基于PLC的称重给煤机控制系统方案设计书大学本科方案设计书.docx

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基于PLC的称重给煤机控制系统方案设计书大学本科方案设计书

随着火电厂规模和单机容量的扩大，给煤机在整个选煤系统中的作用越来越大，目前300MW及以上的大机组的锅炉一般采用直吹式制粉系统，即一台磨煤机配备若干台给煤机，磨煤机的煤粉直接进入锅炉燃烧器燃烧。

这样锅炉的給煤量就完全由给煤机决定，给煤机的控制性能就显得尤为重要。

给煤机给煤量过多会加大皮带电机负荷，增加皮带磨损程度，增加设备故障发生几率，影响生产效率；给煤机给煤量过少又会降低生产效率，影响效益。

称重式给煤机是一种可均匀、连续、定量地给煤到磨煤机中的设备，并且可以在给煤过程中对煤连续称重,同时根据燃烧系统需求的煤量信号，随时调节给煤量。

因此称重给煤机广泛适用于电力、冶金等各行业的工业锅炉的连续给煤。

可编程控制器PLC因具有高可靠性、易集中控制的优点，使其在工业控制中得到广泛应用。

本设计用S7-200PLC和MCGS监控软件实现称重式给煤机监控系统的设计、调试等。

通过上位机的监控画面，我们便可以对现场的机器运行状况一目了然。

本文重点介绍了可编程控制器在给煤机称重监控系统中的应用。

分析了目前给煤机在电厂中的重要地位，根据给煤机控制系统的现有状况，详细阐述了改造后系统的工作原理及方式、控制系统的组成、PLC应用领域、发展方向以及如何设计梯形图在本文中都一一进行了介绍。

并且经过模拟实验，证明了改造后系统运行达到了经济高效稳定的预定要求。

因此用PLC及上位机监控实现对给煤机的控制是现代化火电厂的需要。

关键词称重式给煤机，可编程序控制器，上位机，监控系统

Abstract

Withthescaleofthepowerplantandsinglecapacityexpansion,toploughinthewholeselectiontheroleofcoalsystemismoreandmorebig,Ofthe300MWandabovetheboilergenerallyUSESthestraightblowingpulverizingsystem,namelyamillisequippedwiththenumberofcoalfeeder,millcoaldirectlyintotheboilercombustionburner.Sothecoalboileriscompletelytothecoaltodecision,sotothecontrolperformancemeasurementcoalareparticularlyimportant.thecoaltogivetoomuchcanincreasetheamountofcoalbeltmotorload,increasebeltworndegree,increaseequipmentfailurerisk,affectstheproductionefficiency。

Togivecoalstokerhadmeasuredandwillreducetheproductionefficiencyless,affectbenefits.Coalisakindofweighcanbeevenly,continuousandquantitativelytocoaltothemillequipment,andcanbeintheprocessofcoaltocoalforweighing,andaccordingtothedemandofthecoalcombustionsystemofsignal,adjustatanytimetocoalquantity.Toplowhassetupconvenient,environmentalprotection,andotherverymuch,widelyusedinelectricpower,metallurgyindustriesoftheindustrialboilercontinuouslytocoal.

PLCprogrammablecontrollerwithhighreliability,easyfortheadvantagesofcentralizedcontrol,sothatintheindustrycontrolhavebeenwidelyused.ThisdesignwithS7-200PLCandMCGSsoftwarerealizationweighingtypemonitoringtoploughthedesignofmonitoringandcontrolsystem,commissioning,etc.Byusingcomputermonitorscreen,thenwecanthemachinerunningsituationofthebeclearataglance.

Thispaperintroducesaprogrammablecontrollerinweighingsystem.Analysisofthecurrentcoalfeederinpowerplantinanimportantposition,accordingtothecoalfeedercontrolsystempresentsituation,elaboratedthetransformationsystem'sprincipleofworkandthestyle,thecompositionofthecontrolsystem,PLCapplicationdevelopmentdirection,andhowtodesigntheladderdiagraminthispaperoneoneareintroduced.Andthroughthesimulationtest,provedafterthetransformationoftheoperatingsystemtoachievetheeconomicefficientstabilityrequirements.

SowithPLCandPCmonitortothecontrolofthecoaltorealizethemodernizationconstructionofcoal-firedpowerplantsisneeded.

