下载文档第一篇：组态王紫金桥--输煤控制系统工艺分析
控制系统综合实验
第1章 输煤控制系统工艺分析
1.1 输煤控制系统的目的
在我国大型热电厂中所采用的绝大部分燃料是燃煤。由于煤产地与电厂间地理位置或地域不同，就需通过汽车、火车、或轮船把煤运往火电厂煤厂，通过由卸煤系统、堆煤系统、上煤系统和配煤系统等组成的输煤程控系统输送到指定的煤仓或煤筒。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十分重要的支持系统，它是保证机组稳发满发的重要条件。基于输煤控制系统在整个火电厂中的重要性，且煤场面积大、工作环境恶劣、人工作业通讯难以畅通，利用组态王及其他先进技术实现其控制功能。
1.2 输煤控制系统的组成
输煤控制系统由原煤仓，往复给煤机，皮带机、拉线开关，电磁分离器，滚轴筛，缓冲滚筒，碎煤机和犁煤器组成。
输煤程控系统是实现输煤过程自动化的计算机控制及监视系统。可以实现皮带自动上煤、自动配煤、计算机监控管理、画面参数提示、语音报警、报表自动打印等功能。能够实现对整个输煤系统包括皮带机、除铁器、犁煤器、跑偏信号、打滑信号、拉绳信号、堵煤信号、煤位信号在内的多套装置、信号的控制与监测包括：输煤运行方式选择（自动控制、集中手动控制、就地手动控制），皮带机启停。给煤机及除铁器启停，除尘器的启停，自动配煤加仓，设备故障报警、联锁保护，现场信号采集、处理与显示。
1.3 输煤控制系统概述
输煤系统的主要任务是由料斗和皮带的传递将煤由贮煤场输送到配煤场，由给煤机给煤，再经由皮带机传送到锅炉。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。在此次设计中主要概述了输煤系统的卸煤和上煤的皮带传输控制。系统总体设计先进可靠，设备选型合理，监控功能齐全，投资少、操作简单、实用性强，能提高电厂输煤系统的综合自动化水平，改善劳动条件，提高劳动生产率和安全经济运行水平。
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第2章 输煤控制系统设计
2.1 输煤控制系统仪表的选择
编程控制器（简称PLC）由于其将系统的继电器技术，计算机技术和通信技术融为一体，以其可靠性高，稳定性好、抗干扰能力强，以及编程简单，维护方便，通讯灵活等众多优点，广泛应用于工业生产过程和装置的自动控制中。PLC不仅能实现复杂的逻辑控制，还能完成定时、计算和各种闭环控制功能。设置性能完善、质量可靠、技术先进的可编程控制器PLC控制皮带运输机监控系统，可以实现高自动化的皮带机群的集中控制及保护。此次课程设计的课题内容即为输煤控制系统，.煤在配煤场经碾碎去渣和铁硝石，由给煤机给煤通过一系列过程传送进锅炉，方案要求用一台PLC控制卸煤、给煤，PLC与PC之间不通讯。系统具备很多自动化控制的功能：(1)系统启动前各台设备预警;(2)地面输煤生产线上各设备按逆煤流方向顺序延时起动,按顺煤流方向顺序延时停车;(3)输煤线上任一设备因故障或其它原因停车时,来煤方向各设备立即停车,顺煤方向顺序延时停车,以避免堆煤,减少皮带压煤;(4)在紧急情况下,任一设备都可通过现场急停按钮实现紧急停车;(5)对各台设备的运转状态实时自动检测,并将信息传输给PLC;(6)各台设备的运转情况及故障报警等信息都可以在总控室由显示灯显示出来。
可编程控制器是为工业控制应用而设计制造的。早期的可编程控制器称作可编程逻辑控制器，简称PLC，它主要用来代替继电器实现逻辑控制。随着技术的发展，这种装置的功能已经大大超过了逻辑控制的范围，因此，今天这种装置称作可编程控制器，简称PC。但是为了避免与个人计算机的简称混淆，所以将可编程控制器简称PLC。
PLC实质是一种专用于工业控制的计算机，其硬件结构基本上与微型计算机相同，基本构成为： 电源、中央处理单元(CPU)、存储器、输入输出接口电路、功能模块、通信模块。
PLC的特点：
1.可靠性高，抗干扰能力强； 2.配套齐全，功能完善，适用性强； 3.易学易用，深受工程技术人员欢迎；
4.系统的设计、建造工作量小，维护方便，容易改造； 5.体积小，重量轻，能耗低。2.2 输煤控制系统传感器的选型
现代传感器在原理与结构上千差万别，如何根据具体的测量目的、测量对象以及测量环境合理地选用传感器，是在进行某个量的测量时首先要解决的问题。
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当传感器确定之后，与之相配套的测量方法和测量设备也就可以确定了。测量结果的成败，在很大程度上取决于传感器的选用是否合理。
传感器选择的原则：
1.根据测量对象与测量环境确定传感器的类型
2.灵敏度的选择 3.频率响应特性 4.线性范围 5.稳定性
6.精度
7.对某些特殊使用场合，无法选到合适的传感器，则需自行设计制造传感器。2.3 控制方案分析
PID（比例-积分-微分）控制器作为最早实用化的控制器已有50多年历史，现在仍然是应用最广泛的工业控制器。PID控制器简单易懂，使用中不需精确的系统模型等先决条件，因而成为应用最为广泛的控制器。
PID控制器由比例单元（P）、积分单元（I）和微分单元（D）组成。在工程实际中，应用最为广泛的调节器控制规律为比例、积分、微分控制，简称PID控制，又称PID调节。PID控制器问世至今已有近70年历史，它以其结构简单、稳定性好、工作可靠、调整方便而成为工业控制的主要技术之一。当被控对象的结构和参数不能完全掌握，或得不到精确的数学模型时，控制理论的其它技术难以采用时，系统控制器的结构和参数必须依靠经验和现场调试来确定，这时应用PID控制技术最为方便。即当我们不完全了解一个系统和被控对象，或不能通过有效的测量手段来获得系统参数时，最适合用PID控制技术。PID控制，实际中也有PI和PD控制。PID控制器就是根据系统的误差，利用比例、积分、微分计算出控制量进行控制的。
1.比例（P）控制：
比例控制是一种最简单的控制方式。其控制器的输出与输入误差信号成比例关系。当仅有比例控制时系统输出存在稳态误差（Steady-state error）。
2.积分（I）控制：
在积分控制中，控制器的输出与输入误差信号的积分成正比关系。对一个自动控制系统，如果在进入稳态后存在稳态误差，则称这个控制系统是有稳态误差的或简称有差系统（System with Steady-state Error）。为了消除稳态误差，在控制器中必须引入“积分项”。积分项对误差取决于时间
控制系统综合实验 的积分，随着时间的增加，积分项会增大。这样，即便误差很小，积分项也会随着时间的增加而加大，它推动控制器的输出增大使稳态误差进一步减小，直到等于零。因此，比例+积分(PI)控制器，可以使系统在进入稳态后无稳态误差。
3.微分（D）控制：
在微分控制中，控制器的输出与输入误差信号的微分（即误差的变化率）成正比关系。自动控制系统在克服误差的调节过程中可能会出现振荡甚至失稳。其原因是由于存在有较大惯性组件（环节）或有滞后(delay)组件，具有抑制误差的作用，其变化总是落后于误差的变化。解决的办法是使抑制误差的作用的变化“超前”，即在误差接近零时，抑制误差的作用就应该是零。这就是说，在控制器中仅引入 “比例”项往往是不够的，比例项的作用仅是放大误差的幅值，而目前需要增加的是“微分项”，它能预测误差变化的趋势，这样，具有比例+微分的控制器，就能够提前使抑制误差的控制作用等于零，甚至为负值，从而避免了被控量的严重超调。所以对有较大惯性或滞后的被控对象，比例+微分(PD)控制器能改善系统在调节过程中的动态特性。2.4 输送机的选择
带式输送机是连续运输机中效率最高、使用最普遍的一种机型。在我国建设的大、中型燃煤火力发电厂中，从受卸装置向储煤场及锅炉原煤仓输煤所用的运送设备，主要就是带式输送机。
带式输送机是以挠性输送带作为物料承载物件和牵引构件的连续输送设备。根据摩擦原理，由驱动滚筒带动输送带，将物料输送到所需的地方。带式输送机与其他类型的输送设备相比，具有良好的性能，在连续装载的情况下能连续运输，生产率高，运行平稳可靠，输送连续均匀，工作过程中噪音小，结构简单，能量消耗小，运行维护费用低，维修方便，易于实现自动控制及远方操作等优点，因此，在输煤运行中得到于广泛的应用。
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第3章 基于组态王的输煤控制系统监控程序设计
3.1 主控界面
图3-1 主控界面图像
3.2 趋势界面
图3-2 历史曲线运行前的图
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图3-3 历史曲线运行后的图
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第4章 结论与体会
通过为期一周的课程设计，我深刻体会到了自己知识的匮乏。我深深的感觉到自己知识的不足，自己原来所学的东西只是一个表面性的，理论性的，而且是理想化的。根本不知道在现实中还存在有很多问题。真正的能将自己的所学知识转化为实际所用才是最大的收获，也就是说真正的能够做到学为所用才是更主要的。设计一个很简单的电路，所要考虑的问题，要比考试的时候考虑的多的多。
在课程设计中我充分的应用了课本的基础知识，把所学的知识应用到实践中，补充了一些知识的不足。在设计的过程中遇到的问题，能通过老师的帮助和自己的努力基本了解组态王的软件的使用，了解输煤控制系统的基本原理，我了解到先进技术的重要性。
总之，通过这次课程设计，不仅使我对所学过的知识有了一个新的认识。而且提高了我考虑问题，分析问题的全面性以及动手操作能力。使我的综合能力有了一个很大的提高。
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参考文献
