基于PLC的火电厂配煤系统设计

1 引言 (1)

2火电厂配煤顺序控制系统工作过程分析 (2)

2.1犁煤器工作原理 (2)

2.2犁煤器工作过程 (2)

3 程序设计及组态画面制作 (3)

3.1PLC程序设计梯形图 (3)

3.2画面动态过程 (14)

3.3点组态画面 (16)

4 硬件接线图 (18)

5实训总结 (19)

6 参考文献 (20)

1 引言

本次课程设计围绕PLC在火电厂配煤顺序控制系统的应用，在实际的火电厂中主要有三种配煤方式，分别是按顺序配煤、按原煤斗剩余量配煤、按一定时间配煤，本课程设计主要采用顺序控制配煤方案。火电厂配煤控制系统主要是为了提高煤仓配煤可靠性的任务。火电厂顺序配煤是完成对皮带输送的煤，按照一定的顺序用犁煤器分配到原煤斗中。该系统主要由犁煤器、输煤皮带和煤斗组成。皮带主要将原煤进行传输，犁煤器将皮带上的煤进行分配，原煤斗则对煤进行存储。

本次课程设计中主要采用PLC和组态软件编程与监控，PLC型号为德国西门子S7-200XP，它有14个数字量输入、十个数字量输出。PLC是一种数字运算控制操作的电子系统，为专业环境而设计。它采用了可编程程序的存储器，用来在其内部存储运算、顺序控制、定时、计数和算数运算等操作的指令，并通过数字式和模拟式的输入和输出，控制各类型机械的生产过程。组态软件版本为紫金桥组态软件。PLC主要实现配煤的自动与手动程序的编写与运行，紫金桥软件则通过组态对配煤的控制过程进行形象的表现与画面监视。

课程设计

2火电厂配煤顺序控制系统工作过程分析

2.1犁煤器工作原理

犁煤器工作时，首先启动电动推杆，当电动推杆推出时，其下端伸长。在推杆伸长过程中，拨叉带动移动支架向后移动，移动支架底部斜面沿前后滚轮向上滑动，使支架抬起；两端的可折托由槽型变为平形，皮带工作面成水平状态，便于缷煤。同时，在缷煤刮板中立和电动推杆的推力作用下，缷煤刮板处于落下位置，与皮带面垂直接触并紧贴皮带表面。当皮带载煤到犁煤器前时，来煤沿缷煤刮板向两侧缷入刮板两侧缷入煤斗中。犁煤器工作完毕后，推杆返回。返回过程中，拔叉又使移动支架向前端移动，支架底部斜面凹槽落入前后轮上，使支架下落，随之下降。于是，可托板由平形变为槽型，皮带呈槽型状态。载煤皮带顺利通过犁煤器，正常运行状态。电动液压推杆装有过载保护装置及限位装置。当伸出或缩回受阻，推（拉）力超过额定值时，可自动切断电动液压推杆电源，以保证犁煤器处于正常缷煤状态或不缷煤状态。

2.2犁煤器工作过程

1）当手/自动开关处于手动状态时，按下一号犁煤器启动开关时，电机正转犁煤器落下与皮带面垂直接触并紧贴皮带表面，下限位开关断开，电机停止转动，此时开始卸煤工作；当按下一号犁煤器的拾犁按钮犁煤器抬起，电机反转，当到达上限位开关时，停止工作。以此类推，2号，3号，4号犁煤器也是这样工作的。

2）当手/自动开关处于自动状态时，系统根据设计程序自动运行。当按下自动启动按钮时，第一个犁煤器先落下，当原煤斗中的煤从10%到达90%时，第一个犁煤器拾起。此时第二个犁煤器落下，当原煤斗中的煤从10%到达90%时，第二个犁煤器拾起。以此类推，3号，4号犁煤器也是这样工作，当第四个犁煤器拾起后工作结束。

3）当自动运行时，犁煤器可以实现手/自动的无扰切换。

4）配煤系统无论工作在手动还是自动的状态下，均能通过急停按钮，对系统进行紧急停止。

3程序设计及组态画面制作3.1PLC程序设计梯形图

手动程序

课程设计

自动程序

课程设计

3.2画面动态过程

图3.1 手动1犁落

图3.2 手动3犁落

图3.3 手动2、4犁落

课程设计

图3.4 自动1犁落

图3.5 自动3犁落3.3点组态画面

图3.6 I/O驱动设置

图3.7 点组态画面

图3.8 点组态画面

课程设计

4 硬件接线图

图4.1 PLC直流电机外部接线图

图4.2 PLC限位开关外部接线图

5实训总结

本次PLC课程设计使我对火电厂配煤系统顺序控制有了进一步的认识和了解。平时在课堂上学习的PLC程序就是与火电厂控制有着密切的关系，对PLC产生了浓厚的兴趣。本次课程设计加强了我对可编程控制器在工业生产上的应用有了深刻的认识，这不仅是对课堂所学知识的以此巩固，也是对知识的扩展和补充。

我的课程设计的题目是：PLC在火电厂配煤顺序控制过程中的应用，即时对犁煤器在手动/自动两种工作状态下的控制。在手动状态下，可以通过就地按钮对各个犁煤器控制的启停动作。在自动状态下。可以按照所设定的程序顺序控制。火电厂配煤顺序控制需要重复动作，在频繁动作情况下，更体现了PLC的控制优点，与继电器相比，可编程控制器编程简单、可靠性高、对生产工艺改变适应性强，并且经济性好。

在本次课程设计中，我认为最难解决的问题是实现手动/自动切换时的无扰切换，实现在自动切手动时，手动的输出跟踪自动时犁煤器的工作状态。后来和同学讨论最终解决了这个问题。在本次课程设计中我认识到了知识的重要性，而且知道了PLC的应用领域非常广泛，学好PLC对以后的工作有着很大的帮助。我会努力学好可编程控制器的。