基于PLC的熱電廠輸煤控制系統(tǒng)畢業(yè)設(shè)計.doc

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杭 州 職 業(yè) 技 術(shù) 學 院 繼 續(xù) 教 育 學 院 畢業(yè)設(shè)計（論文） （ 10 屆） 基于PLC的熱電廠輸煤系統(tǒng)控制 系 別 電氣10 專 業(yè) 電氣自動化 班 級 電氣10 姓 名 陳 滔 指導教師 盧 望 2012年 03 月 20 日 基于PLC的熱電廠輸煤系統(tǒng)控制 學生姓名： 陳滔 學號：093821014 專業(yè) 電氣自動化 論文設(shè)計簡介： 由于熱電廠輸煤系統(tǒng)運行條件惡劣，各類干擾信號較多，使得抗干擾問題成為輸煤程控實際運行及調(diào)試中的一大難題，直接關(guān)系到整個輸煤系統(tǒng)的安全運行。熱電廠的輸煤程控系統(tǒng)改造為背景，詳細分析和設(shè)計了一套PLC控制主要是輸煤系統(tǒng)的自動控制和手動控制部分，皮帶機和各設(shè)備的聯(lián)機控制由聯(lián)機控制面板操作，提高系統(tǒng)可靠性的方法，提出了一些具體措施，從硬件和軟件兩個方面著手，研究了信號抗干擾方法和實施手段，并在熱電廠程控改造工程中予以應(yīng)用，工程實踐表明：該系統(tǒng)運行可靠，抗干擾能力強，自動化程度高，為實現(xiàn)設(shè)備的狀態(tài)檢修奠定了必要的物質(zhì)基礎(chǔ)。 　 設(shè)計的內(nèi)容： 1 PLC控制能夠?qū)崿F(xiàn)安全高效的工作; 2 滿足輸煤系統(tǒng)的各項技術(shù)要求； 3 具體內(nèi)容包括改造輸煤系統(tǒng)的流程，控制系統(tǒng)軟件構(gòu)成，PLC程序編寫等。 設(shè)計希望解決的問題： 此項設(shè)計為了研究用PLC來設(shè)計整個輸煤系統(tǒng)能有效的減少對人體的傷害及加強工作效率。 設(shè)計的內(nèi)容 熱電廠輸煤系統(tǒng)分卸煤與上煤兩大部分，料斗和1#-3#皮帶負責把煤由鐵路配煤場輸送到發(fā)電房。煤在配煤場經(jīng)碾碎去渣和鐵硝后，由給煤機給煤經(jīng)4A#-7A#到0#或4B#-7B#到0#送進鍋爐，共12條皮帶。 在我的此次設(shè)計中，綜合考慮設(shè)計的實用性和其性價比，我采用了一臺PLC控制整個系統(tǒng)，有卸煤部分和上煤部分兩個獨立的部分；PLC與PC機不通信。PLC控制主要是輸煤系統(tǒng)的自動控制和手動控制部分，皮帶機和各設(shè)備的聯(lián)機控制由聯(lián)機控制面板操作。 研究的方法和技術(shù)路線 1. 查閱資料，選定設(shè)計方案 2. 確定設(shè)計方案 3. PLC的選擇 4. 比較得出結(jié)論 5. 撰寫設(shè)計論文 目 錄 摘要……………………………………………………………………..……Ⅰ Abstrac………………………………………………………………….……Ⅱ 第1章 緒論………………………………………………………………..1 1.1基于PLC的輸煤控制系統(tǒng)的意義………………………………….1 第2章 可編程序控制器的概況………………………………………..…..2 2.1 PLC的概念及發(fā)展………………………………………………..…2 2.1.1可編程序控制的歷史…………………………………………....2 2.2 可編程序控制器的硬件及工作原理………………………………3 2.2.1 可編程序控制器的基本結(jié)構(gòu)…………………………………...3 2.2.2 可編程序控制器的物理結(jié)構(gòu)……………………….…………4 第3章 系統(tǒng)的硬件設(shè)計………………………………………………….…5 3.1 PLC機型的選擇……………………………………………………5 3.1.1 系統(tǒng)機型的選擇………………………………………………...5 3.2 電動機的機型……………………………………………………6 3.3 電機主電路的設(shè)計………………………………………………....8 第4章 系統(tǒng)的軟件設(shè)計…………………………………………………….9 4.1系統(tǒng)軟件控制……………………………………………………...…9 4.2卸煤部分的控制……………………………………………………..11 4.3上煤部分的控制……………………………………………………..19 第5章 控制面板的設(shè)計………………………………………………...….34 結(jié)束語…………………………………………………………………….….36 參考文獻……………………………………………………………………..37 致謝…………………………………………………………………………..38 附錄…………………………………………………………………………..39 熱電廠輸煤傳送帶控制系統(tǒng) 摘要：傳統(tǒng)的熱電廠輸煤系統(tǒng)是一種基于繼電接觸器和人工手動方式的半自動化系統(tǒng)。由于輸煤系統(tǒng)現(xiàn)場環(huán)境十分惡劣，不僅極大損害了工人的身體健康，而且由于輸煤系統(tǒng)范圍大，經(jīng)常有皮帶跑偏、皮帶撕裂及落煤管堵塞等等麻煩，大大降低了發(fā)電廠的生產(chǎn)效率。