热电厂输煤自动控制系统的设计

石家庄铁道大学四方学院毕业设计热电厂输煤自动控制系统的设计TheDesignofCoalPowerPlantControlSystem2013届电气工程系专业电气工程及其自动化学号学生姓名指导教师完成日期2013年5月27日毕业设计任务书题目热电厂输煤自动控制系统的设计学生姓名学号班级专业电气工程及其自动化承担指导任务单位电气工程系导师姓名导师职称讲师一、主要内容热电厂输煤系统分卸煤与上煤两大部分。料斗和1#—3#皮带负责把煤由铁路从煤场输送到配煤场。煤在配煤场经碾碎去渣和铁硝石，由给煤机给煤经4#A—7#A到0#或者4#B—7#B到0#送进锅炉，共12条皮带，配煤场靠近铁路，与发电房侧的电控室相距1000M。方案要求用一台PLC控制卸煤、给煤，PLC与PC之间不通讯。二、基本要求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由显示灯显示出来。三、主要技术指标(或研究方法)1.设计应贯彻最新国家标准；2.根据控制选择PLC型号，分配I/O端口；3.设计I/O电路，选择电器元件；4.绘制电气控制系统图，梯形图，绘制用户程序短语表并模拟调试；5.编制元件清单；6.编写设计、使用说明书。四、应收集的资料及参考文献1.《小型可编程序控制器原理与实践》辽宁科技出版社2.《可编程控制器应用技术》机械工业出版社3.《建筑电气控制技术》窦晓霞高等教育出版社4.《现代建筑电气控制技术应用》陈志新机械工业出版社五、进度计划第1-2周：收集资料，作开题报告。第3-4周：分析、确定方案。第5-7周：系统软、硬件设计；第8周：中期检查。第9-12周：模拟调试。第13-14周：论文审核定稿。第15-16周：答辩。教研室主任签字时间年月日毕业设计开题报告题目热电厂输煤的自动控制学生姓名学号班级专业电气工程及其自动化一、课题来源及研究的目的和意义随着我国电力事业的飞速发展，火电厂单机容量及生产过程的控制模块不断增大，裕兴参数越来越高，主辅机及其相应的热力设备和系统更加复杂。输煤系统是电力生产燃料供应的有利保证，是电厂辅助系统的重要组成部分。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。二、国内外在该方向的研究现状及分析国外火力发电厂输煤系统大多数以采用PLC+计算机控制方式来实行高效的自动化生产，以国外某火力发电厂输煤系统为例，该输煤控制系统采用PLC控制系统，选用的是罗克韦尔公司系列产品，PLC主机为2台(双机双揽热备用)，备用装置与工作主机进行在线跟踪，在工作主机故障，退出运行时，备用主机可以进行无惯性的切换，接替主机的工作，一保证控制系统的无扰动运行，。操作员、程师站都配置iFix3.5软件，互为冗余。保证输煤控制系统的信息在网络上正确的传递，实现本地的监控的需要。这样从系统的角度来看，从下位PLC的CPU，通讯模块，交换机，网线到上位的监控计算机和监控原件，消除了单点故障，系统具有很高的可用性和可靠性。国内早起火力发电厂输煤系统大多数采用的是就地手动控制方式或集中控制方式，即是一种基于继电接触器和技工手动方式的半自动化系统，一般在每条皮带附近均没有一个就地操作室，每个操作室内都需要人员进行监视和操作，并且通过电话，广播等形式实现系统的联动。这种设计不仅需要占用大量的人力资源，大大降低了电厂的生产效率，同时，由于现场环境的十分恶劣，对员工的身体也早造成了很大的伤害。目前国内较新的火力发电厂中只属于辅机系统之一，从而导致对整个输煤系统往往缺少重视，缺乏统筹考虑及规划，多数仍就采用集中程序控制方式，却并没有采用最先进的微机分级控制方式，最终使其无法体现出当今自动化系统的优秀特性。输煤系统是火力发电厂中较为庞大的一个辅助系统。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的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，可省去大量接线，维护方便。PLC不仅能完成复杂的继电器控制逻辑，而且也可以实现模拟量的控制实现远程通讯。目前，PLC在输煤系统的应用基本上限于设备级，各系统处于各自的PLC控制下互相间基本独立。输煤系统实现城程序控制盒工业电视系统监视对提高输煤系统的可靠性、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，实现状态检修具有非常重要的意义。三、主要研究内容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由显示灯显示出来。四、研究方案本设计主要以传送带输煤为设计对象，采用PLC控制技术，保证输煤系统稳定可靠运行。PLC控制系统主要包括电动机，料斗电磁阀，犁煤机，可编程控制器。本设计中有12台传送带电机，2台犁煤机，电动机选择30kw的功率。系统具有自动和手动操作功能和故障报警，根据上述设计要求，进行系统总控制的方案设计。PLC硬件设备的选型，I/O输入输出点数，系统的硬件连接图，设计梯形图的程序并且程序进行调试和仿真。五、预期达到的目标：设计利用三菱的PLC控制皮带输送机输送过程中的各时间继电器和中间继电器。在上煤时，依次启动每台电动机，避免系统遭受过分冲击，稳定启动过程，在停止上煤时，使各皮带机反顺序停，保证输煤的稳定运送，避免皮带机的积料等问题，从而使得继电器控制系统的硬件结构简化，稳定性可靠性大为提高。