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[摘 要]输煤系统是燃煤火力发电厂的核心，其性能直接影响着机组的稳步进行和整体的经济效益。现阶段，伴随着发电大机组的建设和投产的力度不断增加，电厂对自身经济效益的追求不断提高，导致电厂对输煤程控系统提出了新的要求。另外，近年来，输煤程控系统在具体的应用过程中也表现出了一些问题，通常为获得较高稳定和可靠性的输煤程控系统，加大成本投入，其中在PLC系统中表现最为突出。本文旨在通过对西门子PLC冗余系统在输煤程控系统的应用，实现输煤程控系统的最理想配置。
[关键词]西门子 PLC 冗余系统 输煤程控系统
中图分类号：TD760 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）41-0243-01
输煤程控系统、水处理系统和粉灰除尘系统是火力发电厂中最重要的组成部分，其中输煤程控系统所用空间较大，涉及的设备较多且不集中，控制该工艺的难度系数也比较大。然而在具体的应用过程中，西门子PLC冗余系统的方案和实现存在一定的差异，这是因为西门子PLC冗余系统有相关的产品介绍和使用说明，但是没有对于输煤程控系统的具体配置和变成方式的注释，因此，导致了实践活动和技术理论的脱节。
一、 输煤程控系统概述
上世纪八十年代，我国的自动化控制水平不高，对于火力发电厂输煤系统设备只能现场实地对其进行控制。火力发电厂输煤系统设备具有一定的复杂性和零散性，主要包括传送煤设备，传送煤路线选择设备，装运卸载煤设备，碾碎煤设备，筛选煤设备，煤质净化设备，储煤仓库卸载煤设备，称量煤设备，这些设备有序零散分布在整个传输煤路线，工作环境一般比较恶劣，且对设备的保护工作尚不彻底，设备的维护工作任务比较繁重，这在一定程度上增加了设备运行和维修人员的工作量。因此，对于这些设备的集中统一控制成为了输煤系统中急需解决的问题，输煤程控的理念应运而生。而PLC技术是输煤系统的基础保障和技术支撑，到八十年代中期，PLC系统已经成为输煤系统的控制核心；后来伴随着计算机技术的大力发展，在九十年代年代中期，上位机系统取代了人工模拟屏和集中控制操作台的方式；截至到现在，伴随着自动化程度的不断提高，输煤程控系统更加完善，细节问题更在逐渐改进，它已经成为不可或缺的生产辅助控制系统，并在火力发电厂中得到了广泛的应用。
二、 PLC技术
在传统的工业生产过程中，借助气动或者电气控制系统来采集离散量数据和控制开关量的次序，在1969年，美国通用汽车公司提出了以集成电路和电子技术为基础的电气控制系统，并被广泛应用。后来，伴随着自动化程度的不断提高，PLC系统凭借自身高可靠性、超强抵抗干扰能力和使用性能、便于掌握应用维护、工作量小的优势被大力用作控制系统的核心。
三、西门子PLC冗余系统在输煤程控系统中的应用
（一） PLC冗余系统的配置
双网冗余热备和双机冗余热备系统构成了冗余配置的PLC系统，其中双网冗余设备是指在PLC系统中，通过两根通讯电缆将每个PLC的I/O站点和中央处理器相连，借助参数相同的两个通道完成数据通讯工作，两个通道互为备用，这种通讯方式有效地减小了数据传输出现故障的可能性；双机冗余热备系统是指在PLC系统中设置两个相同的中央处理器同时工作，互为主次，主要的中央处理器负责完成具体的系统输出工作，一旦PLC系统检测到主要的中央处理器出现故障或者是更换命令时，会及时将次要的中央处理器相连到系统输出端，替换主中央处理器，这给系统故障的处理带来了较大的便利。
（二） PLC冗余系统的设定
在实际工程的软件冗余系统中，MPI-PROFIBUS和TCP/IP是最为常用的两种冗余方式。软件冗余系统是一种较为特殊的PLC冗余系统，除了在硬件组成上具有一定的独特性，在软件设定上更为严格，如果没有合理、科学、可行的软件组态和设定，该系统将不能正常运行，严重情况甚至不能组建。首先，确定合适的软件冗余系统的硬件组成，主要包含PLC主机、中央处理器、电源模块、主机槽架、冗余数据的检测模块和I/O分站；然后，在计算机中安装用户编程的专用软件，在安装的过程中，应注意将待安装的光盘平整放入光驱内，计算机自动开启安装程序，依据系统的具体要求，选择语种、授权和网络驱动方式进行安装，安装完成后，还需安装和软件冗余配置的特定的冗余软件；最后，建立和组态与实际工程相符的软件冗余系统程序。
（三） PLC冗余系统的编程