[1]鲍林．PLC在放电厂输煤系统中的应用[J]．电站系统工程，202_ [2]马敏涛．PLC与上位计算机的自由通信[J]．电气时代，202_ [3]李友善．自动控制原理[M]．北京：国防工业出版社，202_ [4]赖寿宏．微型计算机控制技术[M]．北京：机械工业出版社，202_ [5]蔡自兴．智能控制－基础与应用[M]．北京：国防工业出版社，1999 [6]李仁．电器控制[M]．北京：机械工业出版社，1998
目 录
第1章 输煤控制系统工艺分析..................................................................................1 1.1 输煤控制系统的目的...........................................................................................................1 1.2 输煤控制系统的组成...........................................................................................................1 1.3 输煤控制系统概述................................................................................................................1 第2章 输煤控制系统设计..........................................................................................2 2.1 输煤控制系统仪表的选择.................................................................................................2 2.2 输煤控制系统传感器的选型.............................................................................................2 2.3 控制方案分析.........................................................................................................................3 2.4 输送机的选择.........................................................................................................................4 第3章 基于组态王的输煤控制系统监控程序设计..................................................5 3.1 主控界面...................................................................................................................................5 3.2 趋势界面...................................................................................................................................5 第4章 结论与体会......................................................................................................7 参考文献........................................................................................................................8
第二篇：输煤机组控制系统
目录
第1章 PLC控制系统设计 ……………………………………………………4 1.1.PLC控制系统设计的基本原则 …………………………………4 1.2.PLC机型选择 …………………………………………………… 5 第2章 输煤机组控制系统设计要求 …………………………………………7 第3章 输煤机组控制系统硬件的选择 …………………………… …………8 第4章 输煤机组系统的设计 …………………………………………………10 4.0 输煤机组控制系统设计思路………………………………………10 4.1.主电路的设计………………………… 10 4.2.PLC硬件控制电路设计 …………………………………………12 4.3.PLC控制程序设计……………………………………………… 15 4.4.梯形图程序调试…………………………………………………20 第5章 课程设计总结
…………………………………………………………21 参考文献 ………………………………………………………………………21
第1章 PLC控制系统设计
1.1 PLC控制系统设计的基本原则
任何一种控制系统都是为了实现被控对象的工艺要求，以提高生产效率和产品质量。因此，在设计PLC控制系统时，应遵循以下基本原则：
1.最大限度地满足被控对象的控制要求
充分发挥PLC的功能，最大限度地满足被控对象的控制要求，是设计PLC控制系统的首要前提，这也是设计中最重要的一条原则。这就要求设计人员在设计前就要深入现场进行调查研究，收集控制现场的资料，收集相关先进的国内、国外资料。同时要注意和现场的工程管理人员、工程技术人员、现场操作人员紧密配合，拟定控制方案，共同解决设计中的重点问题和疑难问题。
2.保证PLC控制系统安全可靠
保证PLC控制系统能够长期安全、可靠、稳定运行，是设计控制系统的重要原则。这就要求设计者在系统设计、元器件选择、软件编程上要全面考虑，以确保控制系统安全可靠。例如：应该保证PLC程序不仅在正常条件下运行，而且在非正常情况下（如突然掉电再上电、按钮按错等），也能正常工作。
3.力求简单、经济、使用及维修方便
一个新的控制工程固然能提高产品的质量和数量，带来巨大的经济效益和社会效益，但新工程的投入、技术的培训、设备的维护也将导致运行资金的增加。因此，在满足控制要求的前提下，一方面要注意不断地扩大工程的效益，另一方面也要注意不断地降低工程的成本。这就要求设计者不仅应该使控制系统简单、经济，2
而且要使控制系统的使用和维护方便、成本低，不宜盲目追求自动化和高指标。
4.适应发展的需要
由于技术的不断发展，控制系统的要求也将会不断地提高，设计时要适当考虑到今后控制系统发展和完善的需要。这就要求在选择PLC、输入/输出模块、I/O点数和内存容量时，要适当留有裕量，以满足今后生产的发展和工艺的改进。实际上PLC控制系统的设计，按照国外发达国家的标准：首先考虑的是系统的安全性、可靠性设计，然后才是根据控制工艺要求进行控制流程设计，然后就是编写切实可行、高效的PLC程序，这里在安全性、可靠性设计要求的前提下，编写相应的PLC程序非常重要，硬件上保证的安全性，以及软件PLC程序中的安全考虑应该同步进行。
1．2 PLC机型选择
PLC产品的种类繁多。PLC的型号不同,对应着其结构形式、性能、容量、指令系统、编程方式、价格等均各不相同,适用的场合也各有侧重。因此,合理选用PLC,对于提高PLC控制系统的技术经济指标有着重要意义。
PLC机型的选择
PLC的选择主要应从PLC 的机型、容量、I/O模块、电源模块、特殊功能模块、通信联网能力等方面加以综合考虑。PLC机型选择的基本原则是在满足功能要求及保证可靠、维护方便的前提下,力争最佳的性能价格比。选择时应主要考虑到合理的结构型式,安装方式的选择,相应的功能要求,响应速度要求,系统可靠性的要求,机型尽量统一等因素。一 合理的结构型式
PLC主要有整体式和模块式两种结构型式。
整体式PLC的每一个I/O点的平均价格比模块式的便宜,且体积相对较小,一般用于系统工艺过程较为固定的小型控制系统中；而模块式PLC的功能扩展灵活方便,在I/O点数、输入点数与输出点数的比例、I/O模块的种类等方面选择余地大，且维修方便,一般于较复杂的控制系统。二 安装方式的选择
PLC系统的安装方式分为集中式、远程I/O式以及多台PLC联网的分布式。集中式不需要设置驱动远程I/O硬件,系统反应快、成本低；远程I/O式适用于大型系统,系统的装置分布范围很广,远程I/O可以分散安装在现场装置附近,连线短,但需要增设驱动器和远程I/O电源；多台PLC联网的分布式适用于多台设备分别独立控制,又要相互联系的场合,可以选用小型PLC,但必须要附加通讯模块。三 相应的功能要求
一般小型(低档)PLC具有逻辑运算、定时、计数等功能,对于只需要开关量控制的设备都可满足。
对于以开关量控制为主,带少量模拟量控制的系统,可选用能带A/D和D/A转换单元,具有加减算术运算、数据传送功能的增强型低档PLC。
对于控制较复杂,要求实现PID运算、闭环控制、通信联网等功能,可视控制规模大小及复杂程度,选用中档或高档PLC。但是中、高档PLC价格较贵,一般用于大规模过程控制和集散控制系统等场合。四 响应速度要求
PLC是为工业自动化设计的通用控制器,不同档次PLC的响应速度一般都能满足其应用范围内的需要。如果要跨范围使用PLC,或者某些功能或信号有特殊的速度要求时,则应该慎重考虑PLC的响应速度,可选用具有高速I/O处理功能的PLC,或选用具有快速响应模块和中断输入模块的PLC等。五 系统可靠性的要求
对于一般系统PLC的可靠性均能满足。对可靠性要求很高的系统,应考虑是否采用冗余系统或热备用系统。六 机型尽量统一
一个企业,应尽量做到PLC的机型统一。主要考虑到以下三方面问题：