隨著發(fā)電廠規(guī)模的擴大，對煤量的需求大大提高，傳統(tǒng)的輸煤系統(tǒng)己無法滿足發(fā)電廠的需要。 本文在充分考慮輸煤系統(tǒng)的作用和運行可靠性基礎(chǔ)上，設(shè)計了一條兩路多段互為備用的輸煤系統(tǒng)，從結(jié)構(gòu)上保證了輸煤系統(tǒng)的運行可靠性。根據(jù)輸煤系統(tǒng)范圍大、運行方式多，提出了基于三菱公司PLC的輸煤控制系統(tǒng)實現(xiàn)方案，該方案不僅降低了開發(fā)的工作量，而且降低了維護的工作量，同時也以后的升級提供了條件。 關(guān)鍵詞：輸煤控制系統(tǒng) 可編程序控制器 PLC The heat and power plant loses theControl system of a belt of coal Summary Abstract:The traditional coal transfer system of power plant is a half-automation system based on relay connect and manual work. As the environment of the coal transfer system is so execrable, it not only does harms to the workers health but also has problems like belt slide,belt avulsion,and jam of the coal-falling pipe and soon for its large scope. This sharply decreases the productive eficiency of the power plant. Along with the development in scale,the coal requirement of power plants increases greatly. And the traditional coal transfer system cant meet the needs of these power plants any more.This paper proposed a coalt ransfers ystem after careful consideration on the function and run reliability. It involves two subways, which consist of multiple segments and backup for each other. This can ensure the systems reliability on configuration. Considering the large scope and multi work mode, this paper put forward an implemental scheme of coal transfer control system based on MITSUBISHIs PLC .The scheme reduces the workload of the exploitation and the maintenance. It makes future promotion feasible. Keywords:coal transfer system, programmable logic controlller ,PLC 第1章 緒論 皮帶傳輸系統(tǒng)因其結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，造價低廉被廣泛應(yīng)用于工業(yè)、商業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥、軍事等方面，在采礦運輸、冶金送料、車站及碼頭的貨物運輸更是廣泛使用，同樣，發(fā)電廠的輸煤系統(tǒng)也采用皮帶傳輸。 熱電廠輸煤系統(tǒng)是熱工廠中較為龐大的一個公用系統(tǒng)，其任務(wù)是卸煤、配煤、上煤以達到按時、保質(zhì)、保量的為機組提供燃煤的目的。 1.1 基于PLC的輸煤控制系統(tǒng)的意義 傳統(tǒng)的熱電廠輸煤控制系統(tǒng)是一種基于繼電接觸器和人工手動方式的半自動化系統(tǒng)，現(xiàn)場環(huán)境十分惡劣，工人們通過開動承前起后的皮帶運輸機及取煤機向鍋爐前的儲煤倉輸煤，經(jīng)常有皮帶跑偏、皮帶撕裂及落煤管堵塞等等故障。但對熱電廠而言，蒸汽工序的爐膛是不容許斷煤的。輸煤系統(tǒng)工作時盡量將煤裝滿儲煤倉，不僅可以保證輸煤系統(tǒng)故障時，工人們有足夠的時間排除故障，也可以保證輸煤設(shè)備有充分的時間檢修。隨著發(fā)電廠規(guī)模的迅速擴大，輸煤系統(tǒng)的作用日益突出，而傳統(tǒng)的輸煤系統(tǒng)已無法滿足熱電廠的需要，因此需要對傳統(tǒng)的發(fā)電廠輸煤系統(tǒng)進行改造。 傳統(tǒng)輸煤系統(tǒng)具有以下特點： （1）任務(wù)重 為了保證工業(yè)用煤，輸煤系統(tǒng)必須始終處于完好的狀態(tài)。日累計運行時間達8-10h以上。 （2） 運行環(huán)境差、勞動強度大 由于各種因素造成輸煤系統(tǒng)的運行環(huán)境惡劣、臟污，需要占用大量的輔助勞動力。 （3）一次起動設(shè)各多，安全聯(lián)鎖要求高 同時起動的設(shè)備高達20-30臺以上，在起動或停機過程中有嚴格的聯(lián)鎖要求。 第2章 可編程序控制器的概況 2.1 PLC的概念及發(fā)展 現(xiàn)代社會要求制造業(yè)對市場需求作出迅速的反應(yīng)，生產(chǎn)出小批量、多品種、多規(guī)格、低成本和高質(zhì)量的產(chǎn)品，為了滿足這一要求，生產(chǎn)設(shè)備和自動生產(chǎn)線的控制系統(tǒng)必須具有極高的可靠性和靈活性，可編程序控制器正是順應(yīng)這一要求出現(xiàn)的，它是以微處理器為基礎(chǔ)的新型工業(yè)控制裝置，已經(jīng)成為當代工業(yè)自動化的主要支柱之一。 可編程序控制器（Programmable Controller）本來應(yīng)簡稱PC，為了與個人計算機（Personal Computer）的簡稱PC相區(qū)別，現(xiàn)在一般將可編程序控制器簡稱為PLC（Programmable Logic Controller）。 2.1.1 可編程序控制器的歷史 可編程序控制器的產(chǎn)生和發(fā)展與繼電器控制系統(tǒng)又很大的關(guān)系。繼電器已有上百年的歷史，它是一種用弱電信號控制強電信號的電磁開關(guān)。在復雜的繼電器控制系統(tǒng)中，故障的查找和排除是非常困難的，可能會花費大量時間，嚴重地影響生產(chǎn)。 1968年，美國最大的汽車制造廠家——通用汽車公司（GM）提出了研制可編程序控制器的基本設(shè)想，即： （1）編程簡單，可在現(xiàn)場修改程序； （2）維護方便，采用插件式結(jié)構(gòu)； （3）可靠性高于繼電器控制柜； （4）體積小于繼電器控制柜； （5）成本可與繼電器控制柜競爭； （6）可將數(shù)據(jù)直接送入計算機； （7）可直接使用115V交流輸入電壓； （8）輸出采用115V交流電壓，能直接驅(qū)動電磁閥、交流接觸器等負載； （9）通用性強，擴展方便； （10）能存儲程序，存儲器容量可擴展到4KB。 1969年，美國數(shù)字設(shè)備公司（DEC）研制出了世界上第一臺可編程序控制器。 70年代初期出現(xiàn)了微處理器，它的體積小、功能強、價格便宜，很快被用于可編程序控制器，使它的功能增強、工作速度加快、體積減小、可靠性提高、成本下降?？删幊绦蚩刂破鞑粌H能實現(xiàn)對開關(guān)量的邏輯控制，還具有數(shù)學運算、數(shù)據(jù)處理、運動控制、模擬量PID控制、通信聯(lián)網(wǎng)等功能。在發(fā)達的工業(yè)化國家，可編程序控制器已經(jīng)廣泛地應(yīng)用在所有的工業(yè)部門，其應(yīng)用已擴展到樓宇自動化、家庭自動化、商業(yè)、公用事業(yè)、測試設(shè)備和農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域。 2.2 可編程序控制器的硬件及工作原理 2.2.1 可編程序控制器的基本結(jié)構(gòu) 可編程序控制器主要由CPU模塊、輸入模塊、輸出模塊和編程器組成（見圖2.1）。 CPU 模塊 輸 出 模塊 輸入模塊 編程器 ~ 可編程序控制器 接觸器 電磁閥 指示燈 電 源 按 鈕 選擇開關(guān) 限位開關(guān) 電 源 圖2.1 PLC控制系統(tǒng)示意圖 （1）CPU模塊 CPU模塊主要由微處理器（CPU芯片）和存儲器組成。在可編程序控制系統(tǒng)中，CPU模塊相當于人的大腦和心臟，它不斷地采集輸入信號，執(zhí)行用戶程序，刷新系統(tǒng)的輸出；存儲器用來儲存和數(shù)據(jù)。 （2）I/O模塊 輸入（Input）模塊和輸出（Output）模塊簡稱為I/O模塊，它們是系統(tǒng)的眼、耳、手、腳，是聯(lián)系外部現(xiàn)場和CPU模塊的橋梁。輸入模塊用來接收和采集輸入信號，輸入信號有兩類：一類是從按鈕、選擇開關(guān)、數(shù)字撥碼開關(guān)、限位開關(guān)、接近開關(guān)、壓力繼電器等來的開關(guān)量輸入信號；另一類是由電位器、熱電偶、測速發(fā)電機、各種變送器提供的連續(xù)變化的模擬量輸入信號。 （3）編程器 編程器除了用來輸入和編輯用戶程序外，還可以用來監(jiān)視可編程序控制器運行時各種編程元件的工作狀態(tài)。 （4）電源 可編程序控制器使用220V交流電源或24V直流電源?？删幊绦蚩刂破鲀?nèi)部的直流穩(wěn)壓電源為各模塊內(nèi)的電路供電。某些可編程序控制器可以為輸入電路和外部電子檢測裝置（如接近開關(guān)）提供24V直流電源，驅(qū)動現(xiàn)場執(zhí)行機構(gòu)的直流電源一般由用戶提供。 2.2.2 可編程序控制器的物理結(jié)構(gòu) 根據(jù)硬件結(jié)構(gòu)的不同，可以將可編程序控制器分為整體式、模塊式和疊裝式。 （1）整體式可編程序控制器 整體式又叫單元式或箱體式，CPU模塊、I/O模塊和電源裝在一個箱狀機殼內(nèi)，機構(gòu)非常緊湊。它的體積小、價格低，小型可編程序控制器一般采用整體式機構(gòu)。 （2）模塊式可編程序控制器 大、中型可編程序控制器和部分小型可編程序控制器采用模塊式機構(gòu)。模塊式可編程序控制器用搭積木的方式組成系統(tǒng)，它由框架和模塊組成。