基于PLC控制的火电厂输煤系统设计

摘 要

从1996年开始我国的发电量就稳居世界第二，而在我国煤炭资源丰富,热力发电厂大部分都是火力发电厂，火电厂中的输煤系统是其重要的组成部分。由于火电厂中运行的环境差和劳动强度大,我们想迫切地想用一种非人力工作来代替我们的人体手工劳动.改变这种状况的时间是人类发明了可编程逻辑控制器（programmable logic controller,简称PLC），根据电厂的实际情况，在输煤系统自动化改造工程中一般采用可编程逻辑控制器实现对生产设备的自动检测与控制。电厂输煤程控系统一般包括卸煤系统、储煤系统、上煤系统和配煤系统几个部分，具有组成设备多且位置分散、设备间联锁关系强、设备运行环境恶劣、安全性可靠性要求高等方面特点,一般采用以可编程控制器（PLC)为主要控制设备的监控系统来实现对整个工艺过程的控制。

本文在了解输煤流程和设备的基础上，通过输煤流程图和输煤皮带保护图统计出设备数目,进而统计所需I/O点的数目，进行PLC选型。介绍PLC在输煤控制系统中的应用，主要是通过输煤皮带控制、控制犁煤器抬起落下和叶轮给煤机控制来实现的，最后提出输煤系统的控制策略。从而改善了火电厂的工作坏境，提高了火电厂的工作效率。

关键词 输煤系统，PLC,火电厂

I

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Abstract

Since 1996 our country's power is ranks second in the world, and in my country is rich in coal resources， thermal power plants are mostly coal-fired power plants, coal conveying system in thermal power plants is an important part of it. Due to thermal power plants running in the environment and the intensity of labor is big, we want to desperately want to work with a kind of human to replace our human manual labor。 Change this time is human invented the programmable logic controller （programmable logic controller, PLC）， according to the actual situation of power plant, commonly used in automated reconstruction project of a coal conveying system programmable logic controller to realize the automatic detection and control of the production equipment。 Power plant coal SPC system generally includes coal unloading system， storage system, coal and coal blending system parts, composition of equipment and more dispersed, strong interlocking relationship between equipment, equipment operation safety conditions, reliability requirements of higher characteristic， generally USES the programmable controller （PLC) as the main control equipment monitoring and control system to implement the control of the entire process.

Based on the understanding of coal, on the basis of process and equipment， through the flow chart of coal and coal conveying belt protection figure statistics the number of devices， and statistics needed， the number of I/O points of PLC selection。 Introduces the application of PLC in the coal conveying control system, mainly through the coal conveying belt control， control of coal plough up down and impeller coal feeder control， finally bring forward the control strategy of a coal conveying system. Coal—fired power plants were improved working environment， improve the efficiency of coal—fired power plants.

Key Words Coal Blending System，PLC，heat—engine plant

II

基于PLC控制的火电厂输煤系统设计

目 录

摘 要 ......................................................... I Abstract ..................................................... II 1引 言 .................................................... - 1 -

1.1选题意义 .......................................... - 1 -

1.1.1课题来源及研究目的和意义 .................... - 1 - 1。1。2 国内外在输煤系统方向的研究和现状分析 ..... - 2 - 1。2 传统火电厂输煤系统与当前火电厂输煤系统比较 ...... - 3 -

1.2。1传统火电厂输煤系统简介 ..................... - 3 - 1.2.2当前火电厂输煤系统简介 ...................... - 3 - 1。3 输煤系统控制方式及其功能特点 .................... - 4 - 1。4 输煤系统概况及工艺要求 .......................... - 5 - 2 输煤系统工艺流程 ........................................ - 6 -

2。1 输煤系统控制及主要设备 .......................... - 7 -

2.1。1 卸煤控制及主要设备 ........................ - 7 - 2.1。2 储煤控制及主要设备 ....................... - 8 - 2。1。3 上煤控制及主要设备 ....................... - 9 - 2。1.4 配煤控制及主要设备 ....................... - 10 - 2.2 输煤系统皮带保护设备 ............................ - 10 -

2.2.1 两级跑偏开关 .............................. - 10 - 2。2。2 双向拉绳开关 ............................ - 11 - 2.2。3 纵向撕裂检测装置 ......................... - 12 - 2.2.4 溜槽堵塞检测装置 .......................... - 12 - 2。2.5 打滑检测装置 ............................. - 13 - 2。2。6 料流检测装置 ............................ - 13 - 2.3 输煤系统其他保护辅助设备 ........................ - 14 -

2。3。1 高低煤位检测装置 ........................ - 14 - 2.3.2 电动挡板三通分料器 ........................ - 15 - 2.3.3 电磁除铁器 ................................ - 15 - 2.3。4 除尘设备 ................................. - 15 - 2。3.5 料仓振动器 ............................... - 15 - 2.3。6 碎煤机 ................................... - 15 -

III

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2.3。7 电子皮带秤 ............................... - 16 - 2。4 输煤系统配煤、给煤设备 ......................... - 16 -

2.4。1 犁煤器 ................................... - 16 - 2.4.2 叶轮给煤机 ................................ - 17 -

3可编程控制器介绍 ........................................ - 19 -

3。1 可编程控制器概述 ............................... - 19 - 3.2可编程控制器内部工作方式 ......................... - 21 - 3.3 可编程控制器的应用 .............................. - 23 - 3。4 西门子S7—200性能介绍 ........................ - 24 - 4 火电厂输煤系统的程序设计 ............................... - 26 -

4。1系统结构 ........................................ - 26 - 4.2 输煤工艺控制方案 ................................ - 27 - 4.3 输煤系统的控制流程及要求 ........................ - 28 - 4。4输煤系统的控制方案设计 .......................... - 29 -

4.4．1 控制系统的I/O点及地址分配 ............... - 29 - 4。4.2 PLC选型 .................................. - 30 - 4.4.3 输煤系统程序及说明 ........................ - 31 - 4.4.4 紫金桥组态仿真 ............................ - 32 -

5 结论 ................................................... - 34 - 致 谢 .................................................... - 35 - 参考资料 ................................................. - 36 - 附 录 .................................................... - 37 -

IV

基于PLC控制的火电厂输煤系统设计

1引 言

1.1选题意义

世界各国的工业大多数用的是皮带传输,原因是皮带传输系统因其结构简易,使用方便，制造成本低廉,因此被广泛应用于工业、商业、农业、医药、军事等方面，在采矿运输、冶金送料、车站及码头的货物运输更是广泛使用，同样，发电厂的输煤系统也采用皮带传输。

发电厂输煤系统是热工厂中较为非常庞大的一个控制系统，其任务是卸煤、配煤、上煤以达到按时、保质、保量的为机组提供燃煤的目的。

1.1.1课题来源及研究目的和意义

近20年以来，特别是近10多年的时间里。我国电力工业得到了迅速性、全面性的发展.我国连续超越了许多发达国家，从1996年开始就稳居世界第二。基本上扭转了长期困扰我国经济发展和人民生活需要的电力严重短缺的局面。对于热力发电厂来说燃料是一个至关电厂发展的重要能源，而在我国煤炭资源丰富，热力发电厂大部分都是火力发电厂，显而易见地输煤系统在火电厂中具有举足轻重的地位，火电厂中的输煤系统是其重要的组成部分.随着我国电力事业的飞速发展，火电厂锅炉、汽轮机等单机容量及生产过程的控制模块不断增大，冗余参数越来越高,主辅机及其相应的热力设备和系统更加错综复杂。输煤系统是电力生产燃料供应的有利保障,是电厂辅助系统的重要组成部分之一。因此在输煤系统中选择比较有优势的PLC控制系统，整个控制过程具有正常运行及事故处理、各种参数的监测，报警信号的发出、装置的调节、控制及设备危险时的保护功能。实践证明PLC系统可以有效的防止事故的扩大，保证设备和人身的安全。

传统的热电厂输煤控制系统是一种基于继电接触器,现场环境十分恶劣,工人们通过开动承前起后的皮带运输机及取煤机向锅炉前的储煤仓输煤，经常有皮带跑偏、皮带撕裂及落煤管堵塞等等故障。但对热电厂而言，加热水产生蒸汽的炉膛是不允许断煤的。输煤系统工作时尽量将煤装满储煤仓的，不仅可以保证输煤系统故障时，工人们有足够的时间排除故障，也可以保证输煤设备有充足的时间用来检修。随着发电厂机组的迅速增加，输煤系统的作用日益突出，而传统的输煤系统已无法满足热电厂的需要，因此需要对传统的发电厂输煤系统进行改造。

传统输煤系统具有以下特点：

（1）任务重 . 为了保证工业所需用煤，输煤系统必须始终处于完好的状态.日累计运行时间达8-10h以上。

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(2）运行环境差、劳动强度大 。 由于各种因素造成输煤系统的运行环境恶劣、脏污，需要占用大量的辅助劳动力。

（3）一次起动设各多，安全联锁要求高。 同时起动的设备高达20—30台以上,在起动或停机过程中具有十分严格的联锁需求.

