（北京和利時(shí)系統(tǒng)工程股份有限公司PLC事業(yè)部哩拒，北京胆快，100096） 趙 大 鵬
（北京和利時(shí)系統(tǒng)工程股份有限公司PLC事業(yè)部照菱，北京，100096） 李 茜

摘要：本文針對(duì)熱電廠秸稈上料系統(tǒng)耕赘，采用和利時(shí)公司LK大型PLC，根據(jù)系統(tǒng)工藝要求提供了一種降低成本九火、增加可靠性的控制方案册招，實(shí)現(xiàn)了對(duì)熱電廠秸稈上料系統(tǒng)工藝過程及生產(chǎn)設(shè)備的監(jiān)測(cè)與自動(dòng)控制。該系統(tǒng)性能穩(wěn)定是掰、功能齊全、性價(jià)比高键痛、擴(kuò)展靈活，目前已成功應(yīng)用于連云港協(xié)鑫熱電廠和寶應(yīng)協(xié)鑫熱電廠秸稈上料系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)江兢。
關(guān)鍵詞：熱電廠饶饿；秸稈上料系統(tǒng)；LK大型PLC

Abstract： Aimed at treatment system of straw stem in heat power plant , a control system based on LK PLC is put forward in the thesis. Presently the system has been successfully used in the engineering field. It can monitor and control all the equipments during the process of production.
The security , dependability and the ratio of cost and performance of the system are

satisfied.

Keywords: heat power plant; treatment system of straw stem; LK PLC


1. 引言
　　高速發(fā)展的中國經(jīng)濟(jì)對(duì)能源和環(huán)保提出了越來越高的要求赤猾，利用秸稈燃燒發(fā)電是充分利用能源，保護(hù)生態(tài)環(huán)境的有效途徑之一堵生。據(jù)測(cè)算祟期，每兩噸秸稈的發(fā)電量相當(dāng)于一噸煤钾士，不僅如此希弟，環(huán)境國際能源機(jī)構(gòu)的研究表明粥搓，秸稈還是一種很好的清潔可再生能源诺舔，其平均含硫量只有３.８‰，而煤的平均含硫量卻高達(dá)１％低飒。除了具有較好的經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益，秸稈發(fā)電還具有可觀的社會(huì)效益糕档，根據(jù)清潔發(fā)展機(jī)制（CDM）拌喉，秸稈發(fā)電項(xiàng)目可以通過出售溫室氣體減排量來獲取建設(shè)資金。因此尿背，從節(jié)能環(huán)保、充分利用農(nóng)村再生資源荔烧、建設(shè)環(huán)境友好型社會(huì)的角度出發(fā)，利用秸稈燃燒發(fā)電在我國得到了廣泛應(yīng)用闸骨，成為利國利民的“朝陽”產(chǎn)業(yè)扯殴。本文介紹的基于和利時(shí)LK大型PLC的控制系統(tǒng)在滿足熱電廠設(shè)備安全、高效運(yùn)行的同時(shí)鬓惶，具有良好的經(jīng)濟(jì)價(jià)值翎丢，社會(huì)效益和推廣前景庞炕。

2. PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)
2.1工藝流程介紹
　　協(xié)鑫熱電廠采用秸稈為原料量懂，將其打碎并包裝成捆，上料系統(tǒng)將深加工后的秸稈燃料通過散包機(jī)進(jìn)行二次打碎敷主，并將二次打碎后的燃料分散成碎料送至皮帶機(jī)，皮帶將分散后的秸稈碎料送入蒸汽爐的加熱系統(tǒng)內(nèi)充分燃燒氢觉，使蒸汽爐循環(huán)水轉(zhuǎn)變?yōu)樗魵馔苿?dòng)汽輪機(jī)旋轉(zhuǎn)幸亭，再由動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能。整個(gè)上料系統(tǒng)包括散包機(jī)的原料分散和皮帶機(jī)的物料輸送兩部分蕾额。