模塊插在模塊插座上，后者在框架中的總線連接板上?？删幊绦蚩刂破鲝S家備有不同槽數(shù)的框架供用戶選用，如果一個框架容納不下所選用的模塊，可以增設(shè)一個或數(shù)個擴展框架，各框架之間用I/O擴展電纜相連。有的可編程序控制器沒有框架，各種模塊安裝在基板上。 （3）疊裝式可編程序控制器 三菱公司的FX系列可編程序控制器吸取了整體式和模塊式可編程序控制器的優(yōu)點，它的基本單元、擴展單元和擴展模塊的高度和深度相同，但是寬度不同。它們不用基板，僅用扁平電纜連接，緊密拼裝后組成一個整齊的長方體，輸入、輸出點數(shù)的配置也相當靈活，有人將這種結(jié)構(gòu)稱為疊裝式。 第3章 系統(tǒng)的硬件設(shè)計 PLC控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計是指硬件選型。近十幾年來，國內(nèi)外眾多生產(chǎn)廠家提供了多種系列、功能各異的PLC產(chǎn)品，已有幾十個系列、幾百種型號。PLC品種繁多，其結(jié)構(gòu)形式、性能、I/O點數(shù)、用戶程序存儲器容量、運算速度、指令系統(tǒng)、編程方法和價格等各有不同，使用場合也各有側(cè)重。因此，合理選擇PLC，對提高PLC控制系統(tǒng)的技術(shù)、經(jīng)濟指標起著重要作用。 3.1 PLC機型選擇 3.1.1 系統(tǒng)機型的選擇 在考慮上述因素后，還要根據(jù)工程應(yīng)用實際考慮其它一些因素，包括： 性能價格比，毫無疑問，高性能的機型必然需要較高的價格，在考慮滿足需要的性能后，還要根據(jù)工作的投資狀況來確定機型；備品備件的統(tǒng)一考慮，無論什么樣的設(shè)備，投入生產(chǎn)以后都要具有一定數(shù)量的備品備件，在系統(tǒng)軟件設(shè)計時，對于一個工廠來說應(yīng)盡量與原有設(shè)備統(tǒng)一機型們這樣就可減少備品備件的種類和資金積壓，同時還有考慮備品備件的來源，所選機型要有可靠的訂貨來源；計數(shù)支持，選定機型時還要考慮有可靠的計數(shù)支持，這些支持包括必要的技術(shù)培訓，設(shè)計指導，系統(tǒng)維修等內(nèi)容。 以此為依據(jù)，我選用三菱公司的FX2N系列可編程序控制器。FX2N是FX系列中功能最強、速度最高的微型可編程序控制器，完全符合此設(shè)計的要求。 整個熱電廠輸煤控制系統(tǒng)由一臺PLC控制，共有0#～7#等12條輸送帶，由一個控制室控制，將這一臺PLC放在此控制室，對其說明如下： （1）控制要求 整個控制系統(tǒng)可以分為卸煤和上煤兩個部分，而這兩部分都包括自動和手動控制。1#、2#、3#輸送帶主要完成卸煤部分的工作，此部分具有自動控制和手動控制方式供選擇，并且具有緊急停止和故障報警的功能。當運行方式確定為自動控制后，按下起動按鈕，電鈴向各崗位發(fā)出預告信號，電鈴響60S后自動停止，然后起動3#輸送帶，再按逆煤流方向逐一起動每臺聯(lián)鎖電機，最后一臺電機起動完后，各臺設(shè)備正常運行。正常停機按下停止按鈕，料斗停止下煤，經(jīng)一定延時后，各輸送帶按順煤流方向依次延時停機。如果遇其設(shè)備故障，該設(shè)備及其前面的設(shè)備立即停機，而該輸送帶以后的皮帶待料運完后停機。0#、4#、5#、6#、7#輸送帶主要完成上煤部分的工作，其與卸煤部分的要求一致，只是有AD、BD兩種方式選擇來運行。 （2）控制對象 卸煤部分： 上煤部分： ① 料斗電磁閥1個 ① 犁煤機2臺 拉繩開關(guān)1個 拉繩開關(guān)2個 ② 1#輸送帶 ② 4#A和4#B輸送帶 皮帶傳動電動機1臺 皮帶傳動電動機1臺 拉繩開關(guān)1個 拉繩開關(guān)2個 ③ 2#輸送帶 ③ 5#A和5#B輸送帶 皮帶傳動電動機1臺 皮帶傳動電動機2臺 拉繩開關(guān)1個 拉繩開關(guān)2個 ④ 3#輸送帶 ④ 6#A和6#B輸送帶 皮帶傳動電動機1臺 皮帶傳動機2臺 拉繩開關(guān)1個 拉繩開關(guān) ⑤ 7#A和7#B輸送帶 皮帶傳動機電動機2臺 拉繩開關(guān) ⑥ 0#輸送帶 皮帶傳動機1臺 拉繩開關(guān)1個 輸入、輸出點數(shù)分配如下： （1）輸入點：卸煤、上煤時自動/手動切換需要2個輸入點；卸煤、上煤時的聯(lián)鎖啟動、停止、緊急停止需要6個輸入點；控制料斗、1#～3#皮帶機需要4個輸入點； AD、BD的工作方式的選擇需要1個輸入點；犁煤機（2臺）、4#A~7#A（4#B~7#B）和0#皮帶機需要11個輸入點 ，共需要24個輸入點。 （2）輸出點：卸煤、上煤時的聯(lián)鎖啟動預告電鈴和故障報警電鈴需要4個輸出點；控制料斗電磁閥和1#～3#皮帶機需要4個輸出點；犁煤機（2臺）、4#A～7#A（4#B~7#B）和0#皮帶機需要11個輸出點，共需要19個輸出點。 綜上所述，共需要24個輸入點，19個輸出點，并考慮一定的裕量，我選擇的PLC型號為FX2N-64MR的PLC。 3.2 電動機的選型 電機根據(jù)系統(tǒng)的要求選擇Y系列三相異步電動機。電動機的定子饒阻為△接法，采用B級絕緣，采用全壓啟動。