1.1。2 国内外在输煤系统方向的研究和现状分析

从1996年以来我国的电力生产能力已稳居世界第二，但人均占有发电量的排位靠后，随着中国经济的高速发展，电力生产自动化水平的提高和管理水平的不断进展将更为重要.而电厂辅助系统是火电厂正常稳定运行的重点组成环节，输煤系统就是其中之一环节.现在，国内大部分火电厂的输煤系统都已采用PLC进行控制.对电厂未采用PLC控制的输煤系统部分进行控制改造已成为一种潮流。

如今国内大中型火力发电厂输煤系统普遍采用PLC进行程序控制，以取代系统的继电器强电集中控制方式.但多数火电厂输煤程控系统仅利用了PLC基本开关量逻辑组合功能，其模拟量处理、回路调节等高级功能尚未开发以及应用。

输煤控制系统主要是以可编程控制器（PLC）为主，实现输煤系统的自动化控制，与强电集中控制相比，在技术上具有控制功能强，编程简单易懂，实现工艺联锁很方便，可省去大量的硬件接线,维护方便，可以作在线调试、修改等特点.PLC不仅能完成复杂的继电器逻辑控制,而且也能实现模拟量的控制，甚至智能化控制；并能实现远程通讯，联网及上位机监控等。可为全厂实现计算机控制和管理创造有利条件。对地域分布较广的系统还可以增加远程控制站及闭路电视监视系统。

随着火电厂规模和锅炉、汽轮机等单机容量的不断扩大，许多大型工况设备在输煤系统得到大规模地应用，目前多数具备自动或半自动化的设备，如翻车机、斗轮机、入场煤采样机、入炉煤采样机和环式给煤机等都有各自的PLC控制系统.如何控制好和管理好这些大型生产设备，使整个输煤系统在最高效率状态下运行，是国内火电厂输煤系统发展课题中需要解决的首要问题。全集成化的输煤过程控制器系统是能够满足对输煤设备的管理与控制要求的好方法。

与先进的主机控制系统相比,目前的输煤控制系统则显得十分落后.以武汉阳逻电厂输煤控制系统为例，基本上为集中加就地控制模式,其PLC控制系统仅仅满足了皮带输送机的集中控制功能。简言之，其PLC控制器仅仅代替了皮带输送机及其辅助设备(如挡板、振打器等）的启、停按钮的功能，其完成的仅仅是部分设备的顺序控制功能，无法达到整个系统的协调控制，而斗轮机、翻车机、环式给煤机均处于各自相对独立的情况下运行，其结果是运行岗位人员设置过多，人员工效率低，系统设备间配合不协调、设备空转导致的电能损耗、设备磨损等损耗较大。PLC在输煤系统中的应用基本上限于设备级，各设备或系统处于各自的PLC控制之下，相互间基本独立。随着国内火电厂机组的扩建和PLC技术的迅速发展，与当初输煤设备的控制从就地走向集中一样,输煤系统的PLC控制也将从设备级发展到车间级.

近些年来，随着电子技术、计算机技术、控制技术、信息网络技术的飞速发展，现代

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基于PLC控制的火电厂输煤系统设计

工业生产正向着生产过程控制的高度自动化、工艺设备及测控设备高度智能化、生产管理高度自动化等方向发展，作为大型火电厂的燃料输煤系统也不例外，而且随着电气自动化的产品价格大幅度下调，可靠性大大提高,过去那种认为燃料输煤系统不需要较高自动化程度的观点已显得非常不合时宜，从率先实现设备程控化、现场联网化和可视化,再到与MIS系统联网，以及随着WFT3嵌入技术深入到元件级和网速度可靠性的进一步提升，实现透明工厂和移动工业智能控制完全可能成为现实。

1.2 传统火电厂输煤系统与当前火电厂输煤系统比较

1。2.1传统火电厂输煤系统简介

传统的发电厂输煤系统是一种基于继电接触器和人工手动方式的半自动化系统，现场环境十分险恶，工人们通过开动承前起后的皮带运输机及取煤机向锅炉前的储煤仓输煤，经常有皮带跑偏、皮带撕裂和落煤管堵塞等。但对发电厂而言，蒸汽产生工序的炉膛是不允许断煤的；于是，蒸汽机前通常有一个很大的储煤仓。输煤系统工作时尽量将煤装满储煤仓，不仅可以保证输煤系统故障时，工人们有足够的时间排除故障，也可以保证输煤设备有充分的时间检修。

1.2.2当前火电厂输煤系统简介

火电厂种类很多，但从能量转换的观点分析，其生产过程基本相同，都是将燃料的化学能转变为热能，推动涡轮机(蒸汽轮机、燃气轮机）做功产生机械能，经发电机转化为电能，最后通过变压器将电能送入电力系统。当前火电厂输煤系统是趋向于无人操作自动化控制系统。火电厂输煤控制系统的主要任务就是卸煤、堆煤、上煤和配煤,以达到按时保质保量的为机组（原煤仓）提供燃煤的目的。整个输煤控制系统是火电厂需要十分钟的支持系统，它是保证机组稳定满负荷运转的重要条件。考虑到输煤控制系统在整个火电厂中的重要性,而且煤厂面积大、工作条件恶劣、人工作业通讯很难畅通等特点，利用现代成熟的PLC和现代总线网络通讯实现其控制，用上位机软件来实现现场监控与现场无人化操作，以达到自动化控制的目的，大大减轻了工人的工作量，提高了电厂的工作效率，为发电机组源源不断提供燃料,保证机组正常运行.输煤控制系统在整个电厂辅助控制系统中扮演着十分重要的角色，正是这样该系统承担的任务量是很重的，且运行环境差、劳动强度大，控制过程中启动设备很多，同时启动的设备高达20－30台以上,在启动或停机过程中有严格的联锁要求。 这样对自动化程度要求就很高，注重系统稳定性。采用组态王结合PLC对输煤控制中各流程进行控制,通过以太网进行数据传输，采用双网冗余技术,保证了系统的安全性和稳定性，充分体现了自动化技术在输煤系统中的重要作用。

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1。3 输煤系统控制方式及其功能特点

火力发电厂的输煤系统是火电厂辅机系统的重要组成部分，随着火电厂中单机容量和总装机容量的不断扩大,一个高出力、高可靠性和灵活性的燃料输送系统是机组乃至整个电厂稳定运行的重要保证。输煤系统由卸煤、上煤、配煤、煤场的堆取和混煤等环节组成，系统有两条输煤线，包括斗轮机、翻车机、皮带输送机、给煤机、皮带机、振动筛、碎煤机及犁煤器等主要设备组成。输煤系统承担从煤码头或卸煤沟至储煤场或主厂房原煤仓的运煤任务。输煤系统的始点是翻车机卸下来的煤，通过皮带机既可输送到煤罐，也可输送到煤场储备，然后再通过斗轮机和皮带机再输送到煤罐。煤罐中的粗煤通过位于煤罐低部的环式给煤机，连续均匀地分配给上煤皮带输送机，再经过筛分和碎煤机加工，进入原煤仓，为了使几个原煤仓的煤量合理分配，可通过控制犁煤器的抬落，按照顺序配煤和优先配煤原则,完成输煤系统的任务。

输煤系统的主要控制形式大致可分为三种：

（1）就地手动控制

主要控制设备是装有一至数台设备启停控制按钮的小型就地控制箱，并设有工况、报警状态的简单提示。就地手动控制不能实现系统复杂的联锁要求，现多数只作为设备检修、调试时的辅助控制手段。

（2）集中手动控制

设备的启停控制集中在一个控制屏上,其联锁保护通常由继电器逻辑阵列实现.控制屏上有设备运行工况的模拟指示、信号报警等。集中手动控制能够实现简单运行方式控制及设备启动联锁的一般要求。其缺点是电缆敖设量大，连线复杂，一旦制造完成其运行方式及不易改变.

（3)集中程序控制

这是以可编程控制器为主控设备的集中自动控制,它用可编程控制器的逻辑软件取代继电器的逻辑阵列,能够实现输煤系统复杂运行方式的控制要求。与其它控制方式相比,它具有可靠性高、控制方式灵活等优点,是目前输煤控制系统的主流.

以上3种控制方式可以通过选择开关选择。

输煤控制系统的控制方式有计算机控制方式、操作台控制方式和就地控制方式。三种控制方式可以通过选择开关选择。计算机控制方式就是操作人员通过计算机键盘选择和启动输入,将指令传送到PLC系统,PLC系统按照梯形图程序启动有关设备，并将相关信息传送给计算机。操作台控制方式就是通过操作台上的开关、按钮进行选择和控制，同时相关信息可通过模拟屏进行显示。就地控制方式是通过位于电机旁的控制箱进行现场控制。对输煤控制系统的要求主要是根据生产工艺处理输煤顺序之间的连锁和输煤系统各电机启动和停止的顺序，当有紧急情况时能紧急停车。

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1。4 输煤系统概况及工艺要求

输煤系统的安全、可靠运行是保证电厂安全、高效运行不可缺少的环节。系统控制设备多、流程复杂分散与控制室相距较远.又由于上煤过程中不可避免的煤粉飞扬，使得整个系统环境非常恶劣。同时输煤系统中的设备、现有控制方式大部分为单独直接控制方式操作,可靠性差，自动化水平低.为了提高火电厂自动化水平,为电厂安全稳定发电创造条件,这些都决定了必须提高输煤系统的自动化平，这样才能减轻劳动强度，改善劳动环境,提高输煤系统的效率和管理水平。

为了保证输煤系统的正常和可靠运行，该系统应满足以下要求： 供煤时，各设备的启动、停止必须遵循特定的顺序，即对设备进行联锁控制.各设备启动和停止过程中,要合理设置时间间隔.启动延时统一设定12s，停车延时按设备的不同要求而设定，分为10s,20s，30s，40s，60s几种，以保证停车时破碎机为空载状态，各输煤皮带上无剩余煤。运行过程中，某一台设备放生鼓掌时，应立即发出报警并自动停车,其前方（指供料方向）设备也立即停车。其后方的设备按一定顺序及延时联锁停车.各输煤皮带设有双向跑偏开关,跑偏15度时发出告警信号，跑偏30度时告警并自动停车。可在线选择启动设备用设备，在特殊情况下可由2条输煤线的有关设备组成交叉供煤方式。可显示各机电设备运行状况，并对输煤过程有关情况（报警、自动停机等）做出实时记录。控制系统运行在上位机操作现场及集中控制室均可实现控制功能。在故障停机情况下,各设备均立即联跳，故障解除后,可将停掉的设备以自动控制再次启动。紧急情况下,可操作集中控制室中控制面板上的急停掉电按钮，它将使现场所有运行中受控设备立即停机.