指导教师签字时间年月日摘要传统的热电厂输煤控制系统是一种基于继电接触器的系统,由于输煤系统现场环境十分恶劣，不仅极大损害了工人的身体健康，而且由于输煤系统范围大，经常有皮带跑偏、皮带撕裂及落煤管堵塞等等麻烦，大大降低了发电厂的生产效率。随着发电厂规模的扩大，对煤量的需求大大提高，传统的输煤系统己无法满足发电厂的需要。本设计以PLC控制技术为核心，以传送带输煤为设计对象，让传送带依次延时逆煤启动，延时顺煤方向停止，自动进行上煤和卸煤功能，并且具有上煤和卸煤的预警信号和故障时自动报警的能力，输煤系统的传送带是由电动机提供动力，利用GXDeveloper来进行仿真，可以直接观看各个传送带的运行状态。采用整个控制系统结构简单，维修方便，经济适用。本文在充分考虑输煤系统的作用和运行可靠性基础上，设计了一条两路多段互为备用的输煤系统，从结构上保证了输煤系统的运行可靠性。最终实现了由料斗和1#-3#皮带依次启动输送至配煤场，再由4#-7#皮带传送至锅炉。关键词：输煤控制系统传送带PLCAbstractConventionalthermalpowerplantcoalhandlingsystemisbasedonrelaycontactssystem,becausecoalhandlingsystemenvironmentisverybadscene,notonlygreatlydamagedthehealthofworkers,andbecausethecoalhandlingsystemrange,oftenwithbeltdeviation,belttearcrackandcoalchuteblockagesocumbersome,greatlyreducingtheproductivityofplants.Astheplantgrows,thedemandforcoalhasgreatlyimprovedthetraditionalcoalhandlingsystemhasbeenunabletomeettheplant'sneeds.ThedesignofPLCcontroltechnologyasthecore,coalconveyordesignobjects,sointurndelaycountercoalconveyorstart,stopdelaydirectionalongthecoal,coalandcoalunloadingonautomatically,italsohastheunloadingofcoalandwarningsignalwhentheautomaticalarmandfaultcapacity,coalconveyorsystemispoweredbyanelectricmotor,tosimulatetheuseofGXDeveloper,youcandirectlywatchtherunningstatusofeachbelt.Usingtheentirecontrolsystemissimple,easymaintenance,affordable.Inthispaper,givefullconsiderationtotheroleandoperationofcoalhandlingsystemreliabilitybasedonthedesignofatwo-waymulti-segmentmutualbackupcoalhandlingsystem,fromthestructuretoensurethecoalhandlingsystemreliability.Ultimatelyrealizedbythehopperand1#-3#converyorbeltstartstoturncoalfield,thenby4#-7#andsenttotheboilerbelt.Keywords:CoaltransferConveyorPLC目录第1章绪论.................................................................................................................................................11.1课题研究的目的意义........................................................................................................................11.2国内外研究现状................................................................................................................................11.3论文研究内容....................................................................................................................................2第2章可编程序控制器的概况.....................................................................................................