火电厂开关量控制实验.docx

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火电厂开关量控制实验

火电厂开关量控制实验指导

东北电力大学自动化工程学院

2011年9月

第三部分实验介绍

实验一三相异步电动机正反转控制

一实验目的：

1、熟悉STEP7软件的基本使用方法，巩固对常规指令的正确理解和使用。

2、根据实验设备，熟练掌握PLC的外围I/O设备接线方法。

3、能根据“系统工艺及控制要求”和“设计要求”进行程序设计和程序调试，养成良好的设计习惯，培养基本的设计能力，学会逐步优化程序算法和积累编程技巧。

二实验预习要求：

1、复习三相电动机双重连锁正反转控制及其相关电路，加深对继电-接触器控制系统各种保护、自锁、互锁等环节的理解

2、熟悉本实验内容中所列出的基本指令功能。

3、学习一般简单控制程序梯形图的设计方法。

三、实验设备：

名称

三相交流电源模块

直流电源模块

PLC主机单元模块

数字量输入模块

交流接触器模块

交流电动机

个人计算机编程电缆

四、实验内容：

电动机的点动＋连动程序+正反转控制

电动机的点动＋连动

1系统控制要求：

1）电动机的点动控制：

按下点动启动按钮，电动机启动运行；松开点动启动按钮，电动机停止运行。

2）电动机的连动控制：

按下连动启动按钮，电动机启动运行；松开连动启动按钮，电动机仍然继续运行；只有当按下停止按钮时，电动机才停止运行。

3）PLC的带载能力有限，不可以直接驱动电动机，而是通过中间继电器KA控制接触器线圈再控制电动机，要求绘制PLC的电气原理图。

2输入/输出信号定义：

输入：

I0.0—点动控制按钮

I0.1—连动控制按钮

I0.2—停车按钮

I0.3—FR过载保护

输出：

Q0.0—电动机运行

3PLC电气原理图绘制：

1）主电路：

从电源到电动机的大电流电路，与继电器电路相同，见图1.2（a）。

2）控制电路：

PLC到接触器线圈电路，取代继电器电路中的控制电路，见图1.2（b）。

4参考程序（梯形图）如图1

5程序分析：

本例主要说明了PLC中辅助继电器M的用途，因为PLC的工作原理与继电器控制系统的工作原理不一样，它没有继电器控制系统中的先断后合的概念，故点动控制与连动控制状态必须分别用M0.0、M0.1保存，M0.0、M0.1均能分别影响到输出点Q0.0的状态。

电动机正反转控制

控制要求：

电动机能正/反转、停车；正/反转可任意切换；有自锁、互锁环节,控制电气原理如图所示：

2输入/输出信号定义：

输入：

I0.0—电机停止按钮

I0.1—电机正转按钮

I0.2—电机反转按钮

输出：

Q0.0—电动正转运行

Q0.1—电动反转运行

同学们预习后编写梯形图来实验室运行（列出的方法不唯一，最好自己编一下）

实验二火电厂储煤程控系统

一实验目的：

1、进一步熟悉STEP7软件的基本使用方法，加强对顺序控制常规指令的正确理解和使用。

2、根据实验设备，熟练掌握PLC的外围I/O设备接线方法。

3、能根据“系统工艺及控制要求”和“设计要求”进行程序设计和程序调试，养成良好的设计习惯，培养基本的设计能力，学会逐步优化程序算法和积累编程技巧。

二实验预习要求：

1、熟悉火电厂输煤程控系统，理解其中“逆煤流启,顺煤流停”，的理念

2、熟悉本实验内容中所列出的基本指令功能。

3、学习一般简单控制程序梯形图的设计方法。

三、实验设备：

名称

三相交流电源模块

直流电源模块

PLC主机单元模块

数字量输入模块

交流接触器模块

交流电动机

个人计算机编程电缆

四、实验内容：

1四级传送带控制系统

火电厂储煤程控系统

与上例不同，火电厂输煤程控系统在实际应用中控制要求不同，具体要求如下，以用三段皮带从卸煤沟往储煤厂进行储煤为例，控制要求如下：

按下启动按钮，首先启动储煤场的三段皮带，三段皮带向储煤方向转动，，启动正常后，在过2秒后，二段皮带启动，二段皮带运行2秒后，启动一段皮带，这样启动的优点是避免前面的皮带启动后，后面的皮带如不能正常启动，会出现堵煤或堆煤现象，停止的顺序与例子中的一致，能防止皮带的滞煤，请同学们以三段皮带储煤为例，其中加入的每条皮带故障，停煤流的前一段皮带连锁