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2 输煤系统工艺流程

火电厂的输煤系统是辅机系统的一个重要组成部分，是保证火电厂稳定可靠运行的重要因素之一.一个高可靠性和灵活性的燃料输送系统是机组乃至整个电厂稳定运行的重要保证，其运行的好坏直接影响到电厂的安全运行。

输煤系统主要承担从煤源至储煤场，再由储煤场到主机煤仓，或者直接到主机煤仓的备煤和上煤任务.火电厂输煤程控系统主要控制的对象包括:给煤机、三通挡板、皮带机、碎煤机、除铁器、犁式卸煤器等设备。

输煤系统的特点：

（1）输煤系统设备较多,相互连锁繁杂。 （2）控制过程具有很强的时间性、顺序行。

（3）现场环境恶劣，粉尘、潮湿、振动、噪声、电磁干扰都比较严重，给电设备运行及检修都带来不便.

（4)整个系统控制分散，覆盖距离远。

如图2。1,输煤系统是由翻车机,斗轮机，碎煤机,皮带机及辅助设备组成，燃料输送的生产任务主要是卸煤、储煤、输煤、配煤、碎煤和清除煤中的杂质，保证及时供应足量合格的煤。

图2。1输煤系统布置图

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2.1 输煤系统控制及主要设备

2.1。1 卸煤控制及主要设备

电厂来煤分水路和陆路，水路由大型船舶将煤运至电厂的煤码头，再用卸船机进行卸煤。陆路主要是火车运煤，通常采甩翻斗车或底开车卸煤，一般来说，卸煤部分都采取单独的PLC控制系统，但应参加整个输煤系统的连锁控制。

卸煤设备是将煤从车厢中清除下来的机械，对其要求是：卸煤速度快，彻底干净且不损伤车厢.受卸装置是接受和转运设备的总称，对它的要求是:具备一定的货位,使之不影响一次或多次卸车，并能将所接受的煤尽快地转运出去。

（1）陆路卸煤设备与受卸装置

1）螺旋卸煤机。螺旋卸煤机是利用螺旋体的转动将煤从单侧或双侧拨出的。单向螺旋体的为单侧卸煤,双向螺旋体的为双侧卸煤。螺旋卸煤机较适合于卸小块煤或碎煤，对于卸冻煤也有一定的适应性。

2）翻车机。翻车机是将敞顶煤车翻转一定角度，使煤靠自重卸下的一种卸载专用机械。在电厂中使用时需相应地设置缝式煤槽或地下煤斗，以构成完整的翻卸设施。翻车机多用在大中型火电厂，有转子式和侧倾式两种。转子式翻车机是被翻卸车皮的中心基本与翻车机转子同心,车皮和转子同时回转，将煤卸入下方的受煤斗中。侧倾式翻车机是被翻卸车皮中心与翻车机转子中心保持一定的偏心距离，借助转子的悬臂举升车皮，将煤倾卸在一侧的受煤斗中。

3）底开车厢.底开车厢是煤矿至发电厂的专用煤车车厢。车厢底部为两块相互对合可翻动的平板，当平板翻动时，由于煤的自重，煤由车厢底部卸出。底开车厢的优点是卸煤速度快，卸车时间短,操作简单，清车工作量小，适用于固定编组的专列运行.

4)长缝煤槽受卸装置。螺旋卸煤机、底开车厢通常与这种受卸装置配合.煤由铁路两侧的算子落入煤槽中，经下边缘的长缝口散落在卸煤台上，再由叶轮给煤机单侧或双侧拨到单路或双路带式输送机的皮带上.

5)翻车机受卸装置。煤由单翻车机或双翻车机卸入设有算子的受煤斗中,经带式给煤机输送至与翻车机轴线平行或垂直引出的带式输送机上。

（2)水路卸煤设备与受卸装置

船舶停靠码头分浮码头和固定码头两类.浮码头由船、联桥和引桥组成。固定码头多采用桩基或大量土石方填筑建立的钢筋混凝土构筑物，必要时附带建有防浪堤。

设计中尽可能利用或扩建原有的港口码头.如必须新建船舶码头时,可与附近的厂矿企业联合建设，统一调度使用。如无上述条件时则设置电厂专用的船舶码头。

1)桥式抓煤机。卸煤时，它将煤提升到一定高度后，卸入指定的受卸设施—固定式或移动式煤斗中，并以相反的动作回复原位.煤斗中的煤由皮带输送机送往储煤场或直接送往锅炉房原煤仓.

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这种设备的缺点是工作效率不太高，卸煤时对环境的污染大。这是由于它在以相反动作回复原位时不抓煤，形成了周期性间断工作，而且煤抓在放煤时易造成煤尘飞扬，从而影响了它的工作效率和工作环境。但由于它使用和维修方便，因而为许多中、小型火力发电厂所采用。

2）链斗式卸煤机。这种卸煤机由置于壁架前端的若干链斗向一个方向连续不断地回转，将煤从船舱中取出，然后倒入置于臂架上的皮带输送机，并由皮带输送机送往储煤场或锅炉房原煤仓。

链斗式卸煤机的优点是工效高、能耗小，对环境的污染也较小。因为它不像桥式抓煤机那样周期性间断工作,而是连续工作，若干链斗不断地取煤、倒煤，倒煤的动作幅度较小.该机械的主要缺点是结构复杂且磨损严重。

3）水路受卸装置

水路来煤的受卸设施是指煤码头及码头上的煤斗和皮带输送机等.煤卸船后,均通过码头上的皮带运输机接入电厂的输煤系统,运到储煤场存储，或直接送进锅炉房。

2。1。2 储煤控制及主要设备

电厂来煤一般都是一次性大量来煤，除了满足锅护燃煤外，剩余的煤将由皮带运输机经斗轮堆取料机堆放到露天煤场和干煤棚以备用。斗轮堆取料机的堆煤和取煤作业通常由其自己的PC控制系统按照严格的控制顺序和连锁关系进行控制.本设计采用悬臂式斗轮堆取料机。

堆料时由集控室通知本机进行何种堆料作业。司机接通知后进行操作:首先进行堆料作业起始位置的调整。必须先升起悬臂架到一定高度，然后作回转或行走操作。调整过程中必须注意防止悬臂架碰到障碍物，然后将分流翻板转换开关扳到堆料状态。悬臂皮带机启动，并向集控室报告准备完毕,由集控室启动料场皮带机，进行堆料作业。本设计采用定点堆料方式和水平全层取料法。

定点堆料方式：是堆料时只把臂架调整到适当高度。在堆料过程中只需一边堆料一边调整前臂堆料高度，直到达到要求堆高后，开动行走机构移动一个位置。或者臂架转动一个角度,再将臂架调整到工作位置，继续从下往上堆料。这种堆料方式,动作单一，消耗功率小，操作比较简单，但在堆垛时，应注意填满堆料时产生的峰谷，以便提高取料时的效率,此法也称人字堆料法。

取料时先由集中控制室通知本司机,司机接到通知后必须先将悬臂式斗轮堆取料机调整到双料状态，即抬起悬臂架，并将悬臂式斗轮堆取料机开到取料的零位处，悬臂式斗轮堆取料机的调整及大车行走前都必须打出警铃，调整到位经检查后，司机立即报告集中控制室“准备完毕”。这时集中控制室首先开动料场主皮带机，司机应观察尾车上的皮带运行无误后,再开动悬臂皮带机，然后空载启动斗轮，斗轮启动后，开动俯仰油缸，将前臂架慢慢下降,使斗轮逐渐切入物料，使其达到一定切深后（约小于等于2。6m）就停止俯仰,前臂架不在上下变动，以上所有动作组成一个开始取料的反馈信息送至集控室，司机也应电话通知集控室“现在送料开始”。

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水平全层取料法：斗轮机在轨道一侧的料堆从上往下层层取料,层与层之间的高度为斗轮切削高度，一般取为斗轮半径小于等于2。6米。当取第一层物料时，从斗轮接触料堆开始,先将大车向前行走一段距离，即为料斗吃深度△S，一般为斗于的深度，约小于等于0。7米，前臂架便可回转取料.若以下向回转70。后便停止回转，大车再向前行进△S距离，前臂架则以反向回转取料，当回至料堆原边缘处。大车再一次前进一个△S距离,前臂架又以正向回转取料，这样以此类推，直到取完第一层。然后大车退回到一层取料起点位置附近，再重复上述动作取第二层，第三层……此为水平全层取料法。

取料结束时机械停车程序为:取料结束由集控室通知本机司机，司机接到通知后先停止斗轮切进，即停止前臂架回转或停止变幅，当斗轮的料全部卸完后前先停止斗轮转动，当悬臂皮带机上的料卸完后就可停止悬臂皮带机，并报告取料结束,料场皮带机集控室监视，一旦料卸完后就可停止料场皮带机的运行。

悬臂式斗轮堆取料机控制要求：

（1）在悬臂式斗轮堆取料机开动前，先要检查各驱动装置减速器油位，检查液压油箱的油位，确认液压油质合格；检查液压系统各阀件调定压力是否正常.各活动部分进行加油润滑；检查皮带机及其他各活动处是否被物料长住。检查无误后开始送电，放松锚定装置，松开夹轨器,并打警铃.