1)机型统一,其模块可互为备用,便于备品备件的采购和管理。
2)机型统一,其功能和使用方法类似,有利于技术力量的培训和技术水平的提高。3)机型统一,其外部设备通用,资源可共享,易于联网通信,配上位计算机后易于形成一个多级分布式控制系统。
第2章 输煤机组控制系统设计要求
输煤机组控制系统示意图如图所示。
磁选料器输煤方向给料器输煤方向YA(15kVA)送煤机P1破碎机M4(5kW)提升机送煤机P2煤送至卸煤仓M1(3kW)M2(3kW)M3(13kW)煤回收方向M5(75kW)回收机P2M6(3kW)
输煤机组的拖动系统由6台三相异步电动机M1～M6和一台磁选料器YA组成。SA1为手动/自动转换开关，SB1和SB2为自动开车/停车按钮，SB3为事故紧急停车按钮，SB4～SB9为6个控制按钮，手动时单机操作使用。HA为开车/停车时讯响器，提示在输煤机组附近的工作人员物煤机准备起动请注意安全。HL1～HL6为Ml～M6电动机运行指示，HL7为手动运行指示，HL8为紧急停车指示，HL9为系统运行正常指示，HL10为系统故障指示。
输煤机组控制要求：
(1)手动开车/停车功能：可对输煤机组单台设备独立调试与维护使用，任何一台单机开车/停车时都有音响提示，保证检修和调试时人身和设备安全。
(2)自动开车/停车功能：
1)正常开车 按下自动开车按钮SB1，音响提示5s后，回收电动机M6起动运行并点亮HL6指示灯；10s后，2#送煤电动机M5电动机起动运行并点亮HL5指示灯；10s后，提升电动机M4起动运行并点亮HL4指示灯；10s后，破碎电动
机M3起动运行并点亮HL3指示灯；10s后，1#送煤电动机M2起动运行并点亮HL2指示灯；10s后，给料器电动机M1和磁选料器YA起动运行并点亮HL1指示灯；10s后，点亮HL9系统正常运行指示灯，输煤机组正常运行。
2)正常停车 按下自动开车按钮SB2，音响提示5s后，给料器电动机M1和磁选料器YA停车并熄灭HL1指示灯，同时，熄灭HL9系统正常运行指示灯；10s后，1#送煤电动机M2停车并熄灭HL2指示灯；10s后，破碎电动机M3停车并熄灭HL3指示灯；10s后，提升电动机M4停车并熄灭HL4指示灯；10s后，2#送煤电动机M5电动机停车并熄灭HL5指示灯；10s后，回收电动机M6停车并熄灭HL6指示灯；输煤机组全部正常停车。
3)过载保护 输煤机组有三相异步电动机M1～M6和磁选料器YA的过载保护装置热继电器，如果电动机、磁选料器在输煤生产中，发生过载故障需立即全线停车并发出报警指示。系统故障指示灯HL10点亮，HA电铃断续报警20s，HL10一直点亮直到事故处理完毕，继续正常开车，恢复生产。
4)紧急停车 输煤机组正常生产过程中，可能会突发各种事件，因此需要设置紧急停车按钮，实现紧急停车防止事故扩大。紧急停车与正常停车不同，当按下红色蘑菇形紧急停车按钮SB3时，输煤机组立即全线停车，HA警报声持续10s停止，紧急停车指示灯HL8连续闪亮直到事故处理完毕，回复正常生产。
5)系统正常运行指示 输煤机组中，拖动电动机M1～M6和磁选料器YA按照程序全部正常起动运行后，HL9指示灯点亮。如果有一台电动机或选料器未能正常起动运行，则视为故障，系统故障指示灯HL10点亮，输煤机组停车。
第3章 输煤机组控制系统硬件的选择
PLC型号的选择
FX2n系列是FX系列PLC家族中最先进的系列。由于FX2n系列具备如下特点：最大范围的包容了标准特点、程式执行更快、全面补充了通信功能、适合世界各国不同的电源以及满足单个需要的大量特殊功能模块，它可以为你的工厂自动化应用提供最大的灵活性和控制能力，另外FX2n系列有大量的输入和输出适合本次设计（两组输入和三组输出）和它的大内存足够编写这些程序
FX2n系列：
电机选用需要注意事项: 在选用电机时，考虑负载需要多大的起动扭距，比如像带负载起动的就比空载起动的需要扭距就大。如果是大功率大负载起动，还要考虑降压启动（或星三角启动）；至于在决定了电机极对数后和负载的转速匹配问题，则可考虑用不同直径的皮带轮来传动或用变速齿轮（齿轮箱）来匹配。如果由于决定了电机极对数后经过皮带或齿轮传动后达不到负载的功率要求，那就要考虑电机的使用功率问题了
以下为电机部分配件图片
24v的指示灯
220v的报警器
第4章 输煤机组系统的设计
4.0 输煤机组控制系统设计思路
（1）将设计要求分为6个部分： 手动控制，自动控制，正常启动，正常停车，紧急停车，过载保护
（2）分别针对六个部分设计，其中正常启动和正常停车用步进指令设计可以有效防止干扰。
（3）根据实验要求将6各部分组合，在组合过程要注意干扰的产生。（4）程序设计成功之后，开始仿真，在仿真中可以发现程序中存在的问题，不断修改程序，反复试验，直到成功。
第三篇：输煤
摘 要：本文主要对不同品质煤掺烧的探讨以及实际经验的总结，为电厂创造较大的经济效益，在煤掺烧管理上积累了相当的实际经验，以期对煤掺烧得管理制度建设有所借鉴。关键词： 煤质 掺配 掺烧 安全运行
江苏华电扬州发电有限公司位于扬州市东北郊，东临京杭大运河，南邻宁通高速，北接宁启铁路。建于1958年，1999年实施公司化改制，是中国华电集团公司控股子公司，现有装机容量110万千瓦，2台22万千瓦机组分别于1989、1990年投产，2台33万千瓦机组于202_年投产，年发电能力60亿千瓦时，耗煤量280万吨左右。
1、提出燃煤掺配掺烧的缘由
上世纪90年代初，我们在江苏省发电企业中率先提出燃煤掺配掺烧的设想，主要基于三方面的考虑：一是我公司设计煤种为贫瘦煤，资源稀缺，难以组织；二是公司位于京杭大运河边，煤炭需经运河中转到厂，造成煤炭到厂价格偏高，加之近年来，煤炭价格大幅上扬以及燃煤耗用量不断增加，燃料成本已占公司总成本的70%以上；三是长期以来，“人员多、电价低、负担重”的现状对我们完成目标利润带来很大压力，员工1500多人，202_年以前综合上网电价仅为249元/千千瓦时。为确保机组安全稳定经济运行，努力降低燃料成本，我们开拓思路，在燃煤掺配掺烧方面积极探索与实践，积累了一些经验，取得了显著成效。
2、开展燃煤掺配掺烧的主要做法 2.1做好掺配，抓好源头控制 2.1.1.规范掺配程序
为使掺配满足燃烧需要，由发电部根据运行工况向燃料经营部提出入炉煤各项指标的许可范围，燃料经营部组织煤炭到厂后，化学分公司化验人员及时取样化验，根据化验结果由燃料经营部提出掺配方案，制成《燃煤接卸通知单》，通知燃料生产部进行掺配，同时将《燃煤接卸通知单》报发电部，为运行人员燃烧调整提供依据。2.2.2.细化基础管理
为确保掺配煤合格，我们在基础管理上下功夫。建立了一套完整的燃煤动态实时跟踪体系，利用表格和图示法，建立“码头待卸动态表”、“燃煤接卸通知单统计表”、“卸煤加仓情况统计表”及“煤场动态管理示意图”，使燃煤卸、掺、上、烧全过程做到网上实时跟踪、有案可查。2.1.3.拓展掺配方式
公司22万千瓦机组配有千吨级运河码头一座，5台6吨桥式卸煤机；煤场1座，储煤量61千吨，配置1台斗轮堆取料机；配有3座储煤量各为3000吨的圆筒仓。33万千瓦机组配有1台C2型转子式翻车机；煤场1座，储煤量130千吨，储煤场配置斗轮堆取料机1台。我们充分发挥22万千瓦机组上煤方式多样性的特点，在掺配过程中不断优化掺配方案和流程，形成目前较为成熟的8种掺配方式13条掺配路径：一是码头卸煤机之间掺配，二是码头与煤场掺配，三是码头与筒仓掺配，四是筒仓与筒仓掺配，五是筒仓与煤场掺配，六是铁路煤与码头煤掺配，七是铁路煤与筒仓煤掺配，八是铁路煤与22万千瓦机组煤场煤掺配。2.1.4.严格过程管理
在过程管理中，我们坚持以“五专”确保“五到位”，即：
专人负责，确保各级人员掺配责任到位。燃料生产部明确专人签收码头掺配单，核查掺配比例，确定掺配方式。
专用渠道，确保特殊煤种掺配质量到位。对挥发份低于8%、焦渣特性大于5等特殊煤种，确定专人跟踪负责。
专业流程，确保有据可查掺配比例到位。各运行班组根据指定掺配方式和流程，认真做好运行系统、变更、卸空、加仓情况以及煤场存取区域、数量等数据台帐，确保掺配比例到位。专项制度，确保各项组织措施到位。制定完备的掺配措施和管理规定，贯穿燃煤掺配全过程。
专项检查，确保掺配质量到位。各级管理人员每天检查督促燃煤管理各类台帐记录情况，不定期进行掺配煤抽样化验，并拟定在输煤电视监控中加装录像，监视掺配全过程。2.2做好掺烧，确保锅炉安全运行 2.2.1．加强掺烧试验，确定最佳掺配方案
我公司设计煤种为贫瘦煤，其中：22万千瓦机组设计煤种主要指标为：收到基低位发热量24.55 MJ/kg、干燥无灰基挥发份13.8%、收到基硫份0.42%、灰熔点＞1500℃、可磨性系数60；锅炉采用中间储仓热风送粉系统。33万千瓦机组设计煤种主要指标为：收到基低位发热量21.87 MJ/kg、干燥无灰基挥发份21.29%、收到基硫份0.81%、灰熔点＞1400℃、可磨性系数74；锅炉采用正压直吹式制粉系统。
为确保来煤掺配的科学性，我们多次进行不同煤种的掺烧试验，以确定最佳掺配方案。根据设计煤种，结合试验情况，要求掺配后的煤种空干基挥发份14%～18%，发热量≥21.4MJ/kg、哈氏可磨系数≥65、焦结性指数≤4。同时要求掺配前煤种空干基挥发份在6%～30%之间，应用基低位发热量不低于19MJ/kg。对于空干基挥发份6%～8%的煤种，其与高挥发份煤种掺配比例不低于1:2；对于空干基挥发份8%～10%的煤种，与高挥发份煤种掺配比例不低于1:1。对于使用空干基挥发份低于6%，高于30%以上煤种进行掺配，须事先汇报相关领导，批准后由发电部拿出掺烧方案，方可通知运行人员执行。2.2.2.加大燃烧系统技改力度，为锅炉掺烧夯实基础
为增强锅炉燃烧掺配煤的能力，公司先后对22万千瓦机组燃烧器、制粉系统进行了技术改造，为锅炉稳定燃烧提供设备保证。
（1）将原一、二层煤粉燃烧器分别改为煤粉直接点火燃烧器和富集型燃烧器，适应煤种变化需要，保证燃烧工况稳定。煤粉直接点火燃烧器，通过预埋在燃烧器内容量为330Kg/h的油枪小火焰点燃煤粉气流，遇煤质变化大燃烧不稳可及时投入稳燃。在升、停炉过程中还可以实现点火即可投粉，节油效果十份明显，公司2台22万千瓦机组一年升停炉和稳燃用油在150吨左右。