電動機的額定電壓為380V，額定頻率為50HZ，額定功率分別為： M1：卸煤部分1#輸送帶電動機 Y200L1-2（30KW） M2：卸煤部分2#輸送帶電動機 Y160M1-2（11KW） M3：卸煤部分3#輸送帶電動機 Y200L1-2（30KW） M4：上煤部分4#A輸送帶電動機 Y132S1-2（5.5KW） M5：上煤部分5#A輸送帶電動機 Y200L2-2（37KW） M6：上煤部分6#A輸送帶電動機 Y225M-2（45KW） M7：上煤部分7#A輸送帶電動機 Y160M2-2（15KW） M8：上煤部分4#B輸送帶電動機 Y132S1-2（5.5KW） M9：上煤部分5#B輸送帶電動機 Y200L2-2（37KW） M10：上煤部分6#B輸送帶電動機 Y225M-2（45KW） M11：上煤部分7#B輸送帶電動機 Y160M2-2（15KW） M12：上煤部分0#輸送帶電動機 Y160M1-2（11KW） M13：上煤部分犁煤機電動機（AD） Y132S2-2（7.5KW） M14：上煤部分犁煤機電動機 （BD） Y132S2-2（7.5KW） 其電機型號的選擇如表3.1所示。 表3.1 電機型號參數(shù)表 電 機 型 號 額定功 率（KW） 額定電 流（A） 同步轉(zhuǎn)速 （r/min） 效率 （%） 功率 因數(shù) 堵轉(zhuǎn) 電流 堵轉(zhuǎn) 轉(zhuǎn)矩 電機 臺數(shù) Y132S1-2 5.5 11.1 2900 85.5 0.88 7.0 2.0 2 Y132S2-2 7.5 15 2900 86.2 0.88 7.0 2.0 1 Y160M1-2 11 21.8 2930 87.2 0.88 7.0 2.0 2 Y160M2-2 15 29.4 2930 88.2 0.88 7.0 2.0 2 Y200L1-2 30 56.9 2950 90.0 0.89 7.0 2.0 2 Y200L2-2 37 69.8 2950 90.5 0.89 7.0 2.0 2 Y225M-2 45 84 2970 91.5 0.89 7.0 2.0 2 選用原件如下表3.2所示 表3.2 元件列表 序號 元件名稱 元件代號 型號 數(shù)量 1 刀開關(guān) QS HR1-60 13 2 按鈕開關(guān) SB LA19-11B/D 6 3 轉(zhuǎn)換開關(guān) SA SZLW5-16 3 4 拉繩開關(guān) SL RN5-Ⅱ 14 5 熱繼電器 FR JR16-20 12 6 熔斷器 FU NGT00 36 3.3 電機主電路圖的設(shè)計 由于所有的皮帶電機和給煤機的工作方式和工作環(huán)境是一樣的，只是功率有所不同，所以衙門的主電路的接線方式是類似的，其主電路的接線圖如圖3.1所示。 圖3.1 電機接線圖 第4章 系統(tǒng)的軟件設(shè)計 熱電廠輸煤控制系統(tǒng)主要是通過皮帶運機完成卸煤及上煤任務(wù)，本設(shè)計采用以PLC為核心控制12臺皮帶運輸機，其中1#～3#皮帶機完成卸煤任務(wù)；4#～7#（有AD、BD兩條輸送線供選擇）皮帶機完成上煤任務(wù)。12臺皮帶運輸機、犁煤機分別用14臺電動機（M1～M14）帶動。 4.1 系統(tǒng)軟件控制 系統(tǒng)軟件設(shè)計分為兩部分：卸煤部分和上煤部分。卸煤部分和上煤部分都有公共程序部分以及自動、手動控制部分，在這兩部分控制中主要包括起動、停止、緊急停止和故障停止四個部分。 系統(tǒng)的自動控制控制如下： （1）起動。起動時，為了避免在前段運輸皮帶上造成煤料堆積而造成事故，系統(tǒng)要求逆煤料的流動方向按一定時間間隔順序起動，即先起動該段的最后一臺皮帶機或設(shè)備，經(jīng)過5S延時后，再依次延時起動該段的其它皮帶機和設(shè)備。起動時，先預警各設(shè)備，經(jīng)60S的延時后才起動各設(shè)備。 卸煤部分：先起動3#皮帶機，經(jīng)5S延時，起動2#皮帶機，經(jīng)過5S延時，起動1#皮帶機，再經(jīng)過5S延時，起動料斗，完成卸煤部分的起動過程。 上煤部分：先起動0#皮帶機，同時要選擇上煤的路線，經(jīng)5S延時，起動7#皮帶機，經(jīng)過5S延時，起動6#皮帶機，經(jīng)過5S延時，起動5#皮帶機，經(jīng)過5S延時，起動4#皮帶機，再經(jīng)過5S延時，犁煤機起動，完成上煤部分的起動過程。 （2）停止。停止時為了使運輸皮帶上不殘留煤料而造成事故，系統(tǒng)要求順煤料流動方向按一定時間間隔順序停止，即先停止最前一臺皮帶機或設(shè)備，待30S延時后，在依次停止其它皮帶機或設(shè)備。 卸煤部分：先停止料斗，經(jīng)過30S延時后，1#皮帶機停止，經(jīng)30S延時后，2#皮帶機停止，再經(jīng)30S延時，3#皮帶機停止，完成卸煤部分的停止過程。 上煤部分：先停止犁煤機，經(jīng)過30S延時后，4#A（或4#B）皮帶機停止，經(jīng)過30S延時后，5#A（或5#B）皮帶機停止，經(jīng)過30S延時后，6#A（或6#B）皮帶機停止，經(jīng)過30S延時后，7#A（或7#B）皮帶機停止，再經(jīng)過30S延時后，0#皮帶機停止，完成上煤部分的停止過程。 （3）緊急停止。當整個系統(tǒng)遇有緊急情況或故障時，系統(tǒng)將無條件的把全部皮帶機停止。 （4）故障停止。當某臺皮帶機或設(shè)備發(fā)生故障時，該皮帶機及其前面的皮帶機立即停止，而該皮帶機以后的皮帶機待煤料運完后才停止，如卸煤部分1#皮帶機遇有故障時，1#皮帶機和料斗立即停止，經(jīng)30S延時，2#皮帶機停止，再經(jīng)過30S延時，3#皮帶機停止。 手動控制過程跟自動控制過程的順序是一樣的，只是每個步驟都是手動操作的，而不是通過PLC來自動控制的。 