（2）悬臂式斗轮堆取料机的连锁和保护。本机设有零位保护、过电流保护、短路保护、大车行走、凹转、变幅极限保护、电缆卷筒张力保护、皮带机跑偏保护、超风速保护、高压柜合闸接地保护、通过作业时的超量报警。

本机设有料场皮带机与斗轮堆取料机悬臂皮带机分流翻板之间的一堆料通过分流连锁，悬臂皮带机与料场皮带机的取料连锁，大车行走与锚定夹轨器间的连锁,取料状态与悬臂皮带机间的连锁，悬臂架低位回转连锁。

本机的主要电动机，如斗轮、悬臂皮带机、回转、变幅、行走等电动机有短路、过负荷、故障信号；行走、回转、变幅还有极限信号;皮带机有一级、二级跑偏信号；滤油器有阻塞信号等。各种故障信号均输入到输入模块；相应的故障编码数字在操作台上的触摸屏显示并发出报警声响。

2。1。3 上煤控制及主要设备

煤从码头或煤场通过皮带运输机送到转运站，然后再经转运站中皮带给煤机的不同运行方向和闸门与挡板的不同位置,将煤送到选定的下一条或两条皮带运输机，再经过碎煤机房,最终将煤送到锅炉煤仓,这个过程叫做上煤。上煤控制主要是通过选择输煤顺序，在相应的连锁条件下,实现皮带运输机的自动启动、停止和保护（皮带运输机的保护有；皮带跑偏，皮带超载,皮带撕裂,皮带张紧,皮带速度等），自动确定皮带给煤机的运行方向和闸门、挡板的位置，以及有关设备的连锁控制（磁铁分离器、金属探测器、皮带称等）,并对这些设备的运行情况进行监视,发送报警或连锁信号。

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2.1.4 配煤控制及主要设备

煤仓是否需要加煤，一般由煤仓的煤位决定。当某一煤仓出现低煤位时，要及时上煤；当某一煤仓出现高煤位时，要轮换到下一个煤仓上煤；若某一个煤仓出现紧急低煤位，还必须优先上煤。煤仓配煤由卸煤小车或皮带运输机上的犁煤器来实现，配煤控制就是控制卸煤小车的前进、后退自动定位，或犁煤器的抬起和落下，它属于输煤控制的一部分，必须参与系统的连锁运行。

2。2 输煤系统皮带保护设备

2。2.1 两级跑偏开关

（1）HFKPT 1系列两级跑偏开关 1）主要用途及适用范围：HFKPT 1系列跑偏开关是用于检测带式输送机输送带跑偏量,实现跑偏自动报警和停机的一种输送带安全保护装置。适用于煤炭、冶金、建材、电力、化工、交通等行业使用的带式输送机输送带跑偏检测。

2）工作原理:HFKPT 1两级跑偏开关安装在输送带两侧，当输送带跑偏时,输送带触碰开关立辊并使立辊偏转，当立辊偏转角度达到 1级开关角度时，开关发出报警信号.当输送带跑偏严重,达到 2级开关角度时，开关发出停机信号，实现输送带跑偏故障自动停机。

(2）KPT1系列跑偏开关

1）主要用途及适用范围:KPT1系列跑偏开关是用于检测带式输送机输送带跑偏量，实现跑偏自动报警和停机的一种输送带安全保护装置。适用于煤炭、冶金、建材、电力、化工、交通等行业使用的带式输送机输送带跑偏检测。

2）工作原理：KPT1系列两级跑偏开关安装在输送带两侧，当输送带跑偏时，输送带触碰开关立辊并使立辊偏转，当立辊偏转角度达到1级开关角度时，开关发出报警信号。当输送带跑偏严重，达到2级开关角度时，开关发出停机信号，实现输送带跑偏故障自动停机。

(3）KPT1A系列跑偏开关 1）主要用途及适用范围：KPT1系列跑偏开关是用于检测带式输送机输送带跑偏量，实现跑偏自动报警和停机的一种输送带安全保护装置.适用于煤炭、冶金、建材、电力、化工、交通等行业使用的带式输送机输送带跑偏检测.

2）工作原理：KPT1A系列两级跑偏开关安装在输送带两侧,当输送带跑偏时，输送带触碰开关立辊并使立辊偏转，当立辊偏转角度达到1级开关角度时,开关发出报警信号。当输送带跑偏严重,达到2级开关角度时,开关发出停机信号,实现输送带跑偏故障自动停机。

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2。2。2 双向拉绳开关

（1)HFKLT2系列双向拉绳开关 1）主要用途及适用范围:HFKLT2系列双向拉绳开关是用于带式输送机沿线紧急停机的一种安全保护装置。适用于煤炭、冶金、电力、化工、交通、水泥、码头等行业使用的带式输送机。特别适合在沿海及恶劣环境下使用。

2)工作原理：本开关采用回转式凸轮结构.当拉杆手回转时，凸轮随之转动，使微动开关动作，输出开关量，发出报警信号和停机信号。复位方式I型为自动复位,拉杆解除拉力后，凸轮结构自动复位到原始状态。II型为手工复位，凸轮轴回转到一定角度自锁定位，需手工复位手柄后凸轮方能返回原始状态。本装置采用防水、防尘密封设计，较好防止水、灰尘进入机壳内。

（2)KLT2 系列双向拉绳开关

1）主要用途及适用范围：KLT2系列双向拉绳开关是用于带式输送机沿线紧急停机的一种安全保护装置。 适用于煤炭、冶金、电力、化工、交通、水泥、码头等行业使用的带式输送机.特别适合在沿海及恶劣环境下使用。

2）工作原理：本开关采用回转式凸轮结构。当拉杆手回转时,凸轮随之转动,使微动开关动作，输出开关量，发出报警信号和停机信号.复位方式 I型为自动复位，拉杆解除拉力后，凸轮结构自动复位到原始状态。II型为手工复位,凸轮轴回转到一定角度自锁定位，需手工复位手柄后凸轮方能返回原始状态。本装置采用防水、防尘密封设计，较好防止水、灰尘进入机壳内。

（3）KLT 2 A系列双向拉绳开关

1）主要用途及适用范围:KLT2A系列双向拉绳开关是用于带式输送机沿线紧急停机的一种安全保护装置。适用于煤炭、冶金、电力、化工、交通、水泥、码头等行业使用的带式输送机。特别适合在沿海及恶劣环境下使用。

2）工作原理：本开关采用回转式凸轮结构。当拉杆手回转时，凸轮随之转动，使微动开关动作，输出开关量，发出报警信号和停机信号。复位方式I型为自动复位，拉杆解除拉力后，凸轮结构自动复位到原始状态。II型为手工复位,凸轮轴回转到一定角度自锁定位，需手工复位手柄后凸轮方能返回原始状态.本装置采用防水、防尘密封设计，较好防止水、灰尘进入机壳内。

（4）FKLT2－Y 双向拉绳开关 1）主要用途及适用范围：FKLT2-Y型双向拉绳开关是用于带式输送机沿线紧急停机的一种安全保护装置适用于煤炭、冶金、电力、化工、交通、水泥、码头等行业使用的带式输送机.

2)工作原理:FKLT2－Y型双向拉绳开关采用回转式凸轮结构，当拉杆手回转时,凸轮随之转动使微动开关动作。当带式输送机出现故障时，可在任一侧通过拉绳拉动拉绳开关的拉杆，使机内微动开关动作,同时，机身外的指示牌也随之动作,由水平状态转换为垂直状态，机内开关发出警报信号或停机信号。拉绳开关的外形见图。需要复位时，只需将指示

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牌扳回到水平状态即可。本开关电缆进出口采用压紧螺母、胶圈密封,防止水、灰尘进入机壳内.

2.2。3 纵向撕裂检测装置

（1)ZL-A/B型胶囊式输送带纵向撕裂保护装置

1）主要用途及适用范围：带式输送机在输送物料过程中,由于物料、杂物或金属件易划伤或穿透输送带，特别是钢丝绳芯输送带会造成纵向撕裂事故，给国家财产带来重大损失.ZL系列输送带纵向撕裂监测装置为胶囊式，当输送带发生撕裂事故时能可靠的发出警报信号和停机信号，避免事故的扩大。适用于各行业带式输送机输送带的安全保护。 2）工作原理及性能：ZL系列纵向撕裂监测装置由感知器和控制线路两部分组成。感知器是纵向撕裂的检测元件，当带式输送机输送带被异料穿透后，随着输送带运行带动异物使感知器受到挤压，或当溜槽出料口与输送带之间因物料堵塞而挤压布置在出料口的感知器时，感知器均能灵敏可靠的检测出输送带撕裂信号并输出开关量,发出停机信号。控制线路具有自锁和延时功能。控制箱面板设有报警指示灯，当输送带发生撕裂时，控制电路接收感知器检测出的开关信号，发出报警和停机信号。

该装置具备以下特点: a安装方便；

b控制线路设有延时继电器，以免发生错误动作.延时可调，延时范围为1～5s； c检测元件感知器密封性较强,可在恶劣条件下使用; d控制箱面板设有自校按钮,按下自校按钮时，可模拟现场故障，实现上述撕裂报警功能。

（2）ZL—L拦索式纵向撕裂保护装置

1)主要功能与适用范围:ZL-L型输送带纵向撕裂检测装置为拦索式主要用于检测带式输送机输送带纵向撕裂。当输送带发生纵向撕裂时能即时发出停机信号,产品适用于冶金、煤矿、码头、电厂、建材、化工等行业输送散状用的带式输送机。

2）工作原理：传感器设置在落料点,正常状态拦索使开关盒内的触发机构处于平衡状态,当异物刺穿输送带并触及拦索时，拦索产生位移使触发机构动作，向控制箱输出信号，经识别后输出撕裂信号.

2.2。4 溜槽堵塞检测装置

LDM型溜槽堵塞检测装置

（1)主要用途及适用范围：LDM型溜槽堵塞检测装置，用于检测带式输送机溜槽或漏斗物料畅通情况，当物料堆集过多造成堵塞时会给溜槽侧壁一定压力，使安装在漏斗侧面的检测装置的活动门开启，使行程开关动作发出信号停机，避免恶性事故发生。本装置主要用于带式输送机系统转载环节溜槽、漏斗的安全保护，用于检测物料堵塞情况,是输送

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机系统必不可少的安全保护装置。

（2）工作原理及性能：当漏斗或溜槽物体堆集过多和物体过大不畅通造成溜槽堵塞时,堆积物料给漏斗侧壁一定压力，安装在漏斗或溜槽上的活动门在压力作用下活动门开启,使行程开关动作，发出停机信号.排除故障后开关复位。为避免物料流冲击和振动造成开关误动作，本装置设有延时，时间可调。溜槽堵塞检测装置为门式结构，具有压簧复位功能。外壳用铁板制造,经喷漆及防腐蚀处理为户外型.整机结构合理,性能可靠。

2.2。5 打滑检测装置

（1）DH—Ⅲ胶带速度检测装置

1）主要用途：DH--Ⅲ型打滑检测器用于检测带式运输机在运行中的胶带与主动滚筒之间的打滑，防止打滑所造成的恶性事故，该检测器还可用于多条胶带机联锁启动和停机，低速抱闸保护。

2）工作原理：DH-—Ⅲ型打滑检测器工作时，通过胶带带动触轮，使触轮反应出胶带的实际带速，触轮带动检测器内传动轴，使产品内部继电器工作，继电器工作主要是由轮片切割光电信号，由内设固定数值与实际值产生对比数值从而产生通断信号,完成检测带速工作，如果胶带速度与主滚筒速度不同步并下降到正常带速的20—30％时,接点通断信号发生变化，重新输出一组信号给控制室，警示工作人员胶带已处于严重打滑状态.

