铁器和相应的探测器。如果探测器检测到燃煤中金属含量超过合理范围，将自动延时停机、启动除铁器，经过除铁工序且探测器确认金属含量达标的情况下，探测器自动启动系统进入下道工序[2]。另外，在输煤系统中加设电子秤能够自动计量输煤系统输送的燃煤量，并将数据进行存储分析，以便于输煤系统的管理。
三、基于PLC的火电厂输煤控制系统的方案
电厂输煤控制系统不仅控制单元多，而且需要进行很好的步进协调配合。因此，必须采用先进的设备与技术对输煤系统进行有效的控制，目前较多使用的是基于PLC的电厂输煤控制系统，采用结合现地控制与中控两个控制系统的自动协调控制方案。现地控制由PLC分站作为控制核心，中控由PLC总站作为控制中心，主站与分站借助数据通信网络进行实时通信和动态控制。
1、冗余设计
电厂输煤控制系统设立了专门的PLC子系统对各个输煤设备进行控制，能够在现地开展操作调试等具体工作。由于输煤系统工作线过长，PLC分站数量也随之较多，为控制系统投资，通常由厂用电配电室向各个PLC系统供电，PLC主站由独立供电系统供电，以保证整个输煤控制系统的稳定运行，降低系统故障影响广度。另外，主站与分站都单独建立以工业计算机、触摸屏技术等设备和技术为基础的控制系统，以提高输煤系统控制的自动化水平。电厂输煤控制系统的可靠性十分重要，通常需要采用冗余技术分别设立现地与中控两套输煤控制系统，以提高系统可靠性。两套系统间建立局域網络，两台工业计算机由独立的电源供电，如果某个计算机发生故障，由另一台计算机负责维持输煤控制系统的稳定运行[3]。这种互为备用的系统模式能够大幅度降低故障的影响程度，实现合理调度、有效监控的目的。
2、硬件设计
输煤控制系统可以选择S7—300型号的PLC和相应的监控系统，该系统不仅数据处理能力十分强大，还能够借助通讯接口实现主站、分站等系统间的数据通信和实时监控。在选定PLC的基础上，还需要选择合适的变频器，集成变频器功能全面、维护方便、抗干扰性强，与PLC配合使用能够起到很好的节能降耗效果，提高电机的工作效率。在传感器方面，可以选择堆煤传感器等传感器设备对各输煤设备的工作信号进行收集，并对电机启停等工作进行动态操控。如果发现皮带断带、煤堆超高、烟雾浓度超标、电机故障等问题，传感器能够依靠网络将信号传输到数据处理单元，从而避免事故的进一步恶化。在触摸屏方面，需要选用抗干扰性强的工业触摸屏，利用电子软开关，并能依靠系统自检功能周期性巡检输煤系统的运行工况，出现异常时可以实时发出报警提示。
3、软件设计
输煤控制系统需要依靠软件对输煤系统的设备启停等实现动态控制。控制系统在得到PLC主站或分站或操作人员由触摸屏发出的指令时，能够结合电机运行状态对电路约束进行准确的判别，并启动变频器。例如输煤控制系统接收到启动信号后，会检测应启动设备的运行状态，当该设备没有进入启动状态时启动变频器和延时计时器、电机，计时达到设定参数后再启动其它变频器和延时计时器、电机，直至按照程序完全启动该设备。在启停设备的过程中，软件系统还需要动态改变并传输该设备的工况信号，更新设备的工作参数和监控状态，并在设备成功启停后初始化变频器。
4、监控系统设计
监控系统的人机界面便于相关人员及时、准确掌握系统运行工况和电压等细节数据，并结合历史数据等及时发现安全隐患，予以解决，因而能够有效提高监控的自动化水平。
四、SIMENCE S7—200型PLC在火电厂输煤系统中的应用
SIMENCE S7—200型的PLC，主要由中央处理器、系统程序存储器以及用户存储器、输入输出组件、外部设备等组成。这种PLC作为一种小型可变程序控制器，其应用范围非常广，几乎包含了自动检测、自动控制的所有工业和民用领域，如机床、机械、电力设备以及环境保护设备中都随处可见。而它所具备的强大功能还体现在独立运行或者相连成网络中，具有较高的性价比。
五、结束语
综上所述，基于PLC的电厂输煤控制系统能够有效提高输煤系统的自动化水平，从而提高输煤系统的效率和可靠性。基于PLC的输煤控制系统的成功应用，不仅需要科学、合理的方案设计，还需要高质量的设备、完善的工艺、良好的人员素质、健全的管理制度，只有全面加强输煤系统各方面的管理工作，才能为电厂的高效稳定运行提供原料供给的保障。
参考文献：
[1]张世荣；唐玉玲.基于PLC的全分布式输煤程控系统设计[J].工业控制计算机.2008（10）66-67
[2]姜建芳，张志勇，施奇峰，赖祖红.PLC控制系统的仿真调试研究[J].工业控制计算机.2001（11）103-104
[3]张晓强.基于工业以太网的煤矿热电厂输煤监控系统设计[J].矿山机械.2010（12）22