在設(shè)計中，首先將根據(jù)輸入輸出將PLC的輸入輸出點確定，分配所對應(yīng)的觸點，其I/O分配如表4.1所示： 表4.1 系統(tǒng)I/O點分配清單 輸入設(shè)備 輸入點分配 輸出設(shè)備 輸出點分配 卸煤自動/手動切換按鈕 卸煤啟動按鈕 卸煤停止按鈕 卸煤急停按鈕 料斗電磁閥 1#皮帶傳動電機 2#皮帶傳動電機 3#皮帶傳動電機 上煤自動手動/切換按鈕 上煤啟動按鈕 上煤停止按鈕 上煤急停按鈕 AD/BD運行選擇按鈕 犁煤機電機（AD） 犁煤機電機（BD） 4#A皮帶傳動電機 5#A皮帶傳動電機 6#A皮帶傳動電機 7#A皮帶傳動電機 4#B皮帶傳動電機 5#B皮帶傳動電機 6#B皮帶傳動電機 7#B皮帶傳動電機 0#皮帶傳動電機 X0 X1 X2 X3 X4 X5 X6 X7 X10 X11 X12 X13 X14 X15 X16 X17 X20 X21 X22 X23 X24 X25 X26 X27 卸煤啟動預告電鈴 上煤啟動預告電鈴 卸煤故障電鈴 上煤故障電鈴 料斗電磁閥 1#皮帶傳動電機 2#皮帶傳動電機 3#皮帶傳動電機 犁煤機電機（AD） 犁煤機電機（BD） 4#A皮帶傳動電機 5#A皮帶傳動電機 6#A皮帶傳動電機 7#A皮帶傳動電機 4#B皮帶傳動電機 5#B皮帶傳動電機 6#B皮帶傳動電機 7#B皮帶傳動電機 0#皮帶傳動電機 Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7 Y10 Y11 Y12 Y13 Y14 Y15 Y16 Y17 Y20 Y21 Y22 整個熱電廠輸煤控制系統(tǒng)由一臺PLC控制，而在實際的運行過程中，整個輸煤系統(tǒng)的卸煤部分和上煤部分是兩個不同的工作過程，其工作的過程互不受干擾和影響。此輸煤系統(tǒng)的卸煤部分和上煤部分分別有單機和聯(lián)機控制、手動和自動控制的方式供選擇。軟件部分的設(shè)計主要是公共程序、自動控制程序和手動控制程序三部分，X0是自動/手動切換開關(guān)，當它為ON時將跳過自動程序，執(zhí)行手動程序，為OFF時將跳過手動程序，執(zhí)行自動程序，公共程序用于自動程序和手動程序相互切換處理。開始執(zhí)行自動程序時，要求系統(tǒng)處于與自動的順序功能圖中初始步對應(yīng)的初始狀態(tài)。如果開機時系統(tǒng)沒有處于初始狀態(tài)，則應(yīng)進入手動工作方式，用手動操作使系統(tǒng)進入初始狀態(tài)后再切換到自動工作方式，也可以設(shè)置使系統(tǒng)自動進入初始狀態(tài)的工作方式。其系統(tǒng)程序的自動/手動切換示意如圖4.1所示。 公共程序 CJ P0 自動程序 CJ P1 手動程序 FEND P1 X0 X0 P0 圖4.1 自動/手動程序切換示意圖 4.2 卸煤部分的控制 （1）卸煤部分的公共程序控制： 卸煤部分的公共程序中，初始化脈沖M8002將輔助繼電器M0初始化，利用M0使卸煤部分狀態(tài)初始化。X2和X3是控制卸煤的停止和緊急停止。 卸煤公共部分梯形圖 SET M0 SET M1 SET S24 SET M1 SET M2 SET M8034 X2 X3 M8002 （2）卸煤部分的自動控制： 起動：按下自動/手動切換按鈕S0，卸煤進入自動控制部分，按下起動按鈕SB0，X1接通，Y0接通發(fā)出預告電鈴信號，同時定時器T0接通定時60S后，T0的常閉觸點斷開，電鈴聲停止，同時T0的常開觸點閉合，S20被置位，系統(tǒng)按逆煤流方向起動3#皮帶機即Y7接通， 3#皮帶機起動運行，同時T1開始定時， 5S后T1的常開觸點閉合，S21被置位，Y6接通， 2#皮帶機起動運行，T2定時5S后，S22被置位，Y5接通， 1#皮帶機運行，T3定時5S后，Y4接通，料斗運行。 停止：按停止按鈕SB1，系統(tǒng)按順煤流的方向停止，M1和S24被置位，各定時器復位，同時S24被置位，Y4復位，料斗停止運行，T4定時30S后，S25被置位，Y5復位，1#皮帶機停止運行，接著2#、3#皮帶機同樣延時30S停止運行。 緊急停止：按緊急停止按鈕SB2，M8034線圈“通電”，禁止輸出，系統(tǒng)停止，M2的常閉觸點串聯(lián)控制定時器T4~T6復位。 故障停止：系統(tǒng)的工作運行中，難免有皮帶機或設(shè)備發(fā)生故障，為了及時發(fā)現(xiàn)故障的設(shè)備，延長生產(chǎn)設(shè)備的使用壽命，確保工作人員的人身安全，在自動控制系統(tǒng)中設(shè)置故障停止程序是非常重要的環(huán)節(jié)。故障的產(chǎn)生有兩種情況：過載時間太長，過載保護的熱繼電器的常閉觸點斷開；皮帶機的拉繩開關(guān)動作常閉觸點斷開。其當某臺皮帶機或設(shè)備發(fā)生故障時，該皮帶機或設(shè)備及其前面的皮帶機或設(shè)備立即停止，而該皮帶機或設(shè)備以后的皮帶機待煤料運完后才停止。如在卸煤系統(tǒng)中，若是料斗發(fā)生故障，則Y4立即復位，使料斗停止工作，而其后面的設(shè)備則按照正常的停機程序依次停機；若是1#皮帶機發(fā)生故障， Y4和Y5立即復位，使料斗和1#皮帶機立即停止工作，其后面的設(shè)備或皮帶機按照正常的停機程序依次停機。 