基于PLC的热电厂输煤控制系统毕业设计

杭州职业技术学院继续教育学院毕业设计（论文）（10届）基于PLC的热电厂输煤系统控制系别电气10专业电气自动化班级电气10姓名陈滔指导教师卢望2012年03月20日基于PLC的热电厂输煤系统控制学生姓名：陈滔学号：093821014专业电气自动化论文设计简介：由于热电厂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控实际运行及调试中的一大难题，直接关系到整个输煤系统的安全运行。热电厂的输煤程控系统改造为背景，详细分析和设计了一套PLC控制主要是输煤系统的自动控制和手动控制部分，皮带机和各设备的联机控制由联机控制面板操作，提高系统可靠性的方法，提出了一些具体措施，从硬件和软件两个方面着手，研究了信号抗干扰方法和实施手段，并在热电厂程控改造工程中予以应用，工程实践表明：该系统运行可靠，抗干扰能力强，自动化程度高，为实现设备的状态检修奠定了必要的物质基础。设计的内容：1PLC控制能够实现安全高效的工作;2满足输煤系统的各项技术要求；3具体内容包括改造输煤系统的流程，控制系统软件构成，PLC程序编写等。设计希望解决的问题：此项设计为了研究用PLC来设计整个输煤系统能有效的减少对人体的伤害及加强工作效率。设计的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配煤场输送到发电房。煤在配煤场经碾碎去渣和铁硝后，由给煤机给煤经4A#-7A#到0#或4B#-7B#到0#送进锅炉，共12条皮带。在我的此次设计中，综合考虑设计的实用性和其性价比，我采用了一台PLC控制整个系统，有卸煤部分和上煤部分两个独立的部分；PLC与PC机不通信。PLC控制主要是输煤系统的自动控制和手动控制部分，皮带机和各设备的联机控制由联机控制面板操作。研究的方法和技术路线1.查阅资料，选定设计方案2.确定设计方案3.PLC的选择4.比较得出结论5.撰写设计论文目录摘要……………………………………………………………………..……ⅠAbstrac………………………………………………………………….……Ⅱ第1章绪论………………………………………………………………..11.1基于PLC的输煤控制系统的意义………………………………….1第2章可编程序控制器的概况………………………………………..…..22.1PLC的概念及发展………………………………………………..…22.1.1可编程序控制的历史…………………………………………....22.2可编程序控制器的硬件及工作原理………………………………32.2.1可编程序控制器的基本结构…………………………………...32.2.2可编程序控制器的物理结构……………………….…………4第3章系统的硬件设计………………………………………………….…53.1PLC机型的选择……………………………………………………53.1.1系统机型的选择………………………………………………...53.2电动机的机型……………………………………………………63.3电机主电路的设计………………………………………………....8第4章系统的软件设计…………………………………………………….94.1系统软件控制……………………………………………………...…94.2卸煤部分的控制……………………………………………………..114.3上煤部分的控制……………………………………………………..19第5章控制面板的设计………………………………………………...….34结束语…………………………………………………………………….….36参考文献……………………………………………………………………..37致谢…………………………………………………………………………..38附录…………………………………………………………………………..39基于PLC的热电厂输煤控制系统设计I热电厂输煤传送带控制系统摘要：传统的热电厂输煤系统是一种基于继电接触器和人工手动方式的半自动化系统。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。根据输煤系统范围大、运行方式多，提出了基于三菱公司PLC的输煤控制系统实现方案，该方案不仅降低了开发的工作量，而且降低了维护的工作量，同时也以后的升级提供了条件。关键词：输煤控制系统可编程序控制器PLC基于PLC的热电厂输煤控制系统设计IITheheatandpowerplantlosestheControlsystemofabeltofcoalSummaryAbstract:Thetraditionalcoaltransfersystemofpowerplantisahalf-automationsystembasedonrelayconnectandmanualwork.Astheenvironmentofthecoaltransfersystemissoexecrable,itnotonlydoesharmstotheworker'shealthbutalsohasproblemslikebeltslide,beltavulsion,andjamofthecoal-fallingpipeandsoonforitslargescope.Thissharplydecreasestheproductiveeficiencyofthepowerplant.Alongwiththedevelopmentinscale,thecoalrequirementofpowerplantsincreasesgreatly.Andthetraditionalcoaltransfersystemcan'tmeettheneedsofthesepowerplantsanymore.