熱電廠皮帶輸煤監(jiān)控系統(tǒng)的研制

工業(yè)控制計算機作為輸煤控制系統(tǒng)的監(jiān)控中心，與可編程控制器以上位機和下位機的關(guān)系進行通信，實現(xiàn)對現(xiàn)場設(shè)備運行狀態(tài)和皮帶跑偏狀態(tài)的實時監(jiān)測，并且直觀的表述輸煤系統(tǒng)的運行狀態(tài)。

本文中，可編程控制器選用西門子PLC S7-226，外圍配備數(shù)字量擴展模塊EM222、模擬量采集模塊EM231和以太網(wǎng)模塊CP243。系統(tǒng)利用PLC對整個輸煤系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)采集和控制，并通過工業(yè)控制計算機的人機接口對系統(tǒng)設(shè)備發(fā)出控制命令。上位機運用MCGS組態(tài)軟件，與下位機配合，完成系統(tǒng)的自動控制和遠方手動控制功能，并對系統(tǒng)的運行狀態(tài)進行監(jiān)視，實現(xiàn)工作區(qū)的無人操作。

就地控制箱放在設(shè)備附近，完成設(shè)備的手自動選擇和手動開停控制，并作為PLC的執(zhí)行機構(gòu)，實現(xiàn)對設(shè)備的手自動控制。

皮帶跑偏開關(guān)、電動三通到位開關(guān)、電流互感器等用于實現(xiàn)對現(xiàn)場設(shè)備的數(shù)據(jù)采集，供PLC進行數(shù)據(jù)處理和分析，并交由上位機進行數(shù)據(jù)顯示等操作。

3 系統(tǒng)功能

（1) 自動控制：煤流進入三通后，可進行變向，選擇向A皮帶機或B皮帶機，依據(jù)煤流的方向，設(shè)置四種工作方式，對設(shè)備進行連鎖控制，操作人員通過上位機組態(tài)運行界面選擇工作方式后，選擇系統(tǒng)自動啟動，設(shè)備按預(yù)定順序自動啟動：

①啟動時按逆煤流方向，從最后一條皮帶（及相關(guān)設(shè)備）開始依次啟動，設(shè)置合理的延時時間，直到所有的設(shè)備都啟動以后，才開始供煤，每條皮帶啟動前響鈴30s。

②停運時按順煤流方向，先停供電設(shè)備，然后從第一臺至最后一臺依次停止，每臺設(shè)備見按預(yù)定的延時時間發(fā)停機命令，即要求設(shè)置合適的延時時間，待設(shè)備的余煤清除后再停止其運行。

③故障時，故障點及上游的設(shè)備瞬時停機，故障點下游設(shè)備保持原工作狀態(tài)不變。待故障解除后，可從故障點向上游重新啟動設(shè)備，也可以在故障未解除時，從故障點向下游開始延時停設(shè)備，連鎖能阻止任何設(shè)備超出順序的啟動。

（2）遠方遙控：通過PLC和工控機對全部輸煤設(shè)備實現(xiàn)一一對應(yīng)的操作。

（3）就地控制：不經(jīng)過PLC，在現(xiàn)場實現(xiàn)設(shè)備的手動控制。

（4）當設(shè)備運行過程中存在危及人身安全及損壞設(shè)備的可能，而操作人員來不及判斷怎樣處理的情況下，可以通過急停按鈕來停止所有現(xiàn)場設(shè)備的運行。

（5）監(jiān)視功能：監(jiān)視系統(tǒng)的運行情況，包括設(shè)備的電流大小，設(shè)備工作模式，皮帶運行情況等，并對故障信息進行報警、報表存儲等處理，供工作人員進行處理。