在控制每個皮帶機的繼電器線圈的常閉觸點、停止和緊急停止控制的輔助繼電器M1的常閉觸點控制輸出線圈，當輸出線圈接通時，常閉觸點斷開，不會故障報警而停止，如果輸出繼電器控制的電機出現(xiàn)故障，常開觸點斷開，常閉觸點閉合，系統(tǒng)報警，同時該繼電器線圈和之前的設(shè)備停止，M1的常閉觸點串聯(lián)在個繼電器線圈的線路上，可以使系統(tǒng)在停止時不出錯而報警停止，M1的常閉觸點還通過串聯(lián)來控制T1~T3定時器，系統(tǒng)停止后，定時器被復位。 同時為了能使工作人員實時實地的控制整個系統(tǒng)的工作過程，給每一臺設(shè)備或皮帶機都裝了一個顯示燈，當設(shè)備工作時，其顯示燈熄滅，在正常運行工作時，如果有設(shè)備或皮帶機發(fā)生故障時，電鈴聲響起，同時顯示燈亮，使工作人員知道有機器故障，通過其顯示燈工作人員便知道是哪一臺設(shè)備除了故障。其梯形圖如圖所示。 （3）卸煤部分的手動控制： 系統(tǒng)啟動時，默認的是手動控制方式，如果不選擇自動方式，系統(tǒng)就進入手動控制方式，Y0接通發(fā)出預告電鈴信號，定時器T7接通定時60S后，T7的常閉觸點斷開，電鈴聲停止。分別啟動控制料斗、1#~3#皮帶傳動電機的手動控制控制開關(guān)，就能啟動各設(shè)備，同時X2、X3的常閉觸點串聯(lián)控制Y4~Y7，以達到停止的目的。 卸煤部分順序功能圖如下： S0 Y0 T0 S20 SET Y7 T1 S21 SET Y6 T2 Y2 Y2 S22 SET Y5 T3 S23 SET Y4 K600 K50 K50 K50 X1 T0 T1 T2 T3 Y7+M1 Y6+M1 Y2 S24 Y5+M1 Y2 Y4+M1 S26 S25 S27 RST Y4 T4 K300 M2 T4 RST Y5 T5 K300 M2 T5 RST Y6 T6 K300 M2 T6 RST Y7 RET ZRST Y4 Y5 Y6 Y7 ZRST Y4 Y5 Y6 ZRST Y4 Y5 M5 M3 M4 卸煤自動控制部分梯形圖： CJ P0 SET S0 SET Y7 SET S20 SET S21 SET M3 X0 M0 S0 X1 Y0 X2 T0 X3 K600 Y0 T0 T0 S20 M1 T1 K50 T1 Y7 M1 Y2 SET Y6 SET S22 SET M4 M1 T2 S21 Y6 M1 T2 K50 Y2 ZRST Y4 Y7 M3 ZRST Y4 Y6 M44 SET S22 SET Y5 SET M5 M1 M1 T3 Y5 S22 T3 K50 Y2 SET Y4 SET S24 Y4 M1 Y2 S23 RST Y4 SET S25 RST Y5 SET S26 S24 S25 M2 Y4 M2 Y5 T4 T5 K300 K300 ZRST Y4 Y5 M5 SET S22 SET S22 S26 M2 Y6 T6 K300 SET S22 S27 RET 卸煤手動控制部分梯形圖： SET S22 X0 X2 X2 X2 X2 X2 X3 X1 X3 X3 X3 X3 Y0 X7 X6 X5 X4 T7 Y7 Y6 Y5 Y4 K600 Y0 Y4 Y5 Y6 Y7 FEND P1 T7 P0 4.3 上煤部分的控制 （1）上煤部分的公共程序控制： 卸煤部分的公共程序中，初始化脈沖M8002將輔助繼電器M6初始化，利用M6使卸煤部分狀態(tài)初始化。X12和X13是控制卸煤的停止和緊急停止。 （2）上煤部分的自動程序： 起動：按下自動/手動切換按鈕S1，接著按下起動按鈕SB3， X11接通，Y1接通發(fā)出預告電鈴信號，同時定時器T8定時60S后，T8的常開觸點閉合，電鈴聲停止，同時T8的常開觸點閉合，S30被置位，系統(tǒng)按逆煤流方向起動Y22接通， 0#皮帶機起動運行，同時T9開始定時， 這時需要選擇上煤過程的路線（即AD、BD路線），5S后T9的常開觸點閉合，S31被置位，Y15接通， 4#皮帶機起動運行，5#~7#皮帶機和犁煤機依次延時5S起動。 停止：按停止按鈕SB4，X12接通，先停止犁煤機，系統(tǒng)按照順煤流方向依次使各設(shè)備停止工作： ①如果系統(tǒng)是AD運行方式，首先Y10復位，犁煤機（AD）停止工作。T18定時30S后，T18的常開觸點閉合， Y12置位，4#A皮帶機停止工作，5#A、6#A、7#A、0#依次延時30S停止運行。 ②如果系統(tǒng)是BD運行方式，首先Y11復位，犁煤機（BD）停止工作。T23定時30S后，T23的常開觸點閉合， Y16置位，4#B皮帶機停止工作，5#B、6#B、7#B、0#依次延時30S停止運行。 緊急停止：按緊急停止按鈕SB5，如果系統(tǒng)是AD運行方式，則M8034線圈“通電”，系統(tǒng)停止，M8的常閉觸點串聯(lián)控制定時器T18~T22復位；如果系統(tǒng)是BD運行方式，則M8034線圈“通電”，系統(tǒng)停止，M8的常閉觸點串聯(lián)控制定時器T23~T27復位。 故障停止：在上煤系統(tǒng)中，若是犁煤機（AD）發(fā)生故障，則Y10立即復位，使犁煤機停止工作，而其后面的設(shè)備則按照正常的停機程序依次停機；若是4#A皮帶機發(fā)生故障， Y10和Y12立即復位，使犁煤機（AD）和4#A皮帶機立即停止工作，其后面的設(shè)備或皮帶機按照正常的停機程序依次停機。 