熱電廠皮帶輸煤監控系統的研制

工業控制計算機作為輸煤控制系統的監控中心，與可編程控制器以上位機和下位機的關系進行通信，實現對現場設備運行狀態和皮帶跑偏狀態的實時監測，并且直觀的表述輸煤系統的運行狀態。

本文中，可編程控制器選用西門子PLC S7-226，外圍配備數字量擴展模塊EM222、模擬量采集模塊EM231和以太網模塊CP243。系統利用PLC對整個輸煤系統進行數據采集和控制，并通過工業控制計算機的人機接口對系統設備發出控制命令。上位機運用MCGS組態軟件，與下位機配合，完成系統的自動控制和遠方手動控制功能，并對系統的運行狀態進行監視，實現工作區的無人操作。

就地控制箱放在設備附近，完成設備的手自動選擇和手動開停控制，并作為PLC的執行機構，實現對設備的手自動控制。

皮帶跑偏開關、電動三通到位開關、電流互感器等用于實現對現場設備的數據采集，供PLC進行數據處理和分析，并交由上位機進行數據顯示等操作。

3 系統功能

（1) 自動控制：煤流進入三通后，可進行變向，選擇向A皮帶機或B皮帶機，依據煤流的方向，設置四種工作方式，對設備進行連鎖控制，操作人員通過上位機組態運行界面選擇工作方式后，選擇系統自動啟動，設備按預定順序自動啟動：

①啟動時按逆煤流方向，從最后一條皮帶（及相關設備）開始依次啟動，設置合理的延時時間，直到所有的設備都啟動以后，才開始供煤，每條皮帶啟動前響鈴30s。

②停運時按順煤流方向，先停供電設備，然后從第一臺至最后一臺依次停止，每臺設備見按預定的延時時間發停機命令，即要求設置合適的延時時間，待設備的余煤清除后再停止其運行。

③故障時，故障點及上游的設備瞬時停機，故障點下游設備保持原工作狀態不變。待故障解除后，可從故障點向上游重新啟動設備，也可以在故障未解除時，從故障點向下游開始延時停設備，連鎖能阻止任何設備超出順序的啟動。

（2）遠方遙控：通過PLC和工控機對全部輸煤設備實現一一對應的操作。

（3）就地控制：不經過PLC，在現場實現設備的手動控制。

（4）當設備運行過程中存在危及人身安全及損壞設備的可能，而操作人員來不及判斷怎樣處理的情況下，可以通過急停按鈕來停止所有現場設備的運行。

（5）監視功能：監視系統的運行情況，包括設備的電流大小，設備工作模式，皮帶運行情況等，并對故障信息進行報警、報表存儲等處理，供工作人員進行處理。

（6）保護功能：設置設備短路、過載、跑偏、堵塞等保護動作、連鎖跳停相關設備。

4 可視化軟件設計

本文選用MCGS組態軟件作為系統的上位機軟件。MCGS是由北京昆侖通態自動化軟件科技有限公司推出的用于快速構建計算機監控系統的軟件系統。由于其在系統構造方面的靈活性和運行的穩定性，并且系統內部設定了通用設備、PLC設備、數據采集板卡、網絡設備、用戶定制設備等大量與底層設備連接的驅動程序，同時，MCGS組態軟件在軟件接口方面提供了OPC、ODBC、OLE、DDE、ActiveX等與其他應用程序交互的多種交換方式，使得MCGS組態軟件具有很強的通用性，在自動化領域得到了廣泛的應用。

MCGS是作為系統的人機界面主要完成，系統設備的狀態顯示，故障報警、下達控制命令等工作，是系統的監控中心。

（1）主控畫面

MCGS主控畫面如圖3所示，主要由系統模擬運行狀態監視、設備狀態監視、手自動選擇、連鎖控制、電動三通監控等部分組成。

圖3 系統主控畫面

系統模擬運行狀態監視部分根據實際采集的設備參數，實時的顯示系統的運行狀態，當設備開啟時，相應設備處會有煤流流過，從而使工作人員可以實時的觀察系統的運行狀況；設備狀態監視部分主要包括設備工作模式（遠程/就地）顯示，工作狀態顯示、設備電流等；手自動選擇部分提供一選擇開關，當開關打在自動擋時，各設備運行時進行連鎖控制，只有下游的設備啟動后，上游的設備才能開啟。若某個設備停止，則其上游設備立即停止，當開關打在手動檔時，系統會彈出一個手動控制畫面，工作人員可根據需要隨意的開啟任何一個設備；連鎖控制由線路選擇和啟停控制兩部分組成，根據電動三通的方向有四條輸煤線路，點動啟動按鈕后，系統根據線路選擇狀態，按照逆煤流的方向啟動設備，點動停止按鈕，按照順煤流的方向停止設備；電動三通控制部分是電動三通A和電動三通B的監控部分，主要完成系統電動三通的遠程控制功能。

（2）輔助監視畫面

輔助監視畫面主要由電流歷史曲線、歷史數據報表組成，通過歷史曲線和歷史數據報表的觀察，工作人員可以對設備的最近運行情況有個大致的了解，過流過載情況的出現可使工作人員對給煤量的控制有一個提前的預判。

（3）故障報警處理

故障報警由畫面報警和語音報警兩部分組成，當設備出現短路、過載、皮帶跑偏等故障時，系統進行畫面提示和語音報警操作，并提供報警處理策略。故障報警策略由兩個選擇，一是從故障點延時停機；而是從故障點啟動，從故障點啟動要確定設備故障排除的情況下執行。

（4）一鍵停止處理

系統提供一鍵停止功能，當有意外情況發生時，可瞬時停止所有設備。

5 結語

本文以西門子PLC和MCGS為控制核心，設計了一套火力發電廠輸煤控制系統，系統功能全面，操作簡單，監控畫面生動逼真且貼近現場，為工作人員監控輸煤系統提供了很大的方便，大大降低工作人員的工作量。系統在膠南易通熱電廠進行了具體實施，自投入使用至今，系統運行穩定，完全滿足實際需要，受到了用戶的好評。