KeyWordsWeighingtypecoalfeeder,programmablecontroller,PC,monitoringsystem

附录

1引言

1.1选题意义

在工业生产过程中，都需要对某种物料或多种物料进行连续的、高精度的定量计量，以保证稳定的生产过程或者精确的物料配比，其计量准确与否及计量精度的稳定与否无疑是各领域工艺系统能否正常运行的关键。

给煤机是火电厂燃烧系统的重要辅助设备，是锅炉系统的一个组成部分。

在火力发电厂的制粉系统中它与磨煤机配合实现锅炉燃烧系统中给煤量的连续均匀调节和给煤量的计量。

目前300MW及以上的大机组的锅炉一般采用直吹式制粉系统即一台磨煤机配备若干台给煤机。

磨煤机的煤粉直接进入锅炉燃烧器燃烧，这样锅炉的给煤量就完全由给煤机决定。

因此，给煤机的控制性能就显得尤为重要。

20世纪80年代初华能福州火电厂引进美国STOCK给煤机控制系统，该系统原来就缺少实时追忆功能，目前又存在设备老化、稳定性下降、计量精度差、故障增多等众多问题，给电厂生产带来了一定麻烦。

改造后的控制系统以PLC为核心，称重传感器为检测元件，变频电动机为执行元件，人机界面为监控手段，提高了系统的控制精度和稳定性。

开发了控制系统和人机界面程序，增强了系统的可扩展性，为企业创造了良好的经济效益。

1.2称重式给煤机国内外现状及发展趋势

给煤机是技术含量和集成化很高的装备，新设备的开发中不断将人类在各领域成果融合进来，随着材料科学、制造工艺、信息技术、计算机技术的进步，每一轮产品都有新的技术注入，零部件的更新周期越来越短、新设备换代越来越快，尤其是大型给煤机的开发，无成熟的经验可借鉴，而又不允许设计中出现任何失误，因此必须借助多学科技术的融合，提高设计效率和设计质量，提升企业自主创新能力和市场竞争力，液压件、电气控制、发动机等给煤机配套所需配套产品已成为我国发展给煤机的瓶颈，在这方面大家已有深刻体会，我国给煤机产业要在头十年高速发展的基础上更加注重进步发展质量，给煤机产业的工业结构调整虽已有一定进展，但总体看来工业结构不公道现象仍旧较为严峻。

平稳较快发展的基本前提和长期向好的基本趋势不会改变，给煤机产品市场需求总量仍将保持持续增长，但毋庸讳言，需求增长速度将比前十年趋缓。

称重给煤机用于电力行业及其他行业的工业锅炉连续給煤，煤机卸载上部煤仓的煤，通过出口使煤落在皮带上，连续均匀地把煤送到磨煤机里，并能够根据负荷的指令来调节输送原煤的速度。

目前国内新建电厂大多采用直吹式制粉系统，基于安全与经济角度，对于给煤机的要求是控制系统自动化程度高，维护和运行人员少，机组能够长期稳定运行，而能够实现这些主要还是依赖使用的控制系统可靠行，稳定行和具有的强大控制功能。

随着现代工业设备自动化，越来越多的电厂设备将采用PLC、变频器、人机界面等自动化器件来控制。

在电厂高温，多粉尘的恶劣环境下，将PLC应用在给煤机的控制中，不但可以保证系统正常运行，而且它维护量小，价格便宜，易于编程，且有一定的通讯抗干扰能力。

国外已大量采用称重式给煤机控制系统，针对我国火力发电厂锅炉辅机—给煤机制造的落后情况，我国从上个世纪90年代起相继从西方国家引进了称重式给煤机，沈阳华电电站装备有限公司、沈阳斯道克电力设备有限公司、上海发电设备成套设计研究所等公司以共计千台以上的设计、制造、安装运行业绩为引进及消化吸收国外技术作出了重要贡献。

经过10多年的努力，我国给煤机的选型、制造和运行可靠性都已经达到一个较高的水平。

配套的给煤机产品应用在我国600MW机组上，并已准备安装在国产1000MW机组上，同时也安装在几大锅炉厂制造的220t/h~480t/h循环流化床锅炉的给煤系统。

现国内火电厂运行的称重式给煤机主要是STOK-s200系列给煤机，其它产品与此类同。

这种类型的给煤机的特点：

a.对皮带张力、导向、驱动方面都采取了相应的技术措施。

b.保证给煤机处于最佳的运行状态。

如皮带测速装置--光电编码器安装于皮带驱动装置上，保证测速准确、可靠。

c.断煤信号发生装置安装于皮带上方，用以在给煤机停止时，防止总煤量继续累计；在给煤机标定时，如皮带上有煤时，终止标定工作。

可编程控制器（PLC）是八十年代发展起来的新一代工业控制装置，是自动控制与计算机和通信技术相结合的产物，是一种专门用于工业生产过程控制的现场设备。

由于控制对象的复杂性、使用环境的特殊性和运行的长期连续性，使PLC在设计上有自己明显的特点：

可靠性高、适应性广、具有通信功能、编程方便、结构模块化。

鉴于电厂输煤系统的重要性，现多采用PLC实现给煤机设备的连锁控制以保证其可靠性和特殊性，工业控制计算机则作为上位机与PL