每個皮帶機的繼電器線圈的常閉觸點、停止和緊急停止控制的輔助繼電器M4的常閉觸點控制輸出線圈，當輸出線圈接通時，常閉觸點斷開，不會故障報警而停止，如果輸出繼電器控制的電機出現(xiàn)故障，常開觸點斷開，常閉觸點閉合，系統(tǒng)報警，同時該繼電器線圈和之前的設(shè)備停止，M4的常閉觸點串聯(lián)在個繼電器線圈的線路上，可以使系 統(tǒng)在停止時不出錯而報警停止，M4的常閉觸點還通過串聯(lián)來控制T8~T17定時器，系 上煤公共部分梯形圖： SET M6 SET M7 SET S41 SET M7 SET M8 SET M8034 X12 X13 M8002 統(tǒng)停止后，定時器被復位。 （3）上煤部分的手動控制： 系統(tǒng)啟動時，默認的是手動控制方式，如果不選擇自動方式，系統(tǒng)就進入手動控制方式，Y1接通發(fā)出預告電鈴信號，定時器T28接通定時60S后，T28的常閉觸點斷開，電鈴聲停止。分別啟動控制犁煤機、4#~7#和0#皮帶傳動電機的手動控制控制開關(guān)，就能啟動各設(shè)備，同時X12、X13的常閉觸點串聯(lián)控制Y12~Y22，以達到停止的目的。 上煤部分順序公共圖如下： S1 Y1 T8 S30 SET Y22 T9 S31 SET Y15 T10 Y3 ZRST Y12~Y15 Y22 Y3 ZRST Y12~Y15 S32 SET Y14 T11 K600 K50 K50 K50 X11 T8 T9 T10 T11 Y22+M7 Y15+M7 Y14+M7 SET S31 SET S36 X14+T9 X14+T9 Y3 ZRST Y12~Y14 S33 SET Y13 T12 K50 T12 Y13+M7 Y3 ZRST Y12~Y13 S34 SET Y12 T13 K50 T13 Y12+M7 Y3 SET S41 S35 SET Y10 SET S41 Y3 Y10+M7 M9 M11 M12 M13 ZRST Y16~Y22 M10 S36 SET Y21 T14 S37 SET Y20 T15 Y3 ZRST Y16~ Y21 Y3 ZRST Y16~Y20 S38 SET Y17 T16 K50 K50 K50 T14 T15 T16 Y21+M7 Y20+M7 Y17+M7 Y3 ZRST Y16~Y17 S39 SET Y16 T17 K50 T17 Y16+M7 Y3 S40 SET Y11 Y11+M7 Y3 SET S46 S41 RST Y10 T18 K300 M5 T18 M14 M15 M16 SET S47 S42 RST Y12 T19 K300 M8 T19 S43 RST Y13 T20 K300 T20 S44 RST Y14 T21 K300 M8 T21 RST Y15 T22 K300 M8 T22 RST Y11 T23 K300 M8 T23 S47 RST Y16 T24 K300 M8 T24 S46 S45 M8 S48 RST Y17 T25 K300 M8 T25 S49 RST Y20 T26 K300 M8 T26 S50 RST Y21 T27 K300 T27 S51 M8 RST Y22 RET 上煤自動控制部分梯形圖： CJ P2 SET S1 SET Y22 SET S30 SET M9 SET S31 SET S34 X0 M6 S1 X11 Y1 X12 T8 X13 K600 Y1 T8 T8 S30 M7 T9 K50 X14 Y14 T9 Y10 T9 Y3 M7 Y22 SET M10 Y11 ZRST Y12 Y22 M9 ZRST Y16 Y22 M10 S32 SET Y14 SET S33 SET M12 M7 T11 Y14 M7 T111 Y3 K501 SET Y13 SET S34 SET M13 M7 T12 Y13 M7 T121 Y3 K501 S33 S31 SET Y15 SET S32 SET M11 M7 T10 Y15 M7 T10 K50 Y3 ZRST Y12 Y15 M11 ZRST Y12 Y14 M12 ZRST Y12 Y13 M13 S34 SET Y12 SET S34 SET S42 M7 T13 Y12 M7 T131 Y3 K501 SET Y10 S35 SET S41 Y3 M7 Y10 SET Y21 SET S32 SET M14 M7 T14 Y21 M7 T14 K50 Y3 S36 ZRST Y16 Y21 M14 SET Y20 SET S32 SET M15 M7 T15 Y20 M7 T15 K50 Y3 S37 S38 SET Y17 SET S39 SET M16 M7 T15 Y17 M7 T151 Y3 K501 ZRST Y16 Y20 M15 ZRST Y16 Y17 M16 S39 SET Y16 SET S40 SET S47 M7 T17 Y16 M7 T171 Y3 S40 SET Y11 Y3 SET S46 Y11 M7 S41 RST Y10 T18 SET Y42 T18 M8 K300 S42 RST Y12 T19 SET Y42 T19 M8 K300 K50 S47 RST Y16 T24 SET Y48 T24 M8 K300 S43 RST Y13 T20 SET Y44 T20 M8 K300 S44 RST Y14 T21 SET Y45 T21 M8 K300 S45 RST Y15 T22 SET Y51 T22 M8 K300 S46 RST Y11 T23 SET Y47 T23 M8 K300 S50 RST Y21 T27 SET S51 T27 M8 K300 S48 RST Y17 T25 SET Y49 T25 M8 K3