基于PLC程控输煤系统的设计与控制 精品.docx

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基于PLC程控输煤系统的设计与控制精品

本科毕业设计（论文）

题目：

基于PLC程控输煤系统的设计与控制

本科毕业设计（论文）

题目：

基于PLC程控输煤系统的设计与控制

基于PLC程控输煤系统的设计与控制

摘要

火力发电厂燃煤输送系统是保证电厂锅炉安全可靠运行的十分重要的支持系统，主要负责对发电机组燃煤的卸载、储存和上煤。

如何保证设备运行的可靠性、减少操作人员与维护人员劳动强度、提高经济效益，成为一个值得研究的课题。

可编程逻辑控制器（PLC）是近年来发展极为迅速，应用面极广，以微处理器为核心，集微机技术、自动化技术、通信技术于一体的通用工业控制装置。

它具有功能齐全、使用方便、维护容易、通用性强、可靠性高、性能价格比高等优点，已在工业控制的各个领域得到了极为广泛的应用，成为实现工业自动化的一种强有力工具。

本文基于西门子公司的S7-200型PLC，设计了程控输煤系统。

各设备之间均实现了安全联锁保护控制功能：

系统中的输煤电机启停是有着严格的控制顺序。

起动时，为了避免在前段运输皮带上因煤料堆积而造成事故，系统要求逆煤料的流动方向按一定时间间隔顺序起动。

停止时为了不使运输皮带上因残留煤料而造成事故，系统要求顺煤料流动方向按一定时间间隔顺序停止。

PLC控制系统硬件设计布局合理，工作可靠，操作、维护方便，工作良好。

用PLC程控输煤程控系统，不但实现了设备运行的自动化管理和监控，提高了系统的可靠性和安全性，而且改善了工作环境，提高了企业经济效益和工作效率。

因此PLC程控输煤系统具有一定的工程应用和推广价值。

关键词：

锅炉；输煤系统；皮带运输机；可编程逻辑控制器；梯形图；

BasedOnPLC,Program-controlledCoalConveyingSystem

Abstract

Thermalpowerplantcoalconveyingsystemistheguaranteeofsafeandreliableoperationofthepowerplantboilerisveryimportantsupportsystem,ismainlyresponsibleforgeneratingsetsofcoalunloading,storageandcoal.Howtoensurethereliabilityofequipmentoperation,reducetheoperatingandmaintenancepersonnelthelaborstrength,improvetheeconomicbenefit,hasbecomeatopicworthstudying.Programmablelogiccontroller（PLC）isdevelopingveryrapidlyinrecentyears,awideapplication,microprocessorasthecore,integratingmicrocomputertechnology,automationtechnologyandcommunicationtechnologyintheintegrationofgeneralindustrialcontroldevice.Ithascompletefunctions,convenientuse,easymaintenance,strongcommonality,highreliability,highratioofperformancetoprice,hasbeenintheareasofindustrialcontroliswidelyusedandbecomeapowerfultooltorealizeindustrialautomation.

ThisarticleisbasedonSiemensS7-200PLC,program-controlledcoalconveyingsystemisdesigned.Betweenvariousdevicesarerealizedsafetyinterlockprotectioncontrolfunction:

thecoalconveyingsystemmotorstart-stopisfairlystrictcontrolsequence.Whenstarting,inordertoavoidinfronttransportbeltaccidentcausedbytheaccumulationofcoalmaterial,systemrequirementsinversecoalmaterialflowdirectioninacertaintimeintervalstartingsequence.Stopsinordernottomakethetransportbeltaccident,causedbyresidualcoalfeedingsystemrequirementsalongthecoalflowdirectioninacertaintimeintervalsequencestops.PLCcontrolsystemhardwaredesignlayoutisreasonable,reliablework,convenientoperationandmaintenance,goodwork.WithPLCprogram-controlledcoalSPCsystem,notonlyhasrealizedtheautomationoftheequipmentoperationmanagementandmonitoring,toimprovethereliabilityandsecurityofthesystem,andimprovetheworkingenvironment,improvetheenterpriseeconomicbenefitandworkefficiency.SothePLCprogram-controlledcoalconveyingsystemhasacertainvalueforengineeringapplicationandpromotion.