（2）将制粉系统原径向粗粉分离器改为串联双轴向粗粉分离器，增强了分离效果，改善了煤粉的均匀性。并在改造完成后进行了全面性能调整试验，得出制粉系统最佳运行卡片。（3）对制粉系统三次风进行改造。由改造前一套制粉系统对应2只三次风喷口改造为对应4只三次风喷口，使三次风速由原来70m/s降至55m/s以下，解决了长期困扰锅炉的三次风速过高、飞灰可燃物含量偏大和影响燃烧稳定性等问题。
（4）为防止烧坏燃烧器，增加了可调一次风冷却风管。一次风热风温度可在360℃～240℃范围内调节，使得燃烧器适应煤种变化的能力增强。
（5）原煤仓加装了压缩空气疏通装置及断煤疏通机，为掺烧煤泥等流动性差的煤种创造了条件。
2.2.3.注重燃烧调整技术指导，为锅炉掺烧提供支撑（1）加强人员培训，提高运行人员燃烧调整水平
我们一方面加强思想教育，提高运行人员的责任心和敬业精神，强化安全、节能意识；另一方面加大培训力度，提高运行人员的技术业务素质和处理异常燃烧工况的能力。邀请专家讲解理论知识，让身边的技术能手走上讲台介绍燃烧调整的经验体会，安排专工对运行调整中发生异常情况进行分析，促进了运行人员技能水平的提高。（2）针对来煤指标和设计煤种偏差较大，编制运行操作卡
为给运行人员燃烧掺配煤提供可操作的依据，经过多次燃烧调整试验，发电部制定了《异常煤种操作卡》，操作卡首先对异常煤种进行了界定，根据来煤实际出现机率的多少分为三类：
1、挥发份高、焦结性高；
2、应用基水分大；
3、挥发份低或灰份大。每类煤种操作卡对燃烧器的检查、一次风温、一次风压的调整、制粉系统的运行方式等提出了明确要求。操作卡还附有《煤质化验单》、燃烧指导曲线、不同挥发份下一次风温、一次风压对照表。通过使用《异常煤种操作卡》，不仅对运行人员操作具有指导作用，而且有利于技术人员对燃煤情况进行技术分析，为公司煤炭组织经营提供决策依据。如33万千瓦机组中速磨对可磨系数要求较高，而此数据我公司无法化验，运行中我们一旦发现异常，可及时查看台帐分析具体煤种，调整上煤方式，最大限度地减少对机组燃烧的影响。（3）积极应对掺烧过程中出现的新情况、新问题
随着我公司两台33万千瓦机组的双投，燃煤耗用量巨增，为保证燃料供应，在华电煤业集团和江苏分公司的直接关心下，202_年3月份，我们打通了“海进江”战略通道。目前海进江来煤以蒙混煤为主，空干基挥发份Vad30%左右，灰熔点1160-1200℃，与设计煤种偏差较大。针对新问题，我们及时制定技术措施，指导运行操作。由于蒙混煤灰熔点仅有1160-1200℃，而33万千瓦机组炉膛出口设计烟温1043℃，因此燃烧调整的重点是防止炉膛结焦，我们主要采取以下措施：一是合理组合磨煤机运行方式。锅炉5台磨煤机下层使用蒙混煤，上层磨使用高灰熔点煤。二是通过风量调整，降低火焰中心，达到降低炉膛出口烟温的目的。三是加强各受热面吹灰。通过受热面壁温及主再汽温变化情况的分析，决定受热面吹灰部位及频率，并做好前后对比工作。
3、做好燃煤掺配掺烧的几点体会
近15年来，我们先后对不同挥发份煤种之间，不同发热量煤种之间以及泥煤、高硫煤、神华煤的掺配掺烧进行了实践，燃煤掺配掺烧工作日益科学化、规范化、系统化，202_年至今，两台22万千瓦机组未发生一起锅炉熄火事故，未发生一起因燃烧问题降负荷或损坏设备现象。加入华电集团以来的近三年，累计掺配掺烧煤量达484万吨，占总耗煤量94.5%。多年的探索与实践，让我们深切地体会到，燃煤掺配掺烧在保证机组安全稳定经济运行、提升企业效益方面发挥着重要的作用。要使这项工作富有成效，需把握好以下几个环节：
领导高度重视。我公司领导高度重视燃煤掺配掺烧工作，成立了由总工程师为组长，燃料经营部、燃料生产部、发电部、化学分公司等相关人员组成的燃煤掺配掺烧工作领导小组，定期召开专题会议，协调、总结、完善掺配掺烧工作。要求燃料生产部做到卸得下、掺得匀、上得去，保证不断煤；发电部要勤调整、燃烧稳、不熄火，保证安全；燃料经营部要调结构、整资源、比价格，降低成本。健全规章制度。燃煤掺配掺烧工作是一项跨部门、跨专业的综合性工作，为使这项工作科学、有序、系统开展，我们从燃料的采购到中转港口的管理、从码头的接卸掺配到锅炉燃烧调整，制定了《燃料接卸管理规定》、《燃料掺配管理规定》、《燃煤掺烧管理规定》等一系列管理制度，并狠抓制度落实。
严格过程管理。为确保掺得匀、烧得稳，相关部门通力协作、密切配合，不断完善组织机构、强化技术措施，建立监督机制，全过程跟踪管理。对特殊煤种掺配，为保证掺得匀，由部门确定掺配现场负责人，加强现场跟踪和监督指导，严格按照掺配煤接卸通知单的要求比例进行掺配，确保了掺配工作万无一失。对新掺烧煤种和有过掺烧不稳记录的煤种，发电部负责人和专职亲临现场，加强现场值班力量，及时分析现场出现的异常情况，找出问题症结，落实整改措施，保证稳定燃烧。
营造浓厚氛围。在全公司范围内营造燃煤掺配掺烧工作氛围，为掺配掺烧工作创造了前提。在这种氛围的熏陶和感染下，燃料生产部和发电部人员从害怕掺配掺烧，到理解、响应掺配掺烧，从被动参与，到主动为掺配掺烧工作出谋划策、争做贡献。
4、燃煤掺配掺烧工作中存在的问题及下一步打算 4.1目前存在的问题
1．硬度较高的部分无烟煤在33万千瓦机组无法进行掺烧。33万千瓦机组为正压直吹式制粉系统，煤硬度髙，磨煤机压差增大，出力明显减小，直接影响机组带负荷。
2．由于33万千瓦机组磨煤机对煤种的要求较高，煤泥目前还无法在33万千瓦机组掺配。3．由于掺配是一个物理过程，往往会出现分级燃烧现象，特别是Vdaf<10％的燃煤分级燃烧现象严重，飞灰可燃烧物明显偏高，影响了锅炉效率。
4.燃料系统运行时间长，设备维护时间紧张。由于33万千瓦机组投产后用煤量大增，在掺配过程中，输煤系统调换频繁，造成上煤加仓时间紧，斗轮堆取料机等主要设备维护时间短。4.2下一步工作打算 4.2.1.继续加强设备改造
通过设备改造，使33万千瓦机组煤场具备掺配条件。33万千瓦机组煤场仅有1台堆取料机，煤场中的煤无法进行自身掺配，制约了铁路来煤。为此，我们将积极向主管部门反映掺配掺烧的实际情况，申请增加1台堆取料机计划，为燃煤掺配创造条件。
4.2.2.继续探索蒙混煤掺配掺烧方案 由于蒙混煤统配计划价格较低，燃用此煤种经济效益可观。因此，我们将进一步进行蒙混煤掺配掺烧的探索，力争彻底解决蒙混煤易结焦等问题。4.2.3.继续做好掺配掺烧精细化管理工作
我们将在总结经验、发扬成绩的基础上，进一步做好掺配掺烧精细化管理工作，深入研究掺配方案、掺配比例的变化对经济性的影响，用掺配掺烧的试验结果进一步调整燃料结构，优化采购方案，为企业参与电力市场竞争创造条件。
以上是我公司燃煤掺配掺烧工作的主要做法。随着电力市场竞争的日益加剧和煤炭市场的复杂多变，在确保安全的前提下，深化燃煤掺配掺烧工作，努力降低发电成本的任务更加艰巨。我们将在集团公司及江苏分公司的正确领导下，认真学习和借鉴兄弟单位好的经验做法，继续创新思路，积极实践，充分挖掘企业可持续发展的潜力，为集团公司“358”战略目标的实现作出我
第四篇：102基于西门子PLC热电厂输煤控制系统的设计
基于西门子PLC热电厂输煤控制系统的设计
邓必文
学院：信息工程学院 班级：电气202_-1班 学号：200440509102 摘要：目前在电力设备中，PLC得到了广泛的应用，调速器、保护、监控等都成功的使用了PLC可编程控制器，并且取得了很好的经济效益。本设计结合某热电厂中输煤监控控制系统来说明SIEMENS S7-200系列的PLC具有的稳定性好、可靠性高、操作维护方便、抗干扰能力强、很高的性价比等一系列的优点。
针对某热电厂输煤整个系统，设计了一套基于PLC控制网络和上位机的输煤程控系统，对其硬件构成和软件实现做了介绍。同时主要研究的是基于SIEMENS S7-200系列的PLC在某热电厂输煤控制系统（上煤部分）皮带跑偏监控系统中的运用。在软件设计中,分析了各模块的功能,给出了皮带跑偏监控流程框图，跑偏传感器模拟量输入的设计和相应的程序。在硬件设计中，分析了控制系统一般硬件的组成和扩展方法，给出了本设计PLC的输入输出配线示意图。关键词：S7-200；输煤系统；监控；抗干扰
Coal Handling Control System Design Based on Siemens PLC Thermal Power Plant
Abstract At present in the power equipment, PLC has been widely used, the governor, protection, surveillance and so successful use of the PLC programmable logic controller, and achieved good economic benefits.The design of a thermal power plant in the coal handling monitoring control system to illustrate SIEMENS S7-200 series of the PLC has good stability, high reliability and easy operation and maintenance, anti-interference capability and a high price and a series of advantages.Against a thermal power plant coal handling system as a whole, designed a PLC-based control network and the host computer program-controlled coal handling system, its hardware and software was introduced.At the same time the study is mainly based on SIEMENS S7-200 series PLC in a coal handling thermal power plant control system(coal)belt deviation monitoring system in use.In software design, analysis of the functions of the various modules are given a belt deviation monitoring process diagram, the deviation sensor analog input in the design and the corresponding procedures.On the hardware design, analysis of the general control system hardware components and expansion of methods, given the design of the PLC input and output wiring diagram.Key words: S7-200;coal handling system;monitoring;anti-interference 1前言