为提高程序的灵活性，增强使用功能，提升程序的可读性，通常包含以下四种程序模块。
（1） 程序组织模块
通常用户程序的执行均是通过中央处理器扫面程序组成模块完成的。循環程序处理模块、日时钟阻断组织模块、时间延后阻断组织模块、硬件阻断组织模块、异常故障阻断组织模块等较为常用的程序组织模块。
（2） 储存程序数据模块
这种数据模块的格式和内容的设定通常应结合用户的具体需求，该数据块主要支持BOOL、WORD、TIME等常见数据类型，该数据模块常以数据结构的形式来定义自身结构。数据模块是用户程序计算数据的存储空间，在该空间内不存在程序语句，对于不同的中央处理器，能够定义的数据模块的数量也各不相同。
（3） 具有储存数据程序功能模块
这类功能模块需要依赖其它数据模块才能工作，每一个该模块都需要匹配的储存程序数据模块共同协作使用，且通过程序组织模块的支配执行各种命令。该模块可以通过用户自行编制，也可以是软件系统自带的。
（4） 不具有储存数据程序功能模块
这种功能模块能够独立存在，不需要依赖其它数据模块完成工作，是用户在开发程序过程中经常应用的程序模块，通过程序组织模块来支配其执行命令。该模块主要以具有某方面通用功能的程序模块和具有某种特定功能的程序模块这两种形式存在，其中前者是用户开发人员自行编制的，后者是系统自带的。该模块的尺寸可根据实际需要随意调整，能够直接以用户子程序的身份使用，在软件冗余系统中，基本上全部的用户程序都能够移动到该模块中完成编制工作。
结语
PLC技术和输煤程控技术的有效融合，能够实现对输煤程控系统的最理想配置，使PLC程控系统的软件和硬件冗余方式充分地应用在输煤程控系统中，发挥其最大价值，从而实现对输煤程控系统的连续控制。本文对西门子PLC冗余系统的实现方式和流程进行了简单研究，在发电厂今后的研究工作中，为获得更高的经济效益，仍需加大对PLC冗余系统的研究力度。
参考文献
[1] 马勇.西门子PLC冗余系统在输煤程控系统中的应用[J].长春：吉林大学，2008，.DOI：10.
[2] 廖廷常.可编程控制器在电厂输煤程控系统中的应用[J].广西电力技术，2001，24（3）：59-61.
[3] 杨宁哲.PLC在煤化工输煤程控系统中的应用[J].科技与企业，2013，（13）：131-131.
[4] 王利婷，韩虎林.PLC在蒙西发电厂输煤程控系统中的应用[J].科技与企业，2013，（24）：173-173.
[5] 徐行健，吴盘龙，吴恒等.西门子S7-400 PLC在电厂输煤程控系统中的应用[J].电工技术，2008，（6）：35-36，42.
[关键词]西门子 PLC 冗余系统 输煤程控系统
中图分类号：TD760 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）41-0243-01
输煤程控系统、水处理系统和粉灰除尘系统是火力发电厂中最重要的组成部分，其中输煤程控系统所用空间较大，涉及的设备较多且不集中，控制该工艺的难度系数也比较大。然而在具体的应用过程中，西门子PLC冗余系统的方案和实现存在一定的差异，这是因为西门子PLC冗余系统有相关的产品介绍和使用说明，但是没有对于输煤程控系统的具体配置和变成方式的注释，因此，导致了实践活动和技术理论的脱节。
一、 输煤程控系统概述
上世纪八十年代，我国的自动化控制水平不高，对于火力发电厂输煤系统设备只能现场实地对其进行控制。火力发电厂输煤系统设备具有一定的复杂性和零散性，主要包括传送煤设备，传送煤路线选择设备，装运卸载煤设备，碾碎煤设备，筛选煤设备，煤质净化设备，储煤仓库卸载煤设备，称量煤设备，这些设备有序零散分布在整个传输煤路线，工作环境一般比较恶劣，且对设备的保护工作尚不彻底，设备的维护工作任务比较繁重，这在一定程度上增加了设备运行和维修人员的工作量。因此，对于这些设备的集中统一控制成为了输煤系统中急需解决的问题，输煤程控的理念应运而生。而PLC技术是输煤系统的基础保障和技术支撑，到八十年代中期，PLC系统已经成为输煤系统的控制核心；后来伴随着计算机技术的大力发展，在九十年代年代中期，上位机系统取代了人工模拟屏和集中控制操作台的方式；截至到现在，伴随着自动化程度的不断提高，输煤程控系统更加完善，细节问题更在逐渐改进，它已经成为不可或缺的生产辅助控制系统，并在火力发电厂中得到了广泛的应用。
二、 PLC技术