（2）DH-S数字式速度检测仪

1）主要用途:本品适用于检测带式输送机在运行中出现的胶带与主滚筒之间的打滑，防止打滑所造成的恶性事故，该产品还适用于多条胶带机联锁或停机。

2）工作原理：本产品在工作过程中，通过两路光电传感器检测带速信号，然后输入控制箱内,经微电脑(CPU）计算得出实际的带速送显示器，同时与预制带速进行比较,当带速低于设定值，如果是启动过程，控制器只显示带速,不作任何处理，若不是启动过程，则控制器使相对应的继电器吸合,发出信号，同时对应的指示灯（红色）亮，说明皮带打滑；反之，当实际带速高于设定值时，若为启动过程则控制器进入正常工作，面对应指示灯（绿色）亮。继电器释放。两路输入，输出为相互独立工作。

2.2.6 料流检测装置

（1)LL- Ⅰ/Ⅱ料流检测装置

1）主要用途及适用范围：LL系列料流检测仪为门式结构，主要用于带式输送机输送物料的监测，可控制自动洒水除尘，顺序起动控制、超载报警等。 适用于冶金、煤炭、电力、化工、交通等行业输送散状物料输送机料流的监测。

2)工作原理：

LL-I型料流检测器摆杆处于静止时与输送带垂直。摆杆下部安有触板,为单向动作。当有物料通过时,摆杆被物料推动发生偏转。

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当偏转达到5－10°时，开关动作，发出有载信号； 当偏转20－30°时发出重载信号； 当偏转40－50°时，发出超载信号。

根据输出信号情况可便于人员了解带式输送机载荷情况及自动进行控制洒水除尘系统工作，或为作为输送系统的程序控制使用。

LL—II型料流检测器具有常开、常闭两组开关触点。摆杆处于静止时与输送带垂直。摆杆下部安有触板,为双向动作.当有物料通过时，摆杆被物料推动发生偏转。当偏转角度大于20°时，行程开关动作输出一组开关信号，根据输出信号情况可便于人员了解带式输送机载荷情况及自动进行控制洒水除尘系统工作，或为作为输送系统的程序控制使用.

（2)LL-V 型料流检测器 1）主要用途及适用范围：LL-V 型料流检测装置为压辊式结构，主要用于带式输送机输送物料时的检测，可控制自动撒水除尘，顺序启动控制等。特别对高速及大块物料的输送机有突出的优点。适用于冶金、煤矿、电力、建材、化工等行业输送散状物料带式输送机的料流检测。

2）工作原理：传感器的承压托辊安装于输送带承载带下表面，本装置不能安装在溜槽附近胶带下面。当输送带上有料运行时须有5～10mm的下沉量，输送带的下垂使触轮偏转，压动行程开关发出有料信号。

（3）LVG型高料位料流检测装置

1）主要用途及适用范围:LVG型高料位检测装置,主要用于检测粉状、颗粒状物料的料仓最高料位检测，同时还可用于堆取料机堆料及其他料堆高度的检测.

2）工作原理：S型高料位检测装置当检测探头与在预定高度的堆料相接触时,探头在堆料作用下发生倾斜，达到18º以上时动作开关并将信号送至控制箱,经延时后驱动执行电路，发出开关信号。G型高料位检测装置当检测探头与在预定高度的堆料相接触时,探头在堆料的感应作用下信号送至控制箱，经延时后驱动执行电路,发出开关信号。

2.3 输煤系统其他保护辅助设备

2。3。1 高低煤位检测装置

LW90型高低煤位检测装置

(1）主要用途及适用范围：LW90型高低煤位检测装置主要用于检测煤位、水位及有一定湿度的物料高度，适用于水罐、有一定湿度的煤仓、料仓的料位

（2）工作原理:本装置有 2个电极、1个接地端(用户自备）和一个控制箱组成。当电极与接地端之间有物料时，将有微弱电流(>0.1mA）通过，经控制箱内的CMOS电路将对其鉴别、放大，驱动相应继电器作用,输出开关信号.控制箱上分别装有高、低料位及中间位置指示。

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2。3.2 电动挡板三通分料器

控制煤的流向，与输煤系统互锁关系。

2。3。3 电磁除铁器

目前电厂中常用的除铁器是电磁除铁器。它利用线圈通电产生磁场的原理，吸除混杂在煤流中的一些铁件.

2。3。4 除尘设备

高压静电除尘器又称电除尘器，它是利用高压电场产生的静电力使尘粒从气流中分离出来的。高压静电除尘器是一种高效的除尘器,对粒径为1～2um的粉尘除尘效率可达99％.高压静电除尘器因其低阻、高效、处理风量大而在然煤电厂得到广泛应用，新建的大、中刑电厂都是采用高压静电除尘器处理烟尘的.

常规高压静电除尘器的工作原理：含有粉尘颗粒的气体在接有高压直流电源的阴极(又称电晕极)和接地和阳极板之间所形成的高压电场间通过时,由于阴极发生电晕放电使气体电离。此时带负电的气体离子在电场力的作用下向阳极运动,在运动中与粉尘颗粒相撞使尘粒荷负电。带电后的尘粒在电场力的作用下向阳极运动，到达阳极后，放出所带的电子，沉积于阳极板上。净化后的气体排出除尘器。

2。3.5 料仓振动器

LZF料仓振动器

（1）主要用途及适用范围：LZF料仓振动器是以振动电机为振源,进行破拱防止料仓堵塞的装置。适用于冶金、煤炭、建材、化工、电力、轻工、铸造、粮食加工等行业贮存原料、半成品、成品的料仓。料仓堵塞造成运输系统不能正常工作，尤其是随着机械化自动化程度的提高,将使自动线或流水线无法运行。本装置可有效地解决料仓堵塞，保证运输系统可靠的运行。

（2）工作原理：LZF料仓振动器安装在料仓仓壁，对仓壁进行振动，仓内物料受到仓壁的振动的撞击，产生相对运动,使粘仓、起拱等物料相对稳定状态受到破坏，达到消除料仓堵塞的目的。

2.3.6 碎煤机

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用来对大块燃料煤进行破碎,使之能在使用时燃烧的更充分。工作原理：环锤式大块碎煤机主要是利用旋转转子上的环锤施加锤击力，从输煤皮带来的原煤，均匀进入碎煤机破碎腔后,首先受到高速旋转的环锤的冲击而被初碎，初碎的煤块撞击到碎煤机及筛板上后进一步被粉碎。，当初碎颗粒落到筛板及环锤之问时又受到环锤的剪切，滚辗和研磨等作用被粉碎到规定的粒度,而后从筛板栅孔中排出。而少量不能被破碎的物料如铁块、木块等杂物，在离心力的作用下，经拨料板被抛到除铁室后定期清除.

2.3.7 电子皮带秤

电子皮带秤是对散装物料在带式输送机输送过程中进行动态称量的设备.电子皮带秤同机械式皮带秤相比,体积小，结构简单，响应快，精度高，工作可靠，维修方便，容易实现远方控制和自动控制。近年来，随着微机技术的应用和传感器技术的发展,出现了微处理机控制的高计量精度的电子皮带秤。

2.4 输煤系统配煤、给煤设备

2.4。1 犁煤器

(1）犁煤器的作用：

用于从带式输送机向煤仓卸煤或是实现皮带机转运站的交叉切换方案。

图2。2 犁式卸料器

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图2。3 卸料车

（2）犁煤器的分类：

固定式(已被逐渐淘汰)、可变槽角式、固定式和可变槽角式又分为单侧犁式卸料器和双侧犁式卸料器。单侧犁式卸料器又分为左侧和右侧。

(3）犁煤器的结构：

由电动推杆、驱动杆支架、主犁刀、副犁刀、滑床架平行长托辊、槽形托辊等机构组成。

(4）变槽角犁煤器的工作原理：

卸料时，推杆伸出滑床框架后移，使边辊内侧抬起，槽形活架托辊变成平行，犁头下落，使胶带平直，犁刀与胶带平面贴合紧密,且与皮带运行方向成一定角度，当皮带载煤经过犁煤器时煤就会被犁刀分开而沿着犁刀的两侧面“推”下,进入煤仓。非工作状态时，推杆收回，滑床框架前移拉回,使边辊内侧落下,滑床框架托辊变成槽形，犁刀抬起达到一定角度,物料通过下一级，且不易向外撒料.

(5）犁煤器的优缺点:

安全可靠，配煤方便，结构简单，维修量小,易实现自动控制等优点。缺点是：电动推杆受力不好,犁煤的净度不高，检修不方便，对胶带的磨损较大，且在犁煤器处的皮带必须变成水平，造成皮带出力降低，带速不能超过2.5m/s。

2。4.2 叶轮给煤机

（1)用途

叶轮给煤机是火力发电厂长缝隙式煤沟下部的定量给料设备，将储存于长缝式煤沟中的煤送到输送机上，也适用于煤炭、化工、冶金等其它行业。

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图2。4叶轮给煤刨切面图

（2)工作原理

行走电动机驱使车轮使机体沿轨道作纵向移动，同时主电动机通过减速箱带动叶轮旋转。叶轮旋转的同时随机体作纵向移动，将煤沟中的煤连续地拨到下方的输煤皮带上。叶轮的旋转可实现无级调速来满足不同给煤量的要求.