1.1 课题的来源及意义
火力发电厂燃料输煤系统是电厂的辅助系统，主要负责对发电机组燃煤的卸载、储存、上煤和配煤。输煤系统受控设备多，分布范围广，工艺流程复杂，环境恶劣。随着电力工业的飞速发展，以计算机为核心的电厂生产过程自动控制技术得到了大力的推广应用，并逐步普及到输煤系统。本设计根据目前火力发电厂燃料输煤控制系统发展的趋势，结合某热电厂燃料输煤系统采用的集中控制模式，对输煤控制系统技术改造方案的设计进行充分研究论证，提出了具体的系统升级改造方案：采用微机分级控制系统，充分利用计算机、可编程控制器PLC及以太网等先进控制技术，实现对输煤系统设备的数据采集、集中操作、实时监视、数据存储、故障报警、煤量统计、语音呼叫和电视画面切换等功能。该系统具有自动化水平高、控制和管理功能强大、操作简便、可靠性高等特点，能很好地适应燃料输煤系统的环境特点。系统经过升级改造后，自动化控制水平和可靠性都得到了明显提高，设备故障率大大降低，减轻了检修及运行人员的劳动强，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。1.2本课题所做的工作 本课题任务是以某热电厂的输煤系统为例说明基于SIEMENS S7-200系列的PLC在热电厂中小型控制系统中的运用，充分表明其具有的很强的性价比。为输煤系统的安全稳定的运行提供了很好的保障。输煤程控系统主要是以可编程控制器(PLC)为主，实现输煤监控系统的自动化控制。与强电集中控制相比，在技术上具有控制功能强，编程简单，实现工艺联锁方便，可省去大量的硬接线，维护方便，可在线修改等特点。PLC不仅能完成复杂的继电器控制逻辑，而且也能实现模拟量的控制，甚至智能控制；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条件。可编程序控制器PLC概述 2.1 PLC的产生与发展
1969年，美国数字设备公司(DEC)研制出第一台PLC，在美国通用汽车自动装配线上试用，获得[6]了成功。这种新型的工业控制装置以其简单易懂，操作方便，可靠性高，通用灵活，体积小，使用寿命长等一系列优点，很快地在美国其他工业领域推广应用。到1971年，己经成功地应用于食品，饮料，冶金，造纸等工业。虽然PLC问世时间不长，但是随着微处理器的出现，大规模，超大规模集成电路技术的迅速发展和数据通讯技术的不断进步。2.2 PLC的基本结构
1、CPU模块
在可编程序控制器控制系统中，CPU模块不断地采集输入信号，执行用户程序，刷新系统的输出，统一命令和协调整个PLC控制系统的工作过程。CPU模块的工作电压一般是DC 5V。CPU模块主要由微处理器（CPU芯片）和存储器组成。
2、微处理器
微处理器分为：通用微处理器、单片微处理器和位片式微处理器。其主要有如下功能： ①接收从编程器输入的用户程序和数据，送入存储器存储； ②用扫描方式接收输入设备的状态信号，并存入相应的数据区；
③监测和诊断电源、PLC内部电路工作状态和用户程序编程过程中的语法错误； ④执行用户程序、完成各种数据的运算、传递和存储等功能；
⑤根据数据处理的结果，刷新有关标志位的状态和输出状态寄存器表中的内容，以实现输出控制、制表打印或数据通信等功能。
3、存储器
存储器分为：系统程序存储器和用户程序存储器。系统程序存储器存放着系统程序，系统程序是由可编程序控制器生产厂家设计并固化只读存储器ROM中，能完成可编程序控制器设计者规定的工作，且用户不能读取；用户程序存储器存放着用户编制的控制程序，其容量以字为单位，用户程序由用户设计，使可编程序控制器完成用户要求的特定功能。
4、I/O模块
输入模块和输出模块简称为I/O模块，联系着外部现场和CPU模块之间的桥梁。输入模块用来接收和采集输入信号。数字量输入模块用来接收从按钮、选择开关、数字拨码开关、限位开关、接近开关、光电开关、压力继电器等来的数字量输入信号；模拟量输入模块用来接收电位器、测速发电机和各种变送器提供的连续变化的模拟量电流电压信号。输出模块用来发送输出信号。数字量输出模块用来控制接触器、电磁阀、电磁铁、指示灯、数字显示装置和报警装置等输出设备；模拟量输出模块用来控制调节阀、变频器等执行装置。I/O模块除了传递信号外，还有电平转换与隔离的作用。
5、编程装置
编程装置是PLC不可缺少的一部分，用来生成用户程序，并对其进行编辑、检查和修改，还可以在线监视PLC的工作状态。编程装置通过接口与CPU模块联系，实现人机对话。使用编程软件不仅可以设置可编程序控制器的各种参数，还可以在屏幕上直接生成和编辑梯形图、指令表、功能块图和顺序功能图程序，并可以实现不同编程语言的相互转换。程序被编译下载到可编程序控制器，也可以将可编程序控制器中的程序上传到计算机。程序可以存盘或打印，还可以通过网络实现远程编程和传送。
6、电源
可编程序控制器使用220V交流电源或24V直流电源。内部的开关电源为各模块提供DC 5V、±12V、24V等直流电源。驱动可编程序控制器负载的直流电源一般有用户提供。2.3西门子S7-200 PLC简介
2.3.1西门子S7-200 PLC的功能概述
西门子S7-200 PLC系列属于小型可编程序控制器，可用于简单的控制场合，也可用于复杂的自动化控制系统。由于它具有极强的通信功能，即使在大型的网络控制系统中也能充分发挥作用S7-200 PLC系统是紧凑型可编程序控制器。系统的硬件构架是由成系统的CPU模块和丰富的扩展模块组成。它能够满足各种设备的自动化控制需求。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、电力设施、民用设施、环境保护设备等等。如：冲压机床、印刷机械、中央空调、电梯控制、运动系统等等。
2.3.2西门子S7-200 PLC的特点S7-200系列具有鲜明的特点：①极高的可靠性；②极丰富的指令集；③数据安全性；④易于掌握，操作便捷；⑤丰富的内置集成功能；⑥实时特性；⑦强劲的通讯能力；⑧丰富的扩展模块。2.3.3西门子S7-200 PLC的硬件结构
[13]西门子S7-200系列PLC具有牢固紧凑的塑料外壳，通过安装孔垂直或水平地安装在板上或安装在标准DIN导轨上。利用总线连接电缆，可以把CPU模块和其他扩展模块，如数字量I/O模块、模拟量I/O模块、通讯模块等等，连接起来。采用可选的端子排作为固定的接线配件，易于接线。2.3.4 西门子S7-200硬件基本扩展及通讯方式
1985年，国际电工委员会IEC对PLC作了如下规定:可编程控制是一种数字运算操作的电子系统，专为工业环境下应用而设计。它采可编程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定计数和算术运算等操作的指令，并通过数字式模块式的输入和输出，制各种类型的机械或生产过程。PLC具有高可靠性，编程方便，易于使与外部控制器件接口方便，功能强大等优点。因此，PLC得到迅速的发和越来越广泛的应用。SIEMENS7-200控制器是当前小型PLC领域内技术先进、性能/价格比高、单元/模块。SIEMENS7-200由硬件系统和工业软件两大分构成。2.3.5西门子S7-200 PLC的工作原理
S7-200 PLC具有两种工作模式，分别是：运行（RUN）模式和停止（STOP）模式。在运行模式下，通过执行反映控制要求的用户程序来实现控制功能；在停止模式下，S7-200 CPU不执行用户程序，此时可设置CPU系统的硬件功能，并将用户程序、数据以及硬件设置信息下载到S7-200 CPU。其中用户程序用编程软件创建和编辑。CPU模块上的模式开关用于改变和转换S7-200 PLC的工作模式。开关拨到RUN位置时，CPU运行，启动用户程序的运行；当开关拨到STOP位置时，CPU停止，用户程序的运行也停止；开关拨到TERM位置时，不改变当前操作模式。此外还可以通过Step7-Micro/MIN32编程软件控制S7-200 CPU的运行和停止。S7-200 CPU前面板上的LED显示着当前的工作模式。
1、分析设计法
这种设计方法主要依靠经验直接用PLC设计电气控制系统,来满足生产机械和工艺过程的控制要求。分析设计法多用于比较简单的控制系统的设计,它要求设计人员具有一定的实践经验,熟悉工业现场中最常用的典型控制环节,需设计大量的线路图并经多次修改后才能得到符合要求的梯形图,并且方案不是惟一的。