在传统的工业生产过程中，借助气动或者电气控制系统来采集离散量数据和控制开关量的次序，在1969年，美国通用汽车公司提出了以集成电路和电子技术为基础的电气控制系统，并被广泛应用。后来，伴随着自动化程度的不断提高，PLC系统凭借自身高可靠性、超强抵抗干扰能力和使用性能、便于掌握应用维护、工作量小的优势被大力用作控制系统的核心。
三、西门子PLC冗余系统在输煤程控系统中的应用
（一） PLC冗余系统的配置
双网冗余热备和双机冗余热备系统构成了冗余配置的PLC系统，其中双网冗余设备是指在PLC系统中，通过两根通讯电缆将每个PLC的I/O站点和中央处理器相连，借助参数相同的两个通道完成数据通讯工作，两个通道互为备用，这种通讯方式有效地减小了数据传输出现故障的可能性；双机冗余热备系统是指在PLC系统中设置两个相同的中央处理器同时工作，互为主次，主要的中央处理器负责完成具体的系统输出工作，一旦PLC系统检测到主要的中央处理器出现故障或者是更换命令时，会及时将次要的中央处理器相连到系统输出端，替换主中央处理器，这给系统故障的处理带来了较大的便利。
（二） PLC冗余系统的设定
在实际工程的软件冗余系统中，MPI-PROFIBUS和TCP/IP是最为常用的两种冗余方式。软件冗余系统是一种较为特殊的PLC冗余系统，除了在硬件组成上具有一定的独特性，在软件设定上更为严格，如果没有合理、科学、可行的软件组态和设定，该系统将不能正常运行，严重情况甚至不能组建。首先，确定合适的软件冗余系统的硬件组成，主要包含PLC主机、中央处理器、电源模块、主机槽架、冗余数据的检测模块和I/O分站；然后，在计算机中安装用户编程的专用软件，在安装的过程中，应注意将待安装的光盘平整放入光驱内，计算机自动开启安装程序，依据系统的具体要求，选择语种、授权和网络驱动方式进行安装，安装完成后，还需安装和软件冗余配置的特定的冗余软件；最后，建立和组态与实际工程相符的软件冗余系统程序。
（三） PLC冗余系统的编程
为提高程序的灵活性，增强使用功能，提升程序的可读性，通常包含以下四种程序模块。
（1） 程序组织模块
通常用户程序的执行均是通过中央处理器扫面程序组成模块完成的。循環程序处理模块、日时钟阻断组织模块、时间延后阻断组织模块、硬件阻断组织模块、异常故障阻断组织模块等较为常用的程序组织模块。
（2） 储存程序数据模块
这种数据模块的格式和内容的设定通常应结合用户的具体需求，该数据块主要支持BOOL、WORD、TIME等常见数据类型，该数据模块常以数据结构的形式来定义自身结构。数据模块是用户程序计算数据的存储空间，在该空间内不存在程序语句，对于不同的中央处理器，能够定义的数据模块的数量也各不相同。
（3） 具有储存数据程序功能模块
这类功能模块需要依赖其它数据模块才能工作，每一个该模块都需要匹配的储存程序数据模块共同协作使用，且通过程序组织模块的支配执行各种命令。该模块可以通过用户自行编制，也可以是软件系统自带的。
（4） 不具有储存数据程序功能模块
这种功能模块能够独立存在，不需要依赖其它数据模块完成工作，是用户在开发程序过程中经常应用的程序模块，通过程序组织模块来支配其执行命令。该模块主要以具有某方面通用功能的程序模块和具有某种特定功能的程序模块这两种形式存在，其中前者是用户开发人员自行编制的，后者是系统自带的。该模块的尺寸可根据实际需要随意调整，能够直接以用户子程序的身份使用，在软件冗余系统中，基本上全部的用户程序都能够移动到该模块中完成编制工作。
结语
PLC技术和输煤程控技术的有效融合，能够实现对输煤程控系统的最理想配置，使PLC程控系统的软件和硬件冗余方式充分地应用在输煤程控系统中，发挥其最大价值，从而实现对输煤程控系统的连续控制。本文对西门子PLC冗余系统的实现方式和流程进行了简单研究，在发电厂今后的研究工作中，为获得更高的经济效益，仍需加大对PLC冗余系统的研究力度。
参考文献
[1] 马勇.西门子PLC冗余系统在输煤程控系统中的应用[J].长春：吉林大学，2008，.DOI：10.
[2] 廖廷常.可编程控制器在电厂输煤程控系统中的应用[J].广西电力技术，2001，24（3）：59-61.
[3] 杨宁哲.PLC在煤化工输煤程控系统中的应用[J].科技与企业，2013，（13）：131-131.
[4] 王利婷，韩虎林.PLC在蒙西发电厂输煤程控系统中的应用[J].科技与企业，2013，（24）：173-173.
[5] 徐行健，吴盘龙，吴恒等.西门子S7-400 PLC在电厂输煤程控系统中的应用[J].电工技术，2008，（6）：35-36，42.