(3）结构

由小车行走机构、主传动部分。小车行机构由行走轮、联轴器、行星摆线针轮减速器、蜗轮减速器、等组成。主传动部分是由电机、安全联轴器、减速器、柱销联轴器、伞齿减速机和叶轮组成。

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3可编程控制器介绍

3。1 可编程控制器概述

可编程控制器（PLC）是一种数字运算操作的电子系统，专为工业环境而设计。它采用了可编程序的存储器,用来在其内部存储逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算数运算等操作的基于用户指令，并通过数字式和模拟式的输入和输出,控制各种类型的机器或过程。PLC及其相关的外围设备，都应按易于与工业控制系统集成,易于实现其预期功能的原则设计。

可编程序控制器采用可编程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字式、模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。是一种用程序来改变控制功能的工业控制计算机，其应用领域包括数字量逻辑控制、运动控制、闭环过程控制、数据处理等.

可编程序控制器主要由CPU模块、输入模块、输出模块和编程器组成.

图3。1 PLC控制系统示意图

可编程序控制器的主要性能指标如下： （1）可编程序控制器的存储器

可编程序控制器的存储器由两部分组成，一部分用来存放系统程序,在机器出厂前由生产广家将程序写入，用户无法改变也不能访问;另一部分用来存放用户程序及所需的数

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据。存储容量一般指后者，包括程序存储器与数据存储器.数字输入/输出量在数据存储器中建立的文件分别称为输入/输出映象文件，也叫输入/输出映象表。模拟输入/输出量通常在数据存储器中建立块传送文件.生产厂家在生产可编程序控制器时，已按照机器型号的不同，设置了不同容量的存储器，小在1k到几k，大至1M-2M.用户可根据控制对象的复杂程度不同，预估所需容量，进而选择机型。在16位可编程序控制器中，存储器容量通常以字（不是字节)为基本单位，1字等于2字节；而在介绍32位可编程序控制器处理器的资料中,存储容量常以字节计。

(2）可编程序控制器的控制容量

可编程序控制器的控制容量就是I/O容量，也叫I/O能力，通常以离散量（数字量）个数计。不同的可编程序控制器I/O容量的差别很大,一些微型的可编程序控制器I/O能力在20点以下，而大型可编程序控制器的I/O能力可达10K以上。由于I/O容量大小与存储容量的大小基本一致，生产厂家在生产可编程序控制器时,常常以I/O容量的大小来设置不同的存储器容量。

(3）可编程序控制器的扫描周期

可编程序控制器的扫描周期也叫处理器扫描时间。机器上电后先进行初始化工作，如复位定时器、检查I/O组件连接等,然后在此基础上开始进入系统的扫描周期,通常将输入扫描与输出扫描合称为I/O扫描，因此处理器扫描时间为I/O扫描与程序扫描(逻辑扫描)之和.I/O扫描时间是指处理器把其输出映象表的数据写到输出模块和把输人数据从输入模块读人到处理器输入映象数据表的时间。当处理器完成了系统中所有I/O刷新之后，就开始逻辑扫描。逻辑扫描是执行用户程序的时间，程序指令对某些条件进行检查并将其与输入映象表中的位相比较。如果映象表中的位与被检查的条件相符,则逻辑为真，处理器就刷新输出映象表中相应的位(注意：不是直接改变输出模块)。这个过程将连续不断地进行，直至执行到逻辑扫描的结束语句为止.这时就开始I/O扫描。在I/O扫描期间，处理器将完成内务处理和离散数据传送两项工作。内务处理时间(一般不大于4。5ms）包括处理器内部检查:用输出映象表数据刷新处理器基本框架上驻留本地I/O输出模块；用输出映象表的数据刷新远程I/O缓冲区；用处理器基本框架内的I/O输入状态刷新输入映象表；用存放在远程I/O缓冲区的远程I/O输入状态刷新输入映象表。在完成内务处理之后，处理器将进行扩展本地I/O框架（如果存在）的扫描:扩展本地I/O的离散数据在处理器数据映象表和扩展本地I/O框架中的I/O之间进行交换；扫描扩展本地I/O框架所需要的时间加上内务处理时间就是总的I/O扫描时间。

可编程序控制器的主要功能有： a。 逻辑控制功能.用PLC的与、或、非指令取代继电器触点串联，并联和其他逻辑

连接，进行开关控制.

b.定时/计数控制功能。用PLC提供的定时器,计数器指令实现对某种操作的定时完成

后，才能进行下一道工序操作的控制.

c。数据处理功能。PLC能进行数据传送，比较，移位,数制转换，算术运算与逻辑运

算以及编码和译码等操作。

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d.顺序控制功能。用步进指令来实现在有多道貌岸然加工工序的控制中，只有前一道

工序完后，才能进行下一道工序操作的控制。

e.扩展功能.可能通过附加各种智能单元通过连接输入输出扩展单元模块来增加输入

输出点数,也提高PLC控制能力。

f。过程控制功能。通过PLC的PID控制模块实现对温度，压力,速度，流量等物理量进行闭环控制。

3。2可编程控制器内部工作方式

图3。2 小型可编程控制器结构框图

如图3.2，3。3中,PLC采用循环扫描的工作方式,包括内部处理、通讯操作、输入处理、程序执行、输出处理几个阶段。全过程扫描一次所需的时间称为扫描周期。当处于RUN状态时,上述扫描周期不断循环，扫描过程。虽然PLC所使用之阶梯图程式中往往使用到许多继电器、计时器与计数器等名称,但PLC内部并非实体上具有这些硬件，而是以内存与程式编程方式做逻辑控制编辑，并借由输出元件连接外部机械装置做实体控制。因此能大大减少控制器所需之硬件空间。实际上PLC执行阶梯图程式的运作方式是逐行的先将阶梯图程式码以扫描方式读入CPU 中并最后执行控制运作.在整个的扫描过程包括三大步骤:

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图3.3 扫描过程

（1）输入采样阶段 在输入采样阶段，PLC以扫描方式依次地读入所有输入状态和数据，并将它们存入I/O映象区中的相应得单元内。输入采样结束后,转入用户程序执行和输出刷新阶段.在这两个阶段中,即使输入状态和数据发生变化，I/O映象区中的相应单元的状态和数据也不会改变.因此，如果输入是脉冲信号,则该脉冲信号的宽度必须大于一个扫描周期，才能保证在任何情况下，该输入均能被读入。

(2)用户程序执行阶段 在用户程序执行阶段，PLC总是按由上而下的顺序依次地扫描用户程序(梯形图)。在扫描每一条梯形图时，又总是先扫描梯形图左边的由各触点构成的控制线路，并按先左后右、先上后下的顺序对由触点构成的控制线路进行逻辑运算，然后根据逻辑运算的结果，刷新该逻辑线圈在系统RAM存储区中对应位的状态；或者刷新该输出线圈在I/O映象区中对应位的状态；或者确定是否要执行该梯形图所规定的特殊功能指令。 即，在用户程序执行过程中,只有输入点在I/O映象区内的状态和数据不会发生变化，而其他输出点和软设备在I/O映象区或系统RAM存储区内的状态和数据都有可能发生变化，而且排在上面的梯形图，其程序执行结果会对排在下面的凡是用到这些线圈或数据的梯形图起作用；相反，排在下面的梯形图,其被刷新的逻辑线圈的状态或数据只能到下一个扫描周期才能对排在其上面的程序起作用.

(3）输出刷新阶段

当扫描用户程序结束后,PLC就进入输出刷新阶段.在此期间，CPU按照I/O映象区内对应的状态和数据刷新所有的输出锁存电路，再经输出电路驱动相应的外设。这时，才是PLC的真正输出。

此三步骤称为PLC之扫描周期,而完成所需的时间称为PLC 之反应时间，PLC 输入讯号之时间若小于此反应时间，则有误读的可能性。每次程式执行后与下一次程式执行前,输出与输入状态会被更新一次，因此称此种运作方式为输出输入端“程式结束再生”.

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3。3 可编程控制器的应用

目前，PLC在国内外已广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通运输、环保及文化娱乐等各个行业,使用情况大致可归纳为如下几类。

（1)开关量的逻辑控制

这是PLC最基本、最广泛的应用领域,它取代传统的继电器电路，实现逻辑控制、顺序控制，既可用于单台设备的控制，也可用于多机群控及自动化流水线.如注塑机、印刷机、订书机械、组合机床、磨床、包装生产线、电镀流水线等。

（2）模拟量控制 在工业生产过程当中,有许多连续变化的量，如温度、压力、流量、液位和速度等都是模拟量。为了使可编程控制器处理模拟量，必须实现模拟量（Analog）和数字量（Digital）之间的A/D转换及D/A转换。PLC厂家都生产配套的A/D和D/A转换模块,使可编程控制器用于模拟量控制。

（3）运动控制

PLC可以用于圆周运动或直线运动的控制。从控制机构配置来说，早期直接用于开关量I/O模块连接位置传感器和执行机构，现在一般使用专用的运动控制模块.如可驱动步进电机或伺服电机的单轴或多轴位置控制模块。世界上各主要PLC厂家的产品几乎都有运动控制功能，广泛用于各种机械、机床、机器人、电梯等场合。

（4）过程控制 过程控制是指对温度、压力、流量等模拟量的闭环控制。作为工业控制计算机，PLC能编制各种各样的控制算法程序,完成闭环控制。PID调节是一般闭环控制系统中用得较多的调节方法。大中型PLC都有PID模块，目前许多小型PLC也具有此功能模块。PID处理一般是运行专用的PID子程序。过程控制在冶金、化工、热处理、锅炉控制等场合有非常广泛的应用。

（5）数据处理

现代PLC具有数学运算（含矩阵运算、函数运算、逻辑运算）、数据传送、数据转换、排序、查表、位操作等功能，可以完成数据的采集、分析及处理。这些数据可以与存储在存储器中的参考值比较，完成一定的控制操作，也可以利用通信功能传送到别的智能装置,或将它们打印制表。数据处理一般用于大型控制系统,如无人控制的柔性制造系统；也可用于过程控制系统，如造纸、冶金、食品工业中的一些大型控制系统.