①系统原先无控制方案,现要求直接用PLC控制。此种情况下,设计梯形图程序大致可按下面几步进行：分析控制要求；设计主令元件和检测元件,确定输入输出信号；设计控制程序；检查、修改和完善程序。设计时,首先按所给的要求将生产机械的运动划分成各自独立的简单运动,分别设计这些简单运动的基本控制程序,然后将这些基本控制程序组合在一起；接下来,分析刚才组合的程序是否满足控制要求,若不满足时,在此基础之上继续对梯形图进行完善,直至满足功能；最后,根据制约关系,选择联锁触点,设计联锁程序并设置必要的保护措施。编程时要掌握长、短信号的作用,必要时须对两种信号时行转换。
②用PLC对原有继电—接触控制系统进行改造。此种情况下,系统本身提供了电气控制原理图,设计过程可相对简单一些,主要是确定输入输出,设计程序,完善程序。设计时将控制原理图中的硬继电器用PLC中对应的软继电器替代,对梯形图中出现的桥式结构进行改造,设置必要的联锁和保护措施即可设计出满足控制功能的梯形图。编程时要注意将输入设备统一按动合触点方式接入,梯形图中所采用触点和控制线路中触点形式一致,否则梯形图中所用触点要和控制线路中所用触点形式相反。
2、逻辑设计法
这种设计方法的基本含义是以逻辑组合的方法和形式设计梯形图,它既有严密可循的规律性和明确可行的设计步骤,又具有简单、直观和十分规范的特点。主要设计过程是分析要求,取得电气执行元件功能表；绘制系统状态转换表；进行逻辑设计；完善和补充程序。其过程类似于数字电子技术的电路设计,要求设计者具备一定的逻辑函数知识,因而对设计者的要求较高,所以不易掌握。
3、状态流程图设计法
这种方法主要用于大型顺序控制系统的设计,它具有简单、规范、通用的优点,不仅使梯形图设计变得容易,大大节约设计时间,而且初学者容易掌握,有一定的方法和步骤可遵循。设计时首先画状态流程图,然后将其改画为梯形图。
①状态流程图的画法。状态流程图主要由工步、有向连线、转换条件和动作四部分组成,它是状态流程图设计法的难度所在。画状态流程图时,先将整个工作过程根据系统状态划分为若干个独立的控制工步,在流程图中常用PLC内部辅助继电器对工步编号,系统处于某个状态时,可在程序中将代表该工步的内部辅助继电器线圈接通,则称此工步为活动工步,其它工步则称为不活动步；各工步根据动作顺序用不带箭头的直线连接,此直线称为有向连线,默认方向从上而上,当直线的方向向上时,需用向上箭头表示；相邻两上工步之间画一条短横线,表示转换条件,当转换条件满足时,上一步被封锁,下一步被激活；在每个步的右侧,画上要被执行的控制程序。②状态流程图转换为梯形图。画梯形图时,先将系统的第一个工步也就是初始工步激活,一般常采取系统所提供的初始化脉冲作为启动信号,然后根据状态流程图的工步发展,激活下一个工步,复位上一个工步,将所有工步的程序设计完成后,集中用代表各工步内部辅助继电器的动合触点去驱动各工步的动作。典型的转换方法有启—保—停法；置位复位法；移位寄存器法；步进指令法等。
4、计算机辅助编程法
计算机辅助编程可以把梯形图直接译成指令形式,可进行在线编程、远程编程、也可离线编程,同时还具备网络监控功能,是今后PLC应用程序设计的发展方向。3 输煤控制系统的组成及程控设计
输煤系统是火力发电厂中较为宠大的一个辅助系统。随着我国电力工业的迅速发展，火电厂的装机容量和单机容量都日益增大，输煤系统的规模也大幅度的上升。对其控制方式、运行水平的要求也越来越高。输煤程控系统主要是以可编程控制器为主，实现输煤系统的自动化控制。与强电集中的控制相比，在技术上具有控制功能强，编程简单，实现工艺联锁方便，可省去大量的硬接线，维护方便，可在线修改等特点。PLC不仅能完成复杂的继电器控制逻辑，而且也能实现模拟量的控制，甚至智能控制；并能实现远程通讯，联网及上位机监控等。对地域分布较广的实现计算机控制和管理创造条件，可为全厂实现计算机控制和管理创造条件。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。目前，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。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，甚至工厂级，这是输煤系统降耗、增效的需要，也是生产管理和监控的需要。输煤系统实现程序控制和工业电视系统监视对提高输煤系统的可靠性、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。3.1 输煤系统组成 3.1.1卸煤系统
某热电厂燃煤采用火车运至电厂的电3和电4线，由2台桥式抓斗起重机将煤卸至能容纳20000吨贮煤场内储存，由桥式抓斗起重机或推煤机将煤卸落在2个地下受煤斗内，地下受煤斗下对应的2台电机振动给煤机将煤均匀配给l、2号甲、乙运煤皮带。3.1.2上煤系统 1、2号皮带来煤至地下转运站后经三通挡板、落煤管、3号甲、乙皮带进入碎煤机室，来煤经甲、乙波动筛煤机、筛下细煤经甲、乙缓冲滚筒至4号甲、乙皮带；筛上大块煤经甲、乙环锤式碎煤机将大块煤砸碎后至4号甲、乙皮带。然后煤经高位转运站、三通挡板、落煤管、煤仓间，至5号甲、乙皮带。地下转运站落煤管下设2台仓壁振打器，碎煤机室落煤管下设4台仓壁振打器，高位转运站落煤管下设4台仓壁振打器，1号甲、乙皮带各设1台电子皮带秤，5号甲、乙皮带分别设l台电子皮带秤。3号甲、乙皮带尾各设1台喷淋电动阀门、4号甲、乙皮带尾各设l台喷淋电动阀门、5号甲、乙皮带尾各设1台喷淋电动阀门喷水降尘。3.1.3 配煤系统
煤仓间来煤落到5号甲、乙皮带，沿5号甲皮带设4台单侧犁煤器，沿5号乙皮带设4台双侧犁煤器，来煤依次落入#1a煤仓、#2a煤仓、#3a煤仓；#1b煤仓、#2b煤仓、#3b煤仓；煤至皮带末端直接落到终端煤仓。预留甲备用煤仓和乙备用煤仓各1个煤斗，并预留备用1台单侧犁煤器，1台双侧犁煤器。
3.3 输煤系统程控设计
综合分析OMRON,MODICON, SIEMENS三种品牌PLC组件及其软件功能后,从开发简单、使用方便、组态灵活、功能强大几方面考虑选用了SIEMENS SIMATIC S7系列PLC组件。3.3.1上位机监控系统
系统采用上位机监控方式取代原来的模拟盘控制方式，整个输煤系统的运行操作和监视全部由上位机实现。上位机不仅显示设备的运行状态、过程参数、故障报警等,也进行与运行有关的各种信息的收集、整理及存档管理。上位机还应具备与MIS系统联网的能力。该系统配置2台工控机作为上位机,1台作为工程师站, 1台作为操作员站,且2台互为热备用,并通过PROFIBUS-DP网与主PLC连接。监控软件选用SIEMENS公司的WinCC V4.02。
系统主PLC采用2台SIEMENS S7-300，CPU315-2DP，互为热备用，负责下级PLC控制器的控制和皮带机输送系统的控制。另外还有4台PLC选用SIEMENS S7-200，分别负责卸煤系统PLC3、上煤系统PLC4、配煤系统PLC5和皮带机监控系统PLC6的控制。3.3.3 远程I/O站
系统设置两个远程I/O站，分别负责圆筒仓和原煤仓的犁煤器配煤I/O控制。远程站的通信电缆采用光缆。设置远程站极大地减少了控制电缆的数量和长度，将大大减少因电缆接地或接线不良引起的故障；采用光缆作为通信电缆将消除电压、电流信号的干扰。3.3.4 一次仪表
系统取消所有一次仪表，现场测量信号经变送器后，直接送主PLC，在上位机上显示，当超过定值时，提示报警信息或直接控制停机。本设计中的皮带监控系统采用皮带跑偏传感器。当跑偏度≧12°时在上位机上显示报警信息，当皮带进一步跑偏达到≧30°时上位机显示报警，皮带机监控系统PLC6报警并连锁停机，同时上位机发出相应的控制信息控制其他系统的停机。3.4软件配置
1、上位机监控软件 系统上位机监控软件选用SIEMENS公司的W inCC V4.02作为开发平台。利用该软件的变量存档编辑器和报表设计器可以很方便地将过程数据生成用户档案库及报表。
2、PLC控制软件
PLC控制软件选用SIMATIC STEP7作为控制软件开发平台。STEP7编程软件是一个全集成的、标准统一的、采用全局关系型数据库的组态工具。它采用了现代化的软件体系结构，对项目进行管理、处理、归档和建立文件。3.5 PLC网络的组建
为提高控制性能，往往要把处于不同地理位置的PLC与PLC、PLC与计算机、PLC与智能装置通过传送介质连接起来，实现通讯，以构成功能更强、性能更好的控制系统。PLC联网之后，还可进行网与网相联，以组成更为复杂的系统。PLC网还可与计算机相联，成为它的一个子网。通过PLC的组网，可以实现控制规模的提高、控制过程的综合与协调以及计算机的远程监控等，在相关系统的布线、维护和资源共享以及联网管理方面也可以实现较大的改善。3.3.2 PLC系统
(1)整套网络采用SIEMENS的设备这样可以使用现场总线技术，实现完全的分布式结构；
(2)网络最上层为以太网, 2台PLC直接挂接在网上，实现双机热备，以便可靠地将输煤系统的状态和参数传送至全厂MIS（信息管理系统）是一个由人、计算机及其他外围设备等组成的能进行信息的收集、传递、存贮、加工、维护和使用的系统。同时通过以太网将化验站、皮带秤来的信息也送至MIS；
(3)网络第2层为PROFIBUS-DP网，4台PLC分别为卸煤子系统、上煤系统、配煤子系统、皮带监控子系统，它们在运行子系统的同时通过PROFIBUS-DP网络与PLC1和PLC2进行通信，以便接收参数或发送状态。操作员站和工程师站连接在PROFIBUS总线上作为监控站，可完成远程编程、修改参数及在线监控功能；
(4)网络第3层为远程I/O链路：AS-I接口层，远方现场的一些执行器、传感器或小型模块(LOGO)通过DP/AS-I链接器和PROFIBUS-DP网络进行通信，以便接收参数或发送状态；通常用简单的两芯电缆进行连接，造价很低，使用很方便。(5)具体配置如下：
PLC1,PLC2采用S7-300系列CPU315-2DP，外加以太网通信模块CP342-5；PLC3, PLC4, PLC5,PLC6采用S7-200系列CPU226；操作员站和工程师站采用功能强大的台式计算机，外加.MPI接口。选择CP5611网卡可连接到PROFIBUS-DP上。配置STEP7编程软件包可作为编程设备使用。.通常还要配置WinCC等软件包作为监控操作站使用。4 S7-200在输煤监控系统中的应用