Thispaperproposedacoaltransfersystemaftercarefulconsiderationonthefunctionandrunreliability.Itinvolvestwosubways,whichconsistofmultiplesegmentsandbackupforeachother.Thiscanensurethesystem'sreliabilityonconfiguration.Consideringthelargescopeandmultiworkmode,thispaperputforwardanimplementalschemeofcoaltransfercontrolsystembasedonMITSUBISHI'sPLC.Theschemereducestheworkloadoftheexploitationandthemaintenance.Itmakesfuturepromotionfeasible.Keywords:coaltransfersystem,programmablelogiccontrolller,PLC基于PLC的热电厂输煤控制系统设计1第1章绪论皮带传输系统因其结构简单，使用方便，造价低廉被广泛应用于工业、商业、农业、医药、军事等方面，在采矿运输、冶金送料、车站及码头的货物运输更是广泛使用，同样，发电厂的输煤系统也采用皮带传输。热电厂输煤系统是热工厂中较为庞大的一个公用系统，其任务是卸煤、配煤、上煤以达到按时、保质、保量的为机组提供燃煤的目的。1.1基于PLC的输煤控制系统的意义传统的热电厂输煤控制系统是一种基于继电接触器和人工手动方式的半自动化系统，现场环境十分恶劣，工人们通过开动承前起后的皮带运输机及取煤机向锅炉前的储煤仓输煤，经常有皮带跑偏、皮带撕裂及落煤管堵塞等等故障。但对热电厂而言，蒸汽工序的炉膛是不容许断煤的。输煤系统工作时尽量将煤装满储煤仓，不仅可以保证输煤系统故障时，工人们有足够的时间排除故障，也可以保证输煤设备有充分的时间检修。随着发电厂规模的迅速扩大，输煤系统的作用日益突出，而传统的输煤系统已无法满足热电厂的需要，因此需要对传统的发电厂输煤系统进行改造。传统输煤系统具有以下特点：（1）任务重为了保证工业用煤，输煤系统必须始终处于完好的状态。日累计运行时间达8-10h以上。（2）运行环境差、劳动强度大由于各种因素造成输煤系统的运行环境恶劣、脏污，需要占用大量的辅助劳动力。（3）一次起动设各多，安全联锁要求高同时起动的设备高达20-30台以上，在起动或停机过程中有严格的联锁要求。基于PLC的热电厂输煤控制系统设计2第2章可编程序控制器的概况2.1PLC的概念及发展现代社会要求制造业对市场需求作出迅速的反应，生产出小批量、多品种、多规格、低成本和高质量的产品，为了满足这一要求，生产设备和自动生产线的控制系统必须具有极高的可靠性和灵活性，可编程序控制器正是顺应这一要求出现的，它是以微处理器为基础的新型工业控制装置，已经成为当代工业自动化的主要支柱之一。可编程序控制器（ProgrammableController）本来应简称PC，为了与个人计算机（PersonalComputer）的简称PC相区别，现在一般将可编程序控制器简称为PLC（ProgrammableLogicController）。2.1.1可编程序控制器的历史可编程序控制器的产生和发展与继电器控制系统又很大的关系。继电器已有上百年的历史，它是一种用弱电信号控制强电信号的电磁开关。在复杂的继电器控制系统中，故障的查找和排除是非常困难的，可能会花费大量时间，严重地影响生产。1968年，美国最大的汽车制造厂家——通用汽车公司（GM）提出了研制可编程序控制器的基本设想，即：（1）编程简单，可在现场修改程序；（2）维护方便，采用插件式结构；（3）可靠性高于继电器控制柜；（4）体积小于继电器控制柜；（5）成本可与继电器控制柜竞争；（6）可将数据直接送入计算机；（7）可直接使用115V交流输入电压；（8）输出采用115V交流电压，能直接驱动电磁阀、交流接触器等负载；（9）通用性强，扩展方便；（10）能存储程序，存储器容量可扩展到4KB。1969年，美国数字设备公司（DEC）研制出了世界上第一台可编程序控制器。70年代初期出现了微处理器，它的体积小、功能强、价格便宜，很快被用于可编程序控制器，使它的功能增强、工作速度加快、体积减小、可靠性提高、成本下降。可编程序控制器不仅能实现对开关量的逻辑控制，还具有数学运算、数据处理、运动控制、模拟量PID控制、通信联网等功能。在发达的工业化国家，可编程序控制器已经广泛地基于PLC的热电厂输煤控制系统设计3应用在所有的工业部门，其应用已扩展到楼宇自动化、家庭自动化、商业、公用事业、测试设备和农业等领域。2.2可编程序控制器的硬件及工作原理2.2.1可编程序控制器的基本结构可编程序控制器主要由CPU模块、输入模块、输出模块和编程器组成（见图2.1）。图2.1PLC控制系统示意图（1）CPU模块CPU模块主要由微处理器（CPU芯片）和存储器组成。在可编程序控制系统中，CPU模块相当于人的大脑和心脏，它不断地采集输入信号，执行用户程序，刷新系统的输出；存储器用来储存和数据。（2）I/O模块输入（Input）模块和输出（Output）模块简称为I/O模块，它们是系统的眼、耳、手、脚，是联系外部现场和CPU模块的桥梁。输入模块用来接收和采集输入信号，输入信号有两类：一类是从按钮、选择开关、数字拨码开关、限位开关、接近开关、压力继电器等来的开关量输入信号；另一类是由电位器、热电偶、测速发电机、各种变送器提供的连续变化的模拟量输入信号。（3）编程器编程器除了用来输入和编辑用户程序外，还可以用来监视可编程序控制器运行时各种编程元件的工作状态。（4）电源可编程序控制器使用220V交