输入/输出信号定义：

输入：

I0.0—储煤按钮

I0.1—停止按钮

I0.2—一段故障

I0.3—二段故障

I0.4—三段故障

输出：

Q0.0—三段皮带启动

Q0.1—二段皮带启动

Q0.2—一段皮带启动

四、实验内容：

1、设计由PLC控制的三节输送带程序，画出控制程序梯形图。

2、输入自编程序，上机调试、运行直至符合动作要求。

实验三火电厂锅炉安全监控系统

一实验目的：

1、进一步熟悉STEP7软件的基本使用方法，加强对顺序控制常规指令的正确理解和使用。

2、根据实验设备，熟练掌握PLC的外围I/O设备接线方法。

3、能根据“系统工艺及控制要求”和“设计要求”进行程序设计和程序调试，养成良好的设计习惯，培养基本的设计能力，学会逐步优化程序算法和积累编程技巧。

二实验预习要求：

1、熟悉火电厂锅炉安全监控系统，理解其中“MFT首出”，的概念

2、熟悉本实验内容中所列出的基本指令功能。

3、学习一般简单控制程序梯形图的设计方法。

三、实验设备：

名称

三相交流电源模块

直流电源模块

PLC主机单元模块

数字量输入模块

个人计算机编程电缆

四、实验内容：

MFT首出

主燃料跳闸（MFT）是锅炉安全系统的主要组成部分，一旦出现危及锅炉安全运行的危险工况时，紧急切断所有燃料供给即MFT，防止锅炉内爆或外爆的发生。

MFT逻辑如图所示。

1）当下列任一条件出现时，经过一定延时，系统将发出MFT信号。

a燃料中断

当磨煤机全停或给煤机全停，并且总油阀关闭或全部分油阀关闭时，燃料中断条件成立。

b炉内灭火

火焰检测器分四层煤火检和两层油火检，当每层火检检测到层火焰丧失（层火焰丧失采用4取3逻辑），且给粉证实信号具备（即任一台磨煤机运行时），炉内无火跳闸条件成立。

c炉膛正压越限（2/3逻辑）

取自压力平衡容器柜的三个“正压高”接点，任意二对闭合时，正压越限条件成立。

d炉膛负压越限（2/3逻辑）

取自压力平衡容器柜的三个“负压低”接点，任意二对闭合时，负压越限条件成立。

e汽包水位高（2/3逻辑）

汽包水位高的三个信号中当有两个以上满足时，汽包水位高跳闸条件成立。

f汽包水位低（2/3逻辑）

汽包水位低三个信号中当有两个以上满足时，汽包水位低跳闸条件成立。

g送风机全停

当现场两台送风机全部停机，送风机全停MFT条件成立。

h引风机全停

当现场两台引风机全部停机，引风机全停MFT条件成立。

i给水泵全停

当三台给水泵全部停止时，给水泵全停跳闸条件满足。

j手动MFT

同时按下操作台上的两个“手动MFT”键后则MFT动作。

2）主燃料跳闸首出原因记忆

在MFT动作发生后，为了便于事故分析，设有首次事故跳闸原因记忆的功能，即将第一个引起MFT的原因记忆下来，不管跳闸时还可能有其它跳闸逻辑动作如何。

在MFT动作以前，诸多的触发条件不可能绝对的同时成立，这样，在一个条件满足以后同时闭锁其它条件，该条件就成为唯一的首出原因而被显示记录下来。

3）MFT动作后的设备连锁

MFT动作后，为了防止锅炉外爆首先要切断所有燃料供给，将跳闸信号送至制粉设备和燃油设备。

对于直吹式锅炉，①跳闸全部磨煤机及其辅助设备，②跳闸全部给煤机，③跳闸两台一次风机，④关闭一次风挡板⑤关闭进油阀和回油阀，⑥关闭所有油枪分油阀。

其次，为了防止锅炉内爆，在MFT发生同时送一个超前信号给引风机控制系统，使炉膛熄火后，补偿由于锅炉温度降低而引起的负压骤增，使炉膛压力不至于太低。

引风机控制系统接到MFT动作的这个超前信号，立即将引风机挡板关小到一定开度，并保持数十秒后再释放到自动控制状态

根据实验室设备的配置情况，实验中我们选取其中的5个逻辑进行实验，即炉膛灭火，炉膛压力高，送风机全停，手动MFT，4个条件进行编程实验，其中炉膛灭火，用一层火焰表示。

输入/输出信号定义：

输入：

I0.0—#1角无火

I0.1—#2角无火

I0.2—#3角无火

I0.3—#4角无火

I0.4—#1炉膛压力高

I0.5—#2炉膛压力高

I0.6—#3炉膛压力高

I0.7—#1送风机停

I1.0—#2送风机停

I1.1—手动MFT1

I1.2—手动MFT2

I1.3—吹扫完成

输出：

Q0.0—炉膛灭火首出

Q0.1—炉膛压力高首出

Q0.2—送风机全停首出

Q0.2—手动MFT首出

参考程序（不唯一，欢迎大家自己编写）

附录