（6）保護功能：設(shè)置設(shè)備短路、過載、跑偏、堵塞等保護動作、連鎖跳停相關(guān)設(shè)備。

4 可視化軟件設(shè)計

本文選用MCGS組態(tài)軟件作為系統(tǒng)的上位機軟件。MCGS是由北京昆侖通態(tài)自動化軟件科技有限公司推出的用于快速構(gòu)建計算機監(jiān)控系統(tǒng)的軟件系統(tǒng)。由于其在系統(tǒng)構(gòu)造方面的靈活性和運行的穩(wěn)定性，并且系統(tǒng)內(nèi)部設(shè)定了通用設(shè)備、PLC設(shè)備、數(shù)據(jù)采集板卡、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、用戶定制設(shè)備等大量與底層設(shè)備連接的驅(qū)動程序，同時，MCGS組態(tài)軟件在軟件接口方面提供了OPC、ODBC、OLE、DDE、ActiveX等與其他應(yīng)用程序交互的多種交換方式，使得MCGS組態(tài)軟件具有很強的通用性，在自動化領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。

MCGS是作為系統(tǒng)的人機界面主要完成，系統(tǒng)設(shè)備的狀態(tài)顯示，故障報警、下達控制命令等工作，是系統(tǒng)的監(jiān)控中心。

（1）主控畫面

MCGS主控畫面如圖3所示，主要由系統(tǒng)模擬運行狀態(tài)監(jiān)視、設(shè)備狀態(tài)監(jiān)視、手自動選擇、連鎖控制、電動三通監(jiān)控等部分組成。

圖3 系統(tǒng)主控畫面

系統(tǒng)模擬運行狀態(tài)監(jiān)視部分根據(jù)實際采集的設(shè)備參數(shù)，實時的顯示系統(tǒng)的運行狀態(tài)，當設(shè)備開啟時，相應(yīng)設(shè)備處會有煤流流過，從而使工作人員可以實時的觀察系統(tǒng)的運行狀況；設(shè)備狀態(tài)監(jiān)視部分主要包括設(shè)備工作模式（遠程/就地）顯示，工作狀態(tài)顯示、設(shè)備電流等；手自動選擇部分提供一選擇開關(guān)，當開關(guān)打在自動擋時，各設(shè)備運行時進行連鎖控制，只有下游的設(shè)備啟動后，上游的設(shè)備才能開啟。若某個設(shè)備停止，則其上游設(shè)備立即停止，當開關(guān)打在手動檔時，系統(tǒng)會彈出一個手動控制畫面，工作人員可根據(jù)需要隨意的開啟任何一個設(shè)備；連鎖控制由線路選擇和啟停控制兩部分組成，根據(jù)電動三通的方向有四條輸煤線路，點動啟動按鈕后，系統(tǒng)根據(jù)線路選擇狀態(tài)，按照逆煤流的方向啟動設(shè)備，點動停止按鈕，按照順煤流的方向停止設(shè)備；電動三通控制部分是電動三通A和電動三通B的監(jiān)控部分，主要完成系統(tǒng)電動三通的遠程控制功能。

（2）輔助監(jiān)視畫面

輔助監(jiān)視畫面主要由電流歷史曲線、歷史數(shù)據(jù)報表組成，通過歷史曲線和歷史數(shù)據(jù)報表的觀察，工作人員可以對設(shè)備的最近運行情況有個大致的了解，過流過載情況的出現(xiàn)可使工作人員對給煤量的控制有一個提前的預(yù)判。

（3）故障報警處理

故障報警由畫面報警和語音報警兩部分組成，當設(shè)備出現(xiàn)短路、過載、皮帶跑偏等故障時，系統(tǒng)進行畫面提示和語音報警操作，并提供報警處理策略。故障報警策略由兩個選擇，一是從故障點延時停機；而是從故障點啟動，從故障點啟動要確定設(shè)備故障排除的情況下執(zhí)行。

（4）一鍵停止處理

系統(tǒng)提供一鍵停止功能，當有意外情況發(fā)生時，可瞬時停止所有設(shè)備。

5 結(jié)語

本文以西門子PLC和MCGS為控制核心，設(shè)計了一套火力發(fā)電廠輸煤控制系統(tǒng)，系統(tǒng)功能全面，操作簡單，監(jiān)控畫面生動逼真且貼近現(xiàn)場，為工作人員監(jiān)控輸煤系統(tǒng)提供了很大的方便，大大降低工作人員的工作量。系統(tǒng)在膠南易通熱電廠進行了具體實施，自投入使用至今，系統(tǒng)運行穩(wěn)定，完全滿足實際需要，受到了用戶的好評。