上煤系统的组成可分为皮带运输机、碎煤、筛煤设备、三通挡板（除铁、除木）、除尘设备和计量设备等。皮带运输机在火力发电厂输煤系统中，承担了全厂来煤的运输、提升、分配等工作，是输煤系统的主线设备。因此，皮带运输稳定可靠及控制方式的合理选择，直接关系到整个输煤系统的安全运行。目前，在我国火力发电厂输煤系统中，皮带运输机的控制方式有三种:就地控制、集中单独控制、集中微机程序控制。同时对皮带的跑偏状况进行实时监控。包括采用跑偏传感器和工业电视监视。
4.1某热电厂现有的输煤上煤系统简介与控制要求
某热电厂要求在远离输煤走廊的主厂房控制室里,对2条输煤线的18台设备进行控制,并实时监测设备的运行状态及皮带跑偏的情况。我们采用PLC实现输煤设备的联锁控制以保证其可靠性和特殊性,工业控制计算机则作为上位机与PLC互相配合,共同完成输煤系统的监控功能,本设计将主要介绍PLC在热电厂输煤系统中的控制应用。该热电厂输煤系统有2条输煤线，包括给煤机、皮带机、振动筛、破碎机等共18台设备,在电厂中有着极为重要的地位,一旦不能正常工作,发电就会受到影响。为了保证生产运行的可靠性,输煤系统采用自动(联锁)、手动(单机)两种控制方式,自动、手动方式由开关进行切换。由于输煤走廊环境恶劣,全部操作控制都在主厂房的主控制室里进行,仪表盘上设有各个设备的启、停按钮,还有为PLC提供输入信号的控制开关。输煤设备控制功能由PLC实现,设备状态监测和皮带跑偏监测以及事故纪录功能则由上级工业控制计算机完成。
为了保证输煤系统的正常、可靠运行,该系统应满足以下要求:①供煤时,各设备的启动、停止必须遵循特定的顺序,即对各设备进行联锁控制；②各设备启动和停止过程中,要合理设置时间间隔(延时)，启动延时统一设定为10s即给煤机启动之前所有的皮带机，碎煤机，筛煤机，梨煤器延时10s启动；停车延时按设备的不同要求而设定,分为10 s,20 s,30 s,40 s,60 s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；③运行过程中,某一台设备发生故障时,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；④各输煤皮带设有双向跑偏开关,跑偏12°时发出告警信号,跑偏30°时告警并自动停车；停车要求：发生事故的皮带及之前的所有设备要求马上停机，而事故点后面的设备按顺序以一定的时延停机；⑤可在线选择启动备用设备,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；⑥上位机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)做出实时纪录。4.2 PLC控制系统设计 4.2.1 PLC选型
根据输煤监控系统的自控要求,我们选用了德国SIEMENS公司推出的S7-200型PLC,它具有可靠性高、体积小、扩展方便、使用灵活的特点。基本CPU单元选用的是CPU224,型号为6ES7 214-1AD23-0XB0 DC/DC/DC。性能如下：
202_程序存储器；202_数据存储器；14点输入,10点输出； 可扩展7个模块；128个定时器；128个计数器；4个硬件中断、1个定时器中断；实时时钟；高速计数器；
可利用PPI协议或自由口进行通信；3级密码保护； 扩展模块的选择：
①输出数字量扩展模块选用一块EM223, 因为系统输出量变化不是很频繁。型号为6ES7 223-1BL22-0XA0 16个DC输入点,16个继电器输出点。由于信号传输距离长，在输出模块上再外加一 DC 24V 直流电源，且单独接地，以免影响信号的正确输出。
②输入模拟量扩展模块选用三块EM231，型号为6ES7 231-0HC22-0XA0 每块4路模拟量输入。③皮带跑偏检测传感器选用立德公司生产的DPK-12-30皮带跑偏开关。两级输出，一级跑偏报警为12°，二级跑偏为30°。更多信息参看第五章第一节 传感器。4.2.2 硬件系统关系
在输煤自控系统中,工业控制计算机作为上位机和输煤控制PLC进行通信,对皮带跑偏信号和设备的运行状态进行实时采样,并在屏幕上显示输煤系统仿真画面,可以直观地察看设备的状态。当皮带跑偏(跑偏12°)时,在屏幕上显示报警画面；当设备发生故障或皮带严重跑偏(跑偏30°)时,在屏幕上显示报警画面并向PLC发送事故停车信号。输煤控制PLC则根据控制开关的输入信号,执行对应程序块,控制电机实现对应的功能:向上级工业控制计算机发送工作组态信息，接收上级工业控制计算机发送的事故停车信号,实现事故停车处理功能并启动报警设备。二者配合共同实现输煤系统的监测和控制功能。上级工业控制计算机同时实现对电厂其他系统的监控,由工业控制计算机、输煤系统PLC和其他系统的现场设备(PLC、监控仪表)共同构成分布式系统(DCS)。4.2.3 运行模式
根据输煤过程的要求,本系统在一般情况下设计了两种运行模式情况,采用并行模式,可根据需要独选用或同时运行输煤一线和输煤二线。交叉模式是由输煤一线和输煤二线的有关设备组成的,仅在特殊情况下选用。并行模式 ①并行一线：联锁开车顺序:#5a皮带机→#4a皮带机→甲筛煤机→甲碎煤机→#3a皮带机→#2a皮带机→#1a皮带机→甲给煤机。联锁停车顺序:与开车顺序相反,延时时间按上述要求设定。
②并行二线：联锁开车顺序:#5b皮带机→#4b皮带机→乙筛煤机→乙碎煤机→#3b皮带机→#2皮带机→#1b皮带机→乙给煤机。联锁停车顺序:与开车顺序相反,延时时间按上述要求设定。4.4 PLC程序设计
1、程序总体设计
本程序总体采用的模块化设计，各个模块采用状态流程图设计方法来实现，即用顺序功能图编程后转为梯形图，主要是状态量较多，适合采用步进控制来实现。步进指令的要点有： ⑴只有已激活的步的程序才被扫描、被执行。
⑵在已激活步中，如果激活了后续步，则自然处于非激活状态。⑶在程序中，可把任意某步激活。
⑷当某步激活后，原来激活它的条件变化，不再对其产生影响。
① 程序模块1:初始化子程序.在PLC加电时根据各个开关的位置设立标志位.它仅在第一个扫描周期执行。程序的开机扫描，程序运行方式的选择并判断事故停车信号以实现事故停车。② 程序模块2：并行一线程序。③ 程序模块3：并行二线程序。
④PLC的输出信号控制电机的接触器,启动送高电平,停止送低电平。但是,碎煤机功率达90kW,给煤机功率达110 KW,需要变频降压启动,所以启动时PLC送一个正脉冲,停车时PLC送一个负脉冲。
2、程序特点.①特殊标志位的使用:使用特殊标志位SM0.1,使得初始化子程序(子模块0)仅在第1个扫描周期执行,而在以后的扫描周期不再执行。
②程序模块化:程序由不同子模块构成,各子模块独立完成各自功能,互不干扰,因而程序结构清晰,便于修改。
③定时器的使用:程序中,利用不同的定时器来设定不同设备的延时时间,可以灵活地根据控制要求进行延时时间的设定。5 模拟量控制系统的设计 5.1传感器
5.1.1跑偏传感开关的原理与应用
跑偏开关是带式输送机中关键的控制元件，主要应用在冶金、电力、煤岩、矿山及化工等行业的输送系统中。结合PLC控制，为输送系统自动化控制提供了可靠的传感元件。5.1.2 DPK系列的两级跑偏传感开关
1、概述
DPK系列的跑偏传感开关是立德公司研制的新一代产品，可用于输送机胶带跑偏的检测，防止由于胶带跑偏而造成物料溢出等故障。是输送机自动化控制不可缺少的传感元件。
3、技术参数
①使用环境条件 a.环境温度：-30℃～70℃ b.相对湿度不大于85%
4、结构特点
6、产品安装使用注意事项 ①产品外壳设有接地端子，用户在安装使用时必须可靠接地。②安装现场应不存在对铝合金有腐蚀作用的有毒气体。③产品的维修必须在安全场所进行，或当现场确认无可燃性粉尘存在时方可进 行。④本拉绳开关外壳必须保持清洁，粉尘堆积厚度不大于3mm。5.2 模拟量的PLC设计
5.2.1 模拟量输入在PLC编程中的设计
模拟量控制系统是指输入信号为模拟量的控制系统。控制系统的控制方式可分为开环控制和闭环控制。开环控制是根据控制的设定值直接向控制对象输出控制信号。闭环控是使用控制的设定值与反馈值的差进行控制的，以求得设定值与反馈值的偏差最小。模拟量控制系统的设计中，应该注意抗干扰问题。解决干扰的办法有4个。其一是接地问题，这里包括PLC接地端的接地，要真接地不要假接地，即直接接大地。其二是模拟信号线的屏蔽问题，屏蔽线的始端和终端都要接地，信号线的屏蔽是防止干扰的重要措施。其三是对某些高频信号要解决匹配问题，如果不匹配，很容易在信号传输中引送中引进干扰，使信号失真。其四是对信号进行滤波，可以采用硬件滤波和软件滤波。软件滤波主要是数字滤波。本设计中的皮带跑偏30°报警并停机的模拟量输入设计采用的开环控制，因为实践证实可以满足要求。
MOVW AIW0,VW0 #5a皮带跑偏传感器检测到的跑偏值传送到PLC寄存器VW0。–I +6552,VW0 VW0的内容减去6552，送VW0。
/I +131,VW4 VW0的内容被131除，得出皮带跑偏结果送 VW4。MOVW +30,VW2 #5a皮带机跑偏报警并停机值设定为30°。
W≧ VW4，VW2 检测值与设定值进行比较，若成立则继电器M0.0输出。6 PLC的抗干扰、维护和故障诊断
由于输煤设备的运行环境十分恶劣，大多数电气控制柜置于地平线以下，其湿热、高粉尘环境大大增加了电气接线和继电器吸合方面的故障。火电厂辅助系统空间往往十分狭小,控制系统设备、配电装置往往同室布置；电缆通道十分有限,经常是电气设备高压、低压动力电缆与控制电缆以及PLC控制系统信号电缆同向并排敷设。高电压、大电流的电气设备在启动接通和停运断开时产生的强电干扰可能会在PLC输入线上产生很强的感应电压和感应电流,足以使PLC输入端的光电耦合器中的发光二极管发光,使光电耦合器的抗干扰作用失效,导致PLC产生误动作，造成偶然性的误信号。输煤系统运行中，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。要使输煤程控系统安全稳定运行，增加其抗干扰能力是十分重要的。由于输煤系统运行条件恶劣，各类干扰信号较多，使得抗干扰问题成为输煤程拴设计、调试及运行中的一大难题。许多电厂输煤程控系统不能长期稳定运行，抗干扰能力差是其最主要的原因。6.1 PLC控制系统抗干扰措施