　　散包機(jī)原料分散系統(tǒng)
　　散包機(jī)由壓料輥、導(dǎo)料輥诅蝶、輸送輥、一次側(cè)散包機(jī)调炬、二次側(cè)散包機(jī)幾部分組成。
　　秸稈燃料進(jìn)入散包機(jī)后筐眷，先由壓料輥將其進(jìn)行二次粉碎习柠，粉碎后的燃料通過導(dǎo)料輥進(jìn)入輸送輥资溃。后由輸送輥送入一次側(cè)散包機(jī)進(jìn)行分散作業(yè)，分散后再次經(jīng)由輸送輥送至二次側(cè)散包機(jī)進(jìn)行二次分散作業(yè)走柠。
　　皮帶機(jī)物料輸送系統(tǒng)
　　經(jīng)二次分散作業(yè)后的秸稈燃料由散包機(jī)進(jìn)入皮帶機(jī)內(nèi)括者，燃料由0#皮帶機(jī)→1#皮帶機(jī)→2#皮帶機(jī)→3#皮帶機(jī)，最后由3#皮帶機(jī)將其送入加熱爐的爐膛內(nèi)進(jìn)行燃燒脂挥。
2.2系統(tǒng)控制功能
　　該電廠原有的蒸汽爐及汽輪機(jī)等設(shè)備均由和利時(shí)公司DCS進(jìn)行控制骑枯，根據(jù)熱電廠上料工藝流程要求以及現(xiàn)有總體布局情況，設(shè)計(jì)采用將秸稈上料系統(tǒng)的PLC控制站作為現(xiàn)場(chǎng)控制站接入原有DCS控制系統(tǒng)中涡税，以實(shí)現(xiàn)“集中監(jiān)視，分散控制”的整體布局散骚。系統(tǒng)由計(jì)算機(jī)監(jiān)控站（電廠原有的DCS監(jiān)控站）痕寓、現(xiàn)場(chǎng)控制站（LK大型PLC）傲醉、串口通訊系統(tǒng)以及在線檢測(cè)傳感器等構(gòu)成厂抽。
　　自動(dòng)控制單元實(shí)現(xiàn)的功能分別是：
　　采集原料分散系統(tǒng)中負(fù)責(zé)控制壓料輥丁眼、導(dǎo)料輥昭殉、送料輥、一次側(cè)散包輥和二次側(cè)散包輥等設(shè)備的變頻器的狀態(tài)信號(hào)及數(shù)據(jù)信號(hào)并對(duì)以上設(shè)備發(fā)送控制信號(hào)蹂风；實(shí)時(shí)讀取并控制物料輸送系統(tǒng)中各皮帶機(jī)的工作狀態(tài)乾蓬，包括各皮帶機(jī)組的A/B兩條皮帶的啟停控制及防撕裂歇盒、打滑腐熊、堵料、跑偏冒瞎、拉繩等在線檢測(cè)開關(guān)。
2.3硬件選型
　　協(xié)鑫熱電廠上料輸送控制系統(tǒng)采用串口通訊方式接入原有DCS系統(tǒng)洛怠。該串口通訊應(yīng)用MODBUS RTU 通訊協(xié)議并通過RS 485模式使其通訊距離延長批先，抗干擾效果增強(qiáng)眉崩。PLC系統(tǒng)采用由和利時(shí)公司自主研發(fā)的LK大型PLC產(chǎn)品。作為國內(nèi)首款大型PLC定歧，LK大型PLC是和利時(shí)公司在總結(jié)了十五年控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)開發(fā)及工程實(shí)施經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上僻匿，充分借鑒國外主流產(chǎn)品優(yōu)點(diǎn)，完善技術(shù)性能驱入，大膽創(chuàng)新架構(gòu)設(shè)計(jì)，推出的一款開放性氯析、可靠性亏较、易用性俱佳的高端產(chǎn)品雪情。
　　系統(tǒng)選用如下硬件產(chǎn)品：

表1 PLC系統(tǒng)硬件選型表

　　其中巡通， CPU雙機(jī)熱備的冗余結(jié)構(gòu)使整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定可靠。

3. 系統(tǒng)功能介紹
　　協(xié)鑫熱電廠原有的DCS控制系統(tǒng)分為生產(chǎn)管理級(jí)誊锭、現(xiàn)場(chǎng)控制級(jí)和就地控制級(jí)三層結(jié)構(gòu)市砍，利用高速工業(yè)以太網(wǎng)（TCP/IP協(xié)議）進(jìn)行連接以實(shí)現(xiàn)信息和資源的共享警钥，其優(yōu)先級(jí)分別為就地控制級(jí)最高，其次為現(xiàn)場(chǎng)控制級(jí)悉砌，最低為生產(chǎn)管理級(jí)焙句。由LK大型PLC組成的PLC站位于該系統(tǒng)的的現(xiàn)場(chǎng)控制級(jí)港摘，作為現(xiàn)場(chǎng)控制站接入電廠原有的DCS系統(tǒng)中躬源。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如下:

