输煤流程

李剑

深圳市库马克新技术有限公司

摘要：以豫联电厂输煤系统为例，详细介绍了以PLC、上位机、工业电视构成的综合自动控制在火电厂输煤自动化控制系统的功能及应用。

关键词：输煤 PLC 上位机 工业电视 自动化

Application of Automation Control in Coal Transportation System of the Power Plant

Li Jian

Abstract：In this paper we take the coal transportation system of Yu Lian power plant as an example .The function and application of integrated automation system based on PLC，upper computer and industrial TV in power plant is introduced in detail.

Keywords：coal-transportation PLC uppper computer industry TV automation

1 引言

煤是火力发电厂的一次能源，为使机组正常运行，需要保证原煤的的可靠输送，因此输煤系统是火电厂生产过程中非常重要的外围辅机系统。输煤控制系统具有控制设备多、工艺流程复杂、设备分散等特点，设备所处环境条件恶劣，粉尘、潮湿、振动、噪音、电磁干扰等都比较严

除大块装置、概率筛、碎煤机、除杂物机以及除

重。随着PLC技术和工业视频监控技术的成熟、

尘器、除铁器、三通挡板、伸缩头、采样装置组

为适应现代火电厂发展需要，采用PLC+CRT的

成，煤流方向如图1所示。

方式，实现输煤系统设备的集中程序控制，并以工业电视为辅助手段对现场设备的运行状态进行

视频监控、替代传统的现场巡检，确保了输煤系统安全、可靠、高效和经济的生产运行。本文以豫联电厂二期2×300 MW机组输煤系统为例进行说明。

2 程控系统

2.1 系统设备

输煤系统设备由A，B侧皮带、叶轮给煤机、

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图 2 程控系统配置

2.2 程控系统特点

程控系统PLC采用法国施耐德QUANTUM系列；双机热备、双缆冗余：两套CPU一套作为基本站工作，另一套作为热备站，热备站在运行时与基本站间数据动态实时更新，保持数据完全一致。当基本站故障时，热备站立即作为基本站投入工作，保证控制系统可靠工作。由于设备分散，除在控制室设置PLC主站，另设3个远程I/O分站，分设在碎煤机室、煤仓间。PLC与上位机之间采用TCP/IP通讯，扩展方便。

本地站与远程站之间通讯协议采用施耐德远程IO协议，通讯介质为同轴电缆。双缆冗余配置使得一路通讯线路发生故障数据无法正常传送时，另一条通讯线路能保证数据正常传送。

图1 输煤系统

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2.3 上位机操作系统特点

工程师站（兼操作员站）设置两台研华工控

机作为上位机，两台互为备用。硬件配置为：CPU

为P III，2 MHz，内存256 MB，硬盘80 G，10/100

M自适应以太网卡。

计算机操作系统采用XP Professional，上位

机作为HMI，主要用于对整个输煤系统设备运行

状态、生产数据、趋势曲线、报警及报表进行实

时显示；同时系统设备操作的功能。组态软件为GE FANUC的iFix 3.5开发版。

上位机主要操作画面有7种。

1）输煤系统总流程画面。监视运煤流程上主要设备运行、停止、故障状态，通过点击画面上的设备图标弹出操作单台设备的对应小窗口。

2）煤仓配煤画面。进行检修仓及尾仓的设定并显示每个煤仓状态，实现配煤过程犁煤器抬起、落下的操作。

3）工艺参数设置画面。参与联锁的流程设备启动、停止延迟时间，跑偏、打滑、堵煤信号延迟停机时间的设定。

4）流程选择画面。根据生产需要组成完整、正确的煤流通路。

5）报警画面。系统所有报警显示。

6）趋势显示画面。电机电流的当前、历史数据趋势显示。

7）报表画面。上煤量自动记录、统计。

主画面最下方有快速切换按钮条，可以在各

主画面间快速切换；同时画面上方的导航条有空

挡、预启、程启、程停、配清、强制置位、程控、

联锁手动、解锁手动、紧急停车等按钮。

3 程控系统功能特点

3.1 上煤操作方式

上煤控制方式可选择程控、联锁手动、解锁手动3种方式，配煤可选择程控配煤和手动配煤两种方式；既能单台操作也可以程控联锁控制。3.1.1 程控操作方式

操作员在上位机选择组成完整无误的流程后，系统发出“程选有效”信号；使用“预启”功能将预启设备运行到对应位置，按“程启”按钮，程序将按逆煤流方向自动联锁启动皮带机沿线各台设备，每条皮带启动前警铃发出20 s音响信号，皮带启动后现场警铃停止音响；程序停机时沿顺煤流方向通过程序联锁逐一停机。此方式人工操作少，可以节约操作时间，快速启动输煤设备。 3.1.2 联锁手动方式

“联锁手动”一般作为程控方式的辅助运行手

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段，可以按逆煤流启动、顺煤流停止的原则逐一启停流程设备；此时流程具有联锁保护。 3.1.3 解锁手动方式