一般来说，PLC系统故障可分为内部故障和外部故障两大类，内部故障指PLC本身的故障，外
[9]部故障指系统与实际过程相连的传感器、检测开关、执行机构等部分的故障。系统中只有5%的故障发生在PLC内部，说明PLC的可靠性远远高于外部设备，提高系统可靠性的重点应放在外部设备方面。因此我们从硬件和软件两方面考虑，对外部设备综合运用以下几种抗干扰措施，在实际运行中收到了良好效果。6.1.1硬件措施
1、信号隔离
目前在电厂输煤程控系统中，现场设备与I/0模块之间的开关量信号是否需经继电器隔离，一直是设计中争论的焦点。有观点认为不需经继电器隔离，可将现场信号直接送到I/0模块，理由是I/0模块本身具有一定抗干扰能力，模块内的光电隔离器使信号在其内部、外部电路上完全隔离，再加上阻容滤波电路，便可有效防止干扰的侵入。同时，由于省去了中间继电器，系统接线简化，系统故障点也随之减少。我们通过对我厂输煤系统外部环境、PLC装置内部电路的分析以及实地运用的考察，认为PLC自身有良好的抗干扰性能，但在输煤控制时采用继电器隔离仍是十分必要。
2、电缆选择与敷设
开关量信号一般对信号电缆无严格的要求,可选用一般的电缆,信号传输距离较远时,可选用屏蔽电缆。模拟信号和高速信号线应选择屏蔽电缆。通信电缆要求可靠性高,有的通信电缆的信号频率很高,一般应选用PLC生产厂家提供的专用电缆,在要求不高或信号频率较低时,也可以选用带屏蔽的双绞线电缆。
3、接地屏蔽 传送模拟信号的屏蔽线,其屏蔽层应一端接地。为了泄放高频干扰,数字信号线的屏蔽层应并联电位均衡线,其电阻应小于屏蔽层电阻的1/10,并将屏蔽层两端接地。如果无法设置电位均衡线,或只考虑抑制低频干扰时,也可以一端接地。不同的信号线最好不用同一个插接件转接,如必须用同一个插接件,要用备用端子或地线端子将它们分隔开，以减少相互干扰。
4、模拟信号采用直流输入/输出
如果模拟量输人/输出信号距离PLC较远,应采用4-20mA或0-10mA的电流传输方式,而不是易受干扰的电压传输方式。
5、PLC应远离强干扰源
如大功率可控硅装置、高频焊机和大型动力设备等。PLC不能与高压电器安装在同一个开关柜内,在柜内PLC应远离动力线(二者之间的距离应大于200mm)。与PLC装在同一个开关柜内的电感性元件,如继电器、接触器的线圈,应并联RC消弧电路。6.2 PLC的检修与维护
PLC的主要构成元器件是以半导体器件为主，考虑到环境的影响，随着使用时间的增长，元器件总是要老化的。因此定期检修与做好日常维护是非常必要的。[6]对检修工作要定个制度，按期执行，保证设备运行状况最佳。每台PLC都有确定的检修时间，一般情况下检修时间以每6个月至一年为宜，当外部环境较差时，可根据具体情况缩短检修间隔时间。参考文献: 1.陈立定等
电气控制与可编程控制器[M]，广州：华南理工大学出版社，202_.6 2.殷洪义
可编程控制器选择、设计与维护[M]，北京：机械工业出版社，202_.5 240～243 3.范永胜、王岷
电气控制与PLC应用[M]，北京：中国电力出版社，202_ 4.李道霖
电气控制与PLC原理及应用[M]，北京：电子工业出版社，202_ 10～16 5.赵春秀
浅析PLC的抗干扰维护[J]，东北电力学院学报，202_（2）
6.杨菊青
PLC在火电厂输煤控制系统中的应用[D]，西北化工研究院，202_.12 7.苏成斌
输煤程控系统的设计[D]，大庆石油学院，202_.6
8.陈在平，岳有军
工业控制网络与现场总线技术[M]，北京：机械工业出版社，202_ 9.S7-200 PLC用户指南[M]，北京：西门子（中国）有限公司自动化部，202_ 11～13 10.RSLogie5OOPLCUserManual，Roekwe11Internationa1Corporationl998 致谢:
本论文是在导师张继红老师的悉心指导下完成的。导师严谨的科研态度、渊博的知识、高尚的人格以及为人师表的风范使我受益匪浅。大学四年期间，在我的学习、课题设计中，张老师给了我大量的帮助和宝贵的意见，在这里谨向辛勤培育我的导师表示最真挚的感谢。在课题设计和完成论文的过程中，也得到了教研室其他老师和同学的帮助，在此一并表达我真诚的感谢!谢谢所有给过我帮助和鼓励的朋友！
第五篇：基于组态王的水箱液位控制系统a
水箱液位控制系统
１.引言
自动化软件在自动化产品的研发过程中有着举足重轻的地位，尤其在科学技术飞速发展的今天，自动化软件的应用越来越受到人们的重视。本文采用的自动化软件是北京亚控公司出品的组态王6.51，本文利用组态王强大的组态功能和友好的人机界面实现了对供水系统中水塔和储水箱的实时监控，并且具有一定的工程应用价值。
２.系统需求分析及其方法论证
2.1系统需求分析
为了保证系统所需用水的供给，供水系统必须能够及时的对各种用水对象进行供水。这就要求水塔和储水箱的水位不能低于一定的下限以免断水对人们的正常生活所带来的影响，同时水塔和储水箱的水位又不能高于一定的上限，从而使得水资源可以合理的分配利用。如果使用组态王来实现软硬结合的控制，将会给系统的各性能带来良好的提升。
2.2系统方案论证
整个供水系统可以抽象为水塔和主水箱两个容器的液位控制。水塔的水来自地下水，主水箱的液位由水塔的水泵和主水箱的出水阀门综合决定。各种工业用水和生活用水可以用其对应的储水箱的出水管道代替。这样系统就组态好了。
系统通过智能模块将液位的检测量采集到组态王对应变量中,由组态王统一管理给出系统各部分运行趋势、报表及报警事件,并通过与给定的液位设定比较来控制入水量，从而使液位保持在一定的范围之内。
本系统假定主水箱满液位为100，而水塔容量相对于主水箱来说应该大很多，为了明显起见，我们选水塔容量为500.当水塔液位低于100时水塔进水，主水箱液位低于20时水塔自动供水，高于90时供水关闭。由于工业用水和生活用水的需求相差比较大，所以给他们设定了不同的流速，并且它们的使用时随机的，顾没有对两储水罐的出水阀进行自动控制。应运程序代码如下: if(本站点泵==1){本站点控制水流=8;
本站点水塔=本站点水塔-8;本站点主水箱= 本站点主水箱+8;} else
{本站点控制水流=0;本站点水塔=本站点水塔;本站点主水箱= 本站点主水箱;}
if(本站点阀门1==1){本站点控制水流1=5;
本站点主水箱= 本站点主水箱-5;} else
本站点控制水流1=0;if(本站点主水箱>90)
本站点泵=0;if(本站点主水箱<20){本站点泵=1;本站点控制水流=8;
本站点水塔=本站点水塔-8;本站点主水箱= 本站点主水箱+8;}
if(本站点水塔<100){本站点水泵1=1;本站点控制水流2=10;本站点水塔=本站点水塔+50;}
if(本站点水泵1==1){本站点控制水流2=10;本站点水塔=本站点水塔+50;}
if(本站点水塔>450){本站点水泵1=0;本站点控制水流2=0;本站点水塔=本站点水塔;} 3.系统监控界面设计
3.1监控中心画面
监控画面包括了供水系统各功能块的组态和一些相关仪表的显示以及操作相关的按钮等。操作人员通过主控按钮可以很方便的对系统进行查看和管理。
图1.监控中心画面 3.2报警系统画面的建立
水塔和主水箱都设置了报警，其中主水箱低报警值是20，高报警值是90，高高报警值是100。水塔只有一个低液位150报警。在系统运行过程中，可以随时查看报警记录。报警窗口如图2所示：
图2.报警系统画面
3.3趋势曲线的建立
趋势曲线用来反映数据变量随时间的变化情况，趋势曲线有两种：实时趋势曲线和历史趋势曲线。在画面程序运行时，实时趋势曲线随时间变化自动卷动，以快速反应变量的新变化。时间轴不能回卷，不能查阅变量的历史数据。历史曲线可以完成历史数据的查看工作，但它不会自动卷动，而需要通过带有命令语言的功能按钮来辅助实现查阅功能。本系统的实时曲线和历史曲线分别如下所示：
3.4数据报表及其打印保存
在报表画面中可以实时查看各参数变化情况，操作人员可以通过打印预览和打印按钮来打印报表，同时报表具有实时保存数据的功能，保存文件的名称为保存数据时的时间值，本系统的数据文件保存在当前工程目录下，文件格式为Excel。所用到的代码为：
string filename;
filename=InfoAppDir()+“实时数据文件”+
StrFromReal(本站点$年, 0, “f”)+ StrFromReal(本站点$月, 0, “f”)+ StrFromReal(本站点$日, 0, “f”)+ StrFromReal(本站点$时, 0, “f”)+ StrFromReal(本站点$分, 0, “f”)+ StrFromReal(本站点$秒, 0, “f”)+
“.xls”;
ReportSaveAs(“数据报表”,FileName);
数据报表界面如图5所示：
3.5数据词典设计
在数据词典中可以定义变量，以便与画面相关联。这些变量包括I/O变量和内存变量等。本系统的数据词典部分变量如图7所示
图７.数据词典
4.心得体会
经过事先对组态王的一些书面和视频资料的学习和了解，我对组态王的设计方法有了初步的认识，这对我以后的系统设计中起了很大的作用。刚开始设计系统时遇到了一些问题，比如水管流动，液位控制，程序的修改以及按钮的设计等，但在我的学习和修改中这些问题都被一一解决了，有些部分还得到了很好的改进，我想这个水箱液位控制系统应该完善了很多。从组态王软件设计中我学到了很多，学到了图形的建立，程序的设计，模块化的修改和定义语言，我相信这次实训会给我以后的学习中带来很大的收获。