● 生產(chǎn)管理級(jí)：位于蒸汽爐拆座、汽輪機(jī)聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)控制室內(nèi)，由原有DCS監(jiān)控系統(tǒng)構(gòu)成孕索。各監(jiān)控計(jì)算機(jī)對(duì)主要工藝設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)和生產(chǎn)過程的工藝參數(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集及顯示搞旭。上料輸送系統(tǒng)的PLC控制站通過串口通訊菇绵，與DCS系統(tǒng)的通訊服務(wù)器連接并由該服務(wù)器將PLC控制站數(shù)據(jù)傳入DCS的I/O服務(wù)器內(nèi)，I/O服務(wù)器上運(yùn)行的監(jiān)控軟件將該數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示并下發(fā)控制命令翎嫡。
● 現(xiàn)場(chǎng)控制級(jí)：即PLC控制級(jí)，由LK大型PLC構(gòu)成翁垂。其功能是讀取上料系統(tǒng)中散包機(jī)和各皮帶機(jī)的運(yùn)行參數(shù)并根據(jù)生產(chǎn)管理系統(tǒng)下發(fā)的指令來控制系統(tǒng)中各設(shè)備的運(yùn)行减磷。采集數(shù)據(jù)主要包括散包機(jī)各組成部分變頻器的運(yùn)行狀態(tài)宰孙、反饋電流以及故障信號(hào)坚哲；皮帶機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)、反饋電流及各皮帶機(jī)的在線檢測(cè)開關(guān)信號(hào)≌曳簦現(xiàn)場(chǎng)控制級(jí)接受生產(chǎn)管理級(jí)的調(diào)度踩林，但并不依賴于生產(chǎn)管理級(jí)而運(yùn)行：若監(jiān)控計(jì)算機(jī)出現(xiàn)故障或并沒有投入使用亦或通信網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)故障醋掖，該控制站仍能正常工作黄刚，對(duì)整個(gè)工藝過程沒有影響憔维。
● 就地控制級(jí)：將設(shè)備切換到現(xiàn)場(chǎng)手動(dòng)狀態(tài)业扒，以實(shí)現(xiàn)設(shè)備的就地手動(dòng)控制。就地手動(dòng)控制具有最高的優(yōu)先級(jí)咧栗，主要應(yīng)用在設(shè)備調(diào)試致板、維護(hù)階段。