（6）通信及联网

PLC通信含PLC间的通信及PLC与其它智能设备间的通信.随着计算机控制的发展,工厂自动化网络发展得很快,各PLC厂商都十分重视PLC的通信功能，纷纷推出各自的网络系统。新近生产的PLC都具有通信接口，通信非常方便。

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3。4 西门子S7—200性能介绍

S7-200 PLC是德国西门子公司生产的一种小型PLC，其很多功能达到大、中型PLC的水平，而价格却和小型PLC的一样，因此，它一经推出，即受到了广泛的关注.在2000年以前,西门子在中国市场的PLC产品主要是大中型PLC，日本的小型PLC占据了中国的大部分市场份额.在S7-200 PLC推出后,这种情况得到了明显改变，最近几年来的小型PLC市场上S7-200 PLC成为了主流产品.

西门子最早的小型PLC产品是在上世纪末推出的S7-200 CPU21＊系列的PLC，但很快就被CUP22＊系列的产品所取代了.由于它具有多种功能模块和人机界面(HMI）可供选择，所以系统的集成非常方便，并且可以很容易地组成PLC网络.同时它具有功能齐全的编程和工业控制组态软件，使得在完成控制系统的设计时更加简单，几乎可以完成任何功能的控制任务。现在最新版的S7-200系列PLC是在2004年推出的,它的主要特点是：较高的可靠性、丰富的指令集、丰富的内置集成功能、实时特性强和强大的通信能力.

西门子公司的SIMATIC S7-200系列属于小型可编程控制器，可用来代替继电器的简单控制场合，也可以用于复杂的自动化控制系统。S7-200的可靠性高,可用梯形图,语句表(指令表)和功能块图3种语言来编程,它的指令丰富，指令功能强，易于掌握，操作方便，内置有高速计数器，高速输出PID控制器，RS-485通信/变成接口，PPI通信协议,MPI通信协议和自由方式通信功能，I/O端子排可以很容易地拆卸，最大可扩展到248点数字量I/O 35路模拟量I/O,最多有26KB程序和数据存储空间.

西门子S7-200系列PLC适用于各行各业，各种场合中的检测、监测及控制的自动化.S7—200系列的强大功能使其无论在独立运行中,或相连成网络皆能实现复杂控制功能.因此S7-200系列具有极高的性能价格比。

S7-200 系列在集散自动化系统中充分发挥其强大功能.使用范围可覆盖从替代继电器的简单控制到更复杂的自动化控制,应用领域极为广泛，覆盖所有与自动检测,自动化控制有关的工业及民用领域，包括各种机床、机械、电梯控制、民用设备、环境保护设备等。

西门子S7-200系列PLC的具体数据如图3。4所示:

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图3。4 S7—200系列PLC中的CPU22X的基本单元框图

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4 火电厂输煤系统的程序设计

随着火电厂单机容量和总装机容量的不断扩大,一个高出力、高可靠性和灵活性的燃料输送系统是机组乃至整个电厂稳定运行的重要保证.与先进的主机控制系统相比，目前的输煤控制系统则显得十分落后。基本上为集中加就地控制模式，其PLC控制系统仅仅满足了皮带输送机的集中控制功能.简言之,其PLC控制系统仅仅代替了皮带输送机及其辅助设备(如档板、振打器等）的启、停按钮的功能，其完成的仅仅是部分顺序控制功能，无法达到整个系统的协调控制，其斗轮机、翻车机、环式给煤机均处于各自己相对独立的情况下运行，其结果是运行岗位人员设置过多，人员工效较低，系统设备间配合不协调、设备空转导致的电能损耗。设备磨损等损耗较大，PLC在输煤系统中应用基本上限于设备级，各设备或系统处于各自大的PLC控制之下，相互间基本独立。随着国内火电厂机组的扩建和PLC技术的迅速发展,与当初输煤设备的控制从就地走向集中一样,输煤系统的PLC控制也从设备级发展到车间级。

4.1系统结构

如图4.1中,整个系统可以分为三层，包括生产管理层（输煤程控室)、现场控制层(PLC控制站）及就地控制层。现场各种数据通过PLC系统进行采集，并通过主干通讯网络-—环形工业以太网传送到中心控制室监控计算机集中监控和管理，通讯速率为100Mbps，通讯介质根据通讯距离可以选择光纤或屏蔽双绞线。同样，中心控制室监控计算机的控制命令也通过上述通道传送到PLC的测控终端，实施各单元的分散控制。

根据输煤系统的联锁性强、地理较分散的特点，系统设有一个主站和若干个远程I/O分站,现场设备信号直接接入附近的远程I/O分站,并通过冗余的PROFIBUS—DP总线网络实现与系统主站的通讯，由系统主站完成对所有系统内设备的监控和管理。

考虑到输煤程控系统在安全性、可靠性方面的要求，系统主站采用HOLLiAS LK PLC具有冗余功能的CPU模块LK210,支持电源冗余、CPU冗余、以太网冗余、总线冗余,以保证整个系统的不间断运行.

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图4.1 输煤程控系统结构图

4.2 输煤工艺控制方案

图4.2 输煤系统工艺流程示意图

不同的电厂由于其机组的大小，厂外来煤方式、煤场到原煤仓距离的远近和输煤设备等方面的不同，在输煤系统工艺形式上也存在着较大差异.但按照工艺段和功能一般都包括卸煤流程、堆煤流程、上煤流程和配煤流程几个部分。

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毕业设计(论文)

卸煤流程，主要指将厂外来煤（包括汽车、火车、轮船等途径）通过卸煤设备卸到厂内储煤站，以备使用。

堆煤流程，主要是通过堆料机对卸到卸煤站的煤进行整理，以方便输煤系统上煤。 上煤流程，是输煤系统工艺的关键环节,通过输煤皮带机完成将原煤从煤场输送到原煤仓的过程，同时通过辅助的碎煤机、筛煤机、除铁器、采样装置、电子皮带秤等设备完成对筛分、计量等处理，以达到使用要求。

配煤流程，主要是将从上煤系统输送来的煤按照一定的要求、规律、顺序地分配到机组受煤仓中的过程.

4。3 输煤系统的控制流程及要求

输煤系统控制就是通过对输煤设备的监控，完成将煤场的煤输送到煤仓或煤筒的任务。系统的控制要求遵循如下原则：

(1）流程启动：接收到流程启动允许信号后,系统主设备按逆煤流方向延时顺序启动; （2)流程停止：停止指令下达后，系统主设备按顺煤流方向延时顺序停止； 配煤原则：

（3）自动配煤:先设定一个尾仓，从第一个原煤仓开始进行配煤，煤斗以相同的时间（或依据煤仓料位）依次配煤，直到尾仓和尾仓前所有煤斗发出高煤位信号为止。

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4。4输煤系统的控制方案设计

4。4．1 控制系统的I/O点及地址分配

表4.1 I/O地址分配表

位 编 号

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 I/O地址 I0.0 I0。1 I0。2 I0.3—I0.5 I0。6 I0。7 I1.0 I1。1 I1。2 Q0.0—Q0.4 Q0.5—Q0。7

Q1.0 Q1.1 Q1。2 Q1。3 Q1。4 Q1。5 Q1.6 Q1.7 Q2.0 Q2.1 Q2.2 Q2。3 数据类型 DI DI DI DI DI DI DI DI DI DO DO DO DO DO DO DO DO DO DO DO DO DO DO 说明 输煤皮带启动 事故急停 输煤皮带停止 煤仓高限位置开关 犁煤器停止 皮带1左限位 皮带1右限位 皮带2左限位 皮带2右限位 一段至五段皮带

犁煤器 1号叶轮旋转 1号给煤机左行 1号给煤机右行 2号叶轮旋转 2号给煤机左行 2号给煤机右行 3号叶轮旋转 3号给煤机左行 3号给煤机右行 4号叶轮旋转 4号给煤机左行 4号给煤机右行

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表4.2 内存变量分配表

变量 M1。0

说明 上位机程控皮带启

动

M1。1

上位机程控事故急

停

M1.2

上位机程控皮带停

止

M1.3-1.5 M2.0

尾部煤仓设定值 1号叶轮旋转控制

M2.7 M3。0

2号给煤机停止控制 1、2号给煤机极限

位置

M2。1 M2。2 M2.3

1号给煤机左行控制 1号给煤机右行控制 1号给煤机停止控制

C0 C1 VW2

1号给煤机位置 2号给煤机位置 1、2号给煤机位置

差

M3.1 M3。2 M3。3 M3。4

M3。5

4号叶轮旋转控制

VW3

3号叶轮旋转控制 3号给煤机左行控制 3号给煤机右行控制 3号给煤机停止控制

M3.6 M3.7 M4.0 M4。1

4号给煤机左行控制 4号给煤机右行控制 4号给煤机停止控制 3、4号给煤机极限

位置 1、2号给煤机位置

差

C2

3给煤机位置

C3

4给煤机位置

M2。6

2号给煤机右行控制

M2。5

2号给煤机左行控制

变量 M2.4

说明 2号叶轮旋转控制

4。4。2 PLC选型

从以上分析可以知道，系统共有开关量输入点11个，开关量输出点20个。其中西门子S7-224XP中有14个开关量输入，10个开关量输出。本设计采用西门子S7-224XP作为主控制器，加上两台扩展模块EM222（8点继电器输出)，剩余的I/O点作为冗余。整个PLC系统的配置图如图4.4所示。

主机单元 CPU224XP AC/DC 扩展单元 EM222 8点继电器 图4.4 PLC配置图

扩展单元 EM222 8点继电器 - 30 -

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4.4。3 输煤系统程序及说明

输煤系统的PLC控制系统程序见附录。

输煤系统设计是依据火电厂输煤系统工艺流程设计的,输煤皮带是根据“逆煤流启,顺煤流停”的实际工作状态去设计的.

网络1、2：当I0.0或M1。0、M1。1为1时，使T37计时。当I0.1为1时，T37停止计时。

网络2至网络7：根据输煤皮带的工作特点“逆煤流启，顺煤流停”进行输煤皮带控制，当按下输煤皮带启动按钮时,皮带五先启动，30秒之后皮带四再次启动，以此类推最后启动皮带一。如果按下输煤皮带停止按钮，皮带一先停止,30秒之后，皮带二再停止，以此类推最后皮带五停止。

网络8、9：是用来使计时器T38计时的。

网络10至网路15：是用来控制犁煤器启动和停止的。 网络16：用来启动和停止1号叶轮动作。 网络17:用来启动和停止1号给煤机左行。 网络18：用来启动和停止1号给煤机右行. 网络19:用来启动和停止2号叶轮动作.