KeyWords:

Boiler；Coalconveyingsystem；Beltconveyor；Programmablelogiccontroller；Ladderdiagram；

中文摘要……………………………………………………………………（）

英文摘要…………………………………………………………………（）

1绪论

1.1课题背景

锅炉是工业生产或生活采暖的供热源，按其供热的方式分为蒸汽和热水两种。

前者主要用于发电、工业生产及间接供热；后者主要用于生活供暖和生活热水，多用于集中供暖地区及宾馆、饭店。

从80年代石横工程全套引进第一台300MW机组至今，锅炉厂房控制系统、控制思路发生了很大的变化，其设计己基本成熟。

由原来的继电器实现控制功能转化为用可编程逻辑控制器PLC实现控制功能。

随着电力系统市场的开放，减人增效越来越得到工厂包括政府的重视，如何优化工业设备的控制已成为每个工程所必须面临的问题。

大型锅炉输煤控制系统的主要任务就是卸煤、运煤和上煤，以达到按时保质保量为机组（原煤仓）提供燃煤的目的。

整个输煤控制系统是锅炉安全可靠运行十分重要的支持系统，它是保证机组稳发满发的重要条件。

基于输煤控制系统在整个锅炉控制中的重要性，且煤场面积大、工作环境恶劣、人工作业通讯难以畅通，利用现代成熟PLC技术和现代总线网络通讯实现其控制功能。

可编程逻辑控制器（PLC）是八十年代发展起来的一种新一代工业控制装置，是自动控制、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。

在现代控制系统中，PLC已经成为一种重要的基本控制单元，在工业控制领域中应用前景极其广泛。

现代程控输煤系统要求在远离输煤皮带的主厂房控制室里，对输煤线的众多设备进行控制，并实时监测设备的运行状态等情况。

输煤系统设备多，工作环境恶劣。

为保证系统运行的安全性和可靠性，选用高可靠性的继电器、接触器等组件，通过优化设计，大大减少了接点数，从而减少了故障点，使设备的可靠性、安全性和可扩展性都大大提高，实现了系统安全可靠的运行。

本系统有远程自动控制、现场手动控制两种控制方式。

在现场设备状态正常的情况下，远程自动控制为系统的最佳控制方式，在此方式下，设备的空载运行时间最短，操作员的操作步骤最少。

现场手动控制方式是对要启动的流程中设备按逆煤流方向一对一的启动，按顺煤流方向一对一停车。

在故障停机情况下，各设备均立即联跳，故障解除后，可将停掉的设备以远程自动控制再次启动。

紧急情况下，可操作上位机（触摸屏）的急停按钮，它将使现场所有运行中的受控设备立即停机。

1.2设计任务

本设计要求完成一个关于热电厂锅炉程控输煤系统的设计工作。

要求首先熟悉可编程逻辑控制器plc的工作原理，输煤系统的工艺流程图以及相关工业设备的功能。

设计完成锅炉程控输煤系统的硬件电路部分，收集相关的技术资料，选择可编程逻辑控制器plc，上位机（触摸屏）以及相应传感器的型号。

完成可编程逻辑控制器plc梯形图的编写，以此实现程控输煤系统的自动控制。

完成上位机（触摸屏）的功能编写，实现和可编程逻辑控制器plc的有机组合，实现程控输煤系统的远程控制。

在虚拟机上将程序正常运行之后，购买相关硬件设备，组装出一个小型模型，在原理上模拟出真实程控输煤系统。

1.3本文主要研究内容

本文主要研究内容是硬件电路的设计及相关的软件开发，研究方案是利用可编程逻辑控制器plc和基本的电路元件进行组合，以实现程控输煤系统的自动控制。

本设计针对某热电厂程控输煤系统的实际情况和工艺流程的要求，对系统的硬件、软件配置进行研究和选择，最终形成一个先进的控制方案。

本设计主要是由上位机（触摸屏）管理、PLC控制、传感器测量及保护装置组成。

实现输煤系统的远程自动、现场手动操作与运行。

并实现上位机监控软件的设计。

1.4本文研究的目的及意义

目前在我国，能源主要靠以煤为燃料的火力发电厂提供。

由于煤产地与电厂间所处的地理位置不同，需要通过汽车、火车或者轮船把煤运到火力发电厂的储煤场，然后通过输煤系统运送到锅炉原煤仓。

大型锅炉输煤控制系统的主要任务就是卸煤、运煤和上煤，以达到按时保质保量为机组（原煤仓）提供燃煤的目的。

在传统的热电厂输煤控制系统是一种基于继电器，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给煤机向锅炉前的储煤仓输煤，经常有皮带堵塞等故障。

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