4. 控制系統(tǒng)特點(diǎn)
　　協(xié)鑫熱電廠上料輸送系統(tǒng)通過將PLC控制站接入原有DCS系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)工藝流程的監(jiān)測(cè)、控制以及數(shù)據(jù)的處理秸铣、存儲(chǔ)晚惊、分析以及報(bào)表打印等任務(wù)宛蒲。
● 工藝流程顯示：顯示工藝流程的同時(shí)將所有的設(shè)備狀態(tài)、工藝參數(shù)以及各控制回路的詳細(xì)參數(shù)等進(jìn)行了有針對(duì)性的實(shí)時(shí)采集與顯示苦旋。
● 設(shè)定值顯示：包括所有必需參數(shù)的設(shè)定值偏秦、控制方式腥例、調(diào)節(jié)參數(shù)以及其它連鎖值院崇、報(bào)警值等底瓣。
● 報(bào)警顯示：包括實(shí)時(shí)報(bào)警捐凭、歷史報(bào)警茁肠。系統(tǒng)可在線診斷各類故障缩举，查找故障部位并報(bào)警垦梆。包括工藝數(shù)據(jù)報(bào)警、設(shè)備故障報(bào)警仅孩、系統(tǒng)故障報(bào)警，根據(jù)不同的報(bào)警信息提供不同的報(bào)警畫面，在故障確認(rèn)后可實(shí)現(xiàn)報(bào)警解除溶迹。
● 報(bào)表顯示和打踊娣啤：采用了DDE技術(shù)，從而使用戶能夠直接使用Excel編制報(bào)表剩织。借助Excel的強(qiáng)大功能雄工，用戶可以隨心所欲地編制各種各樣的報(bào)表∮菜可以是實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的報(bào)表番产，也可以是歷史數(shù)據(jù)的報(bào)表。
● 歷史數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)與檢索：對(duì)重要的數(shù)據(jù)進(jìn)行在線存儲(chǔ)魁济，數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)時(shí)間最長為10年逞翰。可以通過歷史報(bào)表或者歷史趨勢(shì)曲線的方式來檢索歷史數(shù)據(jù)磨豁。
● 控制：在監(jiān)控計(jì)算機(jī)上可以進(jìn)行遠(yuǎn)程手動(dòng)控制服畜，使用鼠標(biāo)、鍵盤控制PLC來啟動(dòng)和停止現(xiàn)場(chǎng)的設(shè)備顾翼。
● 操作記錄：對(duì)重要設(shè)備的操作投放、重要參數(shù)的修改均會(huì)自動(dòng)記錄，包括登錄的操作員适贸、對(duì)設(shè)備進(jìn)行的操作灸芳、時(shí)間以及修改前的參數(shù)值、修改后的參數(shù)等拜姿，以利于管理及事故分析烙样。
● 系統(tǒng)的安全管理：系統(tǒng)設(shè)置為多用戶、多區(qū)域方式蕊肥，各類用戶均有自己的用戶名和密碼谒获，對(duì)應(yīng)著不同的安全級(jí)別，決定了操作員可觀察的范圍壁却、可使用的功能批狱、可修改的參數(shù)等。最多可以設(shè)置為8級(jí)用戶展东、8級(jí)區(qū)域赔硫。
5. 控制系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)
　　本方案以PLC和DCS監(jiān)控計(jì)算機(jī)為核心，通過RS485的串口通訊方式盐肃，將現(xiàn)場(chǎng)PLC控制站與監(jiān)控計(jì)算機(jī)連接起來估浴，構(gòu)成一個(gè)分布式控制系統(tǒng)。系統(tǒng)具有如下優(yōu)點(diǎn)：
◇ 先進(jìn)性
· 本方案設(shè)計(jì)中不僅采用了先進(jìn)的軟锚倦、硬件酒管，而且著眼于企業(yè)“管控一體化”的需求驱宴，貫徹了數(shù)字化、信息化電廠的先進(jìn)思想腿弛，使企業(yè)生產(chǎn)數(shù)據(jù)的進(jìn)一步智能應(yīng)用成為現(xiàn)實(shí)身州。該方案使控制系統(tǒng)有機(jī)地成為企業(yè)整個(gè)IT架構(gòu)的一部分。
· 本系統(tǒng)采用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)躬摆，主要用于熱電廠的生產(chǎn)控制值港、運(yùn)行操作、監(jiān)視管理阻洋∪蒲欤控制系統(tǒng)配有可靠的硬件設(shè)備，和功能強(qiáng)大败芙，運(yùn)行可靠鹃壤，界面友好的系統(tǒng)軟件、編程軟件和控制軟件壁顶。
◇ 高可靠性
· 控制系統(tǒng)在嚴(yán)格的工業(yè)環(huán)境下長期珠洗、穩(wěn)定地運(yùn)行。系統(tǒng)組件的的設(shè)計(jì)符合真正的工業(yè)等級(jí)若专，滿足國內(nèi)许蓖、國際的安全標(biāo)準(zhǔn)。并且易配置调衰、易接線膊爪、易維護(hù)、隔離性好嚎莉，結(jié)構(gòu)堅(jiān)固米酬，抗腐蝕，適應(yīng)較寬的溫度變化范圍趋箩。
· CPU雙機(jī)熱備赃额，任何一個(gè)故障均不影響系統(tǒng)的正常運(yùn)行。
· 現(xiàn)場(chǎng)控制站PLC對(duì)工藝過程的控制不會(huì)因監(jiān)控計(jì)算機(jī)的癱瘓而受影響叫确。
· 現(xiàn)場(chǎng)控制站的PLC能夠在惡劣的環(huán)境中長期可靠運(yùn)行爬早，平均無故障間隔時(shí)間（MTBF）15年。
◇ 強(qiáng)大的功能
· PLC的編程語言符合IEC61131-3標(biāo)準(zhǔn)伏嬉，易學(xué)、易懂炼注、易用怕翘。
· 高速工業(yè)以太網(wǎng)作為系統(tǒng)的骨干網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)高速數(shù)據(jù)傳輸方数、高度數(shù)據(jù)共享辞镇。
· 組態(tài)軟件圖庫豐富臭赃，網(wǎng)絡(luò)功能強(qiáng)大，報(bào)警忙甩、報(bào)表尽舱、歷史數(shù)據(jù)以及二次開發(fā)功能完善且易用。
6. 結(jié)束語
　　經(jīng)過兩個(gè)月的調(diào)試和試運(yùn)行揉罗，由LK大型PLC控制的協(xié)鑫熱電廠秸稈上料輸送系統(tǒng)已于2007年9月初正式投入運(yùn)行元炭。實(shí)踐證明，LK大型PLC能較好地滿足秸稈上料系統(tǒng)的控制要求掷情，對(duì)整個(gè)上料系統(tǒng)及熱電廠的安全软吐、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行提供了有力保障。該設(shè)計(jì)方案整體成本較低吟税、可靠性好凹耙、抗干擾能力強(qiáng)、維護(hù)成本低肠仪、可操作性高肖抱，在市場(chǎng)中具備強(qiáng)有力的競(jìng)爭力，為熱電廠行業(yè)增添了一套完善的解決方案异旧。

參考文獻(xiàn)
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