可直接远程启动、停止任一设备，此方式无联锁保护。此方式多用在设备调试初期及检修时，正常运行时不建议采用此操作方式。 3.2 配煤控制

程控配煤遵循低煤位优先、顺序配煤和余煤

指定配仓原则控制犁煤器；手动配煤通过远程手

动操作各犁煤器的抬落实现配煤。 3.3 设备联锁关系 3.3.1 上煤路径

上煤时可由A、B两侧设备分别组成运煤通道。煤场→原煤仓；地下煤斗→原煤仓；缝隙式给煤槽→原煤仓；堆煤路径；缝隙式给煤槽→煤场；单独启停，不参与联锁。 3.3.2 启动准备

按“预启”按钮三通、伸缩头、犁煤器、除铁器、除尘器先预启到位。 3.3.3 预启犁煤器

先将流程上逆煤流方向的需要配煤的第一个非高煤位煤仓对应的犁煤器落下，并设置尾犁标志，或通过上位机设置尾犁和检修仓。程序自动

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配煤过程中，尾犁始终不能抬起。 3.3.4 参与联锁的流程设备启停

从上位机进行流程选择，确保流程无故障、落煤管无堵煤，可以按运行流程逆煤流方向启动皮带机沿线各台设备；程序停机时沿顺煤流方向按预定的延迟时间逐一停机。沿线设备正常工作时运行联锁信号均指煤流下游相邻设备启动，停机联锁信号指停机命令发出后煤流上游相邻设备

已停机并按设定时间延迟时间到。

3.3.5 联锁保护

发生重大故障、拉线动作和持续2 s的重跑偏、打滑、撕裂、打滑、堵煤等，程控系统自动联跳逆煤流方向的设备，碎煤机除自身事故外延时联跳。紧急停机时，运行设备立即全线停机，仅碎煤机延时30 min停机。

碎煤机堵煤超时、振动超值、过电流、超温应紧急停机。

当系统所有电源消失与系统紧急跳闸时，所有设备均在跳闸位，防止电源恢复时任何设备的自启动。

3.3.6 自动配煤原则

高煤位仓、检修仓、及尾仓以后的仓均不予

配煤，停用的煤仓假定为高煤位仓。

运行中应先落下上煤仓的犁煤器，再抬起满仓的犁煤器，犁煤器若启动30 s后仍不到位应立即停止启动，报故障，以防烧坏电机。皮带空载时，抬起所有犁煤器。

配煤分为低煤配、顺序配、余煤配。 首先给低煤位仓配煤，消除低煤位；有两个以上的仓同时出现低煤位信号，按顺煤流方向依次配仓至低煤位信号消失。配煤中一旦出现低煤位仓，停止当前煤仓配煤，优先为低煤位仓配煤，直到消除低煤位仓状态。

消除全部低煤位信号后，按顺煤流方向依次进行顺序配煤，直到各仓出现高煤位信号。

当顺序配煤到尾仓出现高煤位时，配煤系统即发出“程配完毕”信号。程配完毕信号发出后，整个流程立即顺煤流方向依次停运各个设备。在流程停运之前这一段时间，将余煤配给指定仓，将皮带上的煤走空，直到皮带上的余煤配完可将流程停下来。

4 工业电视监控系统

为了实时监视分散在现场各处的重要设备运行状况，采用工业电视系统将现场设备图像采集

显示到集控室的工业视频监控器上，为操作员提供更加直观的画面。能在很大程度上减少现场巡检人员，实现少人值班、无人职守，降低运行人员的劳动强度。

豫联电厂工业电视系统前端设备采用进口16倍变焦镜头、黑白/彩色混合制式摄像机、全方位电动云台及防护罩、室外解码器；控制室由矩阵主机作为工业电视画面切换、操作设备。配置20个摄像头，覆盖输煤系统所有皮带机头、煤仓及碎煤机等重要设备，程控室配置6台电视作为视频画面显示终端。

视频信号经视频电缆接入主控室矩阵控制器，矩阵将视频信号切换显示到工业电视画面上。操作矩阵控制器上键盘，可以实现镜头的变焦、聚焦，画面的选择。黑白/彩色混合制式摄像机在光线不足时自动转为黑色摄像模式，以增加清晰度；光线恢复后又重新变为彩色模式。

每台摄像头对应一台解码器，控制双绞线与矩阵连接，解码器利用拨码设置地址使每个摄像头具有唯一地址，通过矩阵上操作杆可并对每个监控点的云台进行上下90°、左右350°旋转操作。- 5 -

5 结束语

豫联电厂二期2×300 MW机组输煤程控系统于2006年8月投入运行，对输煤系统所有设备均能实现上位机集中显示、操作，报警、联锁保护功能完善。较传统现场手动分散操作设备的生产方式高效性、可靠性、安全性大大提高。在工业电视系统的辅助下，进一步加强了对现场设备的监管能力、减少人工巡检人次、节约人力、改善了工作环境。该厂输煤系统自运行以来性能稳定，操作、维护便捷，对提高生产运行的经济性、安全性起到了良好作用。

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