网络20：用来启动和停止2号给煤机左行。 网络21：用来启动和停止2号给煤机右行。

网络22：对1号给煤机所走行程进行计数。 网络23:对2号给煤机所走行程进行计数。 网络24、25：对给煤机相遇时，使其不闯车。 网络16：用来启动和停止3号叶轮动作。 网络17：用来启动和停止3号给煤机左行。 网络18：用来启动和停止3号给煤机右行。 网络19：用来启动和停止4号叶轮动作。 网络20：用来启动和停止4号给煤机左行. 网络21：用来启动和停止4号给煤机右行。 网络22：对3号给煤机所走行程进行计数。 网络23：对4号给煤机所走行程进行计数。 网络24、25:对给煤机相遇时,使其不闯车.

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毕业设计(论文)

4.4。4 紫金桥组态仿真

（1）紫金桥软件简介

我国对国产组态软件进行比较，考虑价格,服务、培训等因素之后决定采用北京紫金桥通态自动化软件科技有限公司的紫金桥全中文工控组态软件。它允许两个客户端用IE浏览器登录访问（当然紫金桥也有无限点数和无线客户端的版本）.经授权客户端通过IE浏览器向现场PC机一样，对设备和装置进行远程监控。

由紫金桥生成的用户应用系统亦称组态工程,其结构由主控窗口、设备窗口、用户窗实时数据库好运行策略五个部分组成。窗口是屏幕中的一块空间，是一个“容器”，直接供给用户使用，在窗口内用户能够放置不同的构件，创建图形对象并调整画面的布局,组态配置不同的参数以完成不同的功能。紫金桥用主控窗口、设备窗口和用户窗口来构成一个应用系统的人机交换图形界面。组态配置各种不同类型和功能对象或构件，同时能够对实时数据库进行可视化处理，这样形成一个有丰富功能能够实际应用的工程。然后把组态环境中的组态结果提交给运行环境，运行环境和组态结果就一起构成了用户自己的应用系统。

紫金桥系统包括三种基本类型的构件:设备构件、动画构件、策略构件以完成紫金桥设备驱动、动画显流程控制的所有构造工作,开放式结构，广泛的数据获得和强大的数据处理功能。紫金桥提供多种高性能的I/O驱动，全面支持OPC标准，具有完善的安全机构、强大的网络功能、丰富的报表处理方式及显示多种趋势曲线功能。

（2)、紫金桥仿真

输煤控制系统在运行操作过程中，所有的操作都通过触摸屏完成，其中包括运行方式的切换,系统功能的选择都是通过触摸屏实现；当然运行操作按钮也同样是设置了密码的权限保护，避免其它人等的误操作。

该监控程序主要分为待机界面、数据显示画面、参数标定界面三部分组成.当按下启动按钮时,开始启动。操作员通过监控画面能够看到现场的给煤情况。当称重传感器没有失效时，输煤量就等于实时测得的煤量；当称重传感器失效时，输煤量就等于密度与容积之积。在MGCS监控画面上还有其他的数据显示以及人性化的控制操作，便于操作人员能够正确的处理各种情况.操作人员不但能够通过监控画面实时监测皮带速度、瞬时煤量、累计煤量,而且还能够进行校验、故障报警其他操作。输没控制系统操作画面如4.4、4。5图所示。

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图4.4 输煤系统监控系统待机界面

图4.5 输煤系统叶轮给煤机监控系统待机界面

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毕业设计(论文)

5 结论

光阴似箭，岁月如梭.为期13周的毕业设计快接近尾声。回想起来这一阶段，我的收获颇丰，在本次设计中也是我对我所学的专业课有了很细致的了解，巩固了所学的知识。本次毕业设计我所做的题目是输煤系统设计,此次本次毕业设计是利用PLC为控制的输煤系统设计，再配合上位机紫金桥组态软件仿真.已经基本上达到了输煤系统的通知要求。此毕业设计分析了输煤程控的整个过程并着重研究了输煤系统的控制设计。主要工作如下:

（1）了解输煤控制系统的结构以及其功能，信号检测 ，PLC的工作原理与应用，以及整个输煤系统的工艺流程。

(2)输煤系统运行条件恶劣,各种干扰信号多，是影响输煤程控系统稳定运行的重要因素。作为一种应用于工业控制的自动装置,PLC本身具有一定抗干扰能力，比较适应工业现场环境。

(3）目前输煤系统实现程序控制对提高输煤系统的可靠性、自动化程度,减少岗位人员和他们的劳动强度，加强输煤过程的运行管理和节能管理,实现状态检修具有非常重要的意义。

（4）配煤系统程控设计直接关系到锅炉的正常燃烧，是火力发电系统中不可缺少的一部分，对配煤系统的程控设计的改进与提高,对于改变当前我国电力企业输煤管理的落后状态，及实现其高度自动化有着重要的价值。

本次毕业设计也存在许多不足之处:

(1）没有完全实现整个生产过程的自动化以及完全无人化的操作。

(2）没有设置一套备用系统，一旦输煤系统设备出现故障,没有备用设备。

（3）未能与DCS系统相结合，本次毕业设计只是与上位机相结合，只能实现对输煤系统的控制、管理与维修,而未能与其他系统相连接,众所周知输煤系统是用来运输煤的，然而煤的消耗量是根据火电厂的发电指标以及锅炉的燃烧量所决定的。未能与其他控制系统相连接，这是一个缺点。

在做毕业设计的过程中我感受最深,毕业设计是让每个同学检验自己的综合能力。要想做好任何事，除了自己平时要有一定的功底外，我们还需要一定的实践动手能力，操作能力,因此，每个同学都应该多在实践中提高自己的能力。此次设计,我深深体会到了积累知识的重要性。在这个竞争如此激烈的社会中,只有努力充实自己才能够站得住不被淘汰。毕业设计是让每个同学确定自己的未来方向。以前缺乏实践，无法认识社会企业的需求，因此,对自己的未来也十分迷茫,但通过这次设计我们体会到了我们这一行的艰辛和干这一行所需要必备怎样的能力，只有我们确定了自己未来的方向、定下目标才能给自己定位，并努力提升自己来让自己适任职位。

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基于PLC控制的火电厂输煤系统设计

致 谢

光阴似箭，岁月如梭。转眼间毕业设计就快结束了，在这段时间里,使我明白了理论与实践相结合的重要性，在这段时间里，我学会了很多课本上学不到的东西，相信在以后的学习和生活中，都会对我有很大的帮助.

我从资料的收集中，掌握了很多自动控制系统、PLC（S7—200)、紫金桥监控软件的知识,让我对我所学过的知识有所巩固和提高，并且让我对西门子系列的PLC的最新发展技术有所了解。在整个过程中,我学到了新知识、增长了见识。在今后的日子里，我仍然要不断地充实自己，争取在所学领域有所作为。

脚踏实地，认真严谨,实事求是的学习态度，不怕困难、坚持不懈、吃苦耐劳的精神是我在这次设计中最大的收益。我想这是一次意志的磨练，是对我实际能力的一次提升，也会对我未来的学习和工作有很大的帮助。

在临近毕业之际，我还要借此机会向在这两年专升本学习生活中给予了我帮助和指导教师的梁老师及所有自动化专业老师表示衷心的谢意,感谢他们两年来的辛勤栽培。不积跬步何以至千里,各位任课老师认真负责,在他们的悉心帮助和支持下，我能够很好的掌握和运用专业知识,并在设计中得以体现,顺利完成毕业设计。

同时，在毕业过程中，我还参考了有关的书籍和论文，在这里一并向有关的作者表示谢意。在此我还要感谢同组的各位同学,在毕业设计的这段时间里，你们给了我很多的启发，提出了很多宝贵的意见,对于你们帮助和支持,在此我表示深深地感谢。谢谢你们！

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毕业设计(论文)

参考资料

[1］盛伟．电厂热力设备及运行． 中国电力出版社,2007; [2］邱丽霞．热力发电厂．中国电力出版社，2013； ［3］叶涛．热力发电厂．中国电力出版社，2009；

［4］王志祥．热工保护与顺序保护．中国电力出版社，2008；

[5］黄芹．跟我动手学西门子S7—200PLC．中国电力出版社，2013； ［6］王存旭．可编程控制器原理及应用．高等教育出版社，2013；

［7］王永华．现代电气控制及PLC应用技术．北京航空航天大学出版社，2013; [8］孙立坤．PLC编程控制与仿真调试教学系统．辽宁：大连理工大学，2007； ［9］吴江贤．PLC教学实验系统的设计与应用．江苏：江南大学，2009； [10]史国生．电器控制与可编程控制器技术．化学工业出版社，2004; ［11］周万珍．PLC分析与设计应用．电子工业出版社，2004； ［12]廖常初．PLC编程及应用．机械工业出版社,2002;

［13］吴合福．输煤系统程控及信息化的设计与实现．上海：华东理工大学，2006; ［14］王宁．火力发电厂输煤程控系统设计与研究．山东：山东工业大学，1998； ［15]张海玲．plc在火电输煤程控系统中的应用研究．山东：中国海洋大学,2009； ［16］赵大伟．基于plc的火电厂输煤程控系统．辽宁：大连理工大学，2007； ［17］陈钢．自动输煤控制系统研究．重庆：重庆大学，2004；

［18］T。 E. Burch。 A practical pulverized coal feeder for bench-scale combustion requiring

low feed rates.Rev.Sci.instrum,1991.2

[19]Paul Mielsen. Staeta control SysremIncnews.2004

［20］Dacao Tanaka，Transmission Characteristics of a power line used of data

communications at high frequencies ［J]。IEEE Tran on Consumer ，Electronics,1989（1)

［21]Ronald P。Hunter P。E：Automatic Process Ccontrol system Concepts and Hardware

prrctice，Hall Ine。 1978

［22］ Gurtis D.Johnson：Process control Instrumention Technology,John Wiley＆ Sone

Inc,1977

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附 录

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