上海工业自动化仪表研究所从1984年国家引进石横电厂300MW机组和平圩电厂600MW机组开始，10余年来一直从事燃煤发电厂输煤控制系统的应用开发和研究工作，先后为平坪电厂2台600MW机组、外高桥电厂4台300MW机组、马鞍山二电厂2台300MW机组、四川广安电厂2台300MW机组、合肥二电厂2台300MW机组和辽宁沈海电厂、上海金山二电厂、武钢自备电厂等10余家电厂承担了输煤控制系统的设计、成套供货和工程服务。特别是承担完成了上海石洞口二电厂2台600MW超临界进口机组输煤控制系统的调试、投运之后，在承担大型火电厂输煤控制系统项目方面积累了大量先进的技术和丰富的经验。另外，还先后完成了机械电子工业部下达的《200MW火电输煤控制系统设计方案研究》“七五”国家重点攻关项目和上海市科委下达的《燃煤电厂输煤控制系统设计方案研究》“八五”科技攻关课题，并通过部(市)级专家评审和鉴定。

2 输煤控制系统的设计

2．1 上媒系统概述

任何一个燃煤电厂的输煤系统都由以下几个子系统组成。

A：卸煤子系统；B：储煤子系统；C：上煤子系统；D：配煤子系统。

配煤有以下几种运行方式：

(1)优化配煤

当某个煤仓出现低煤位时，则需对该仓优先加煤。特别是某仓出现紧急低位时，此仓需优先加煤，原加仓程序停止，待紧急低位仓低位信号消失时再执行原程控。

(2)顺序配煤

当各煤仓处于正常煤位时，为了不产生低煤位，可按需要启动系统对各仓进行顺序配煤。配煤顺序视各厂情况及需要而定，当先配煤的煤仓出现高位信号时再切换到下一个配煤仓。待所有煤仓均高煤位时，可立即停运系统或转入定时配煤运行状态。

(3)定时配煤

定时配煤有两种情况：①所有煤仓均出现高煤位时，停煤源，对各仓定时配煤层1～2min，以使均匀地加入各仓。②有些系统中，由于煤仓煤位测量信号不准确难以实现全自动配煤，则可以用定时配煤的方法对各仓定时加煤。各配煤仓的加煤时间可根据仓的容量和系统吞吐量，凭实际经验来确定。

(4)跨越配煤

当某仓处于高位或检修状态时，系统配煤时跨越该仓对下一个煤仓配煤。

2．2 控制系统的设计

2．2．1 系统构成

2．2．1．1 PLC选型

目前火电厂输煤控制系统采用较多的PLC有，A：SIEMENS公司的S7-400型；B：MODICON公司的984系列；C：A-B公司的PLC—5系列。

2．2．1．2 系统配置

PLC控制器作为控制核心，整个程控系统配置有下列3种方式。

(1)单机系统：选用1台PLC程控器主机；

(2)双机冷备：选用2台PLC程控器主机，互为冷备用；

(3)双机热备：选用2台PLC程控器主机，互为热备用。

2．2．1．3 I／O分布

输入／输出通道多采用远程分散布置，应尽量以靠近现场信号传输集中的部位以节约现场传输信号电缆的长度。

远程I／O站的布置地点可按以下地点考虑，A：码头、卸煤沟、翻车机室等输煤起始地点；B：输煤主控制室；C：煤场、转运站等输煤关键中转站；D：碎煤机室；E：煤仓间。

2．2．1．4 信号传输

(1)现场设备与主控室间的信号传输多采用220VAC、48VDC电源；

(2)模块输出信号采用继电器隔离输出的无源触点。

2．2．2 监控系统

(1)监控系统选用工业级计算机作为系统的上位管理机，以实现系统监视、控制、实时故障打印、语音报警、报表管理、历史趋势记录等。

(2)系统硬件配置要求

①CPU：PII 233以上，工作界面：WINDOWS 95中英文环境；

②CRT：19英寸以上，分辨率1024X768以上；

③存储器32MRAM、4G硬盘、24倍速光驱、3寸软驱。

(3)人机接口软件与数据采集软件可选用 INTELLUTIONFLX、INTOUCH及WINCC等，这些软件均在WINDOWS环境下工作，其实时性、组态或动画的灵活性均比较好。

2．2．3 工业电视

设置工业电视系统，使运行人员与维护人员在控制室内能全面了解现场工况，及时处理现场设备故障，减少现场维护人员的工作量。

工业电视由摄像机、监视器、控制与附件等组成。

2．3 程序设计

程序设计分控制器软件和上位机监控软件两部分。

2．3．1 控制器软件

控制器软件已近似于模块化，每种设备都有其相应的程控框图，对于不同规模的输煤系统，只要根据其工艺，通过其联锁关系把相应的程控框图连接起来即可。

2．3．2  位机监控软件

上位机监控软件是监视、控制和管理用的程序，其功能是监视系统、设备的运行工况、控制设备的启停，生成并打印报表。

2．3．2．1 监控程序

监控程序包括生成系统各种画面、设备的运行工况显示。其中有：

(1)系统画面选择菜单：可用鼠标器或操作员键盘选择或切换所需的画面；

(2)系统运行流程图画面：根据不同的运行方式，有各种运行图画面；

(3)配煤加仓画面：显示煤仓煤位、犁煤器工况、煤位闪烁报警等；

(4)设备工况显示画面：集中显示输煤设备的工况；

(5)统计、报表显示画面：包括显示电流值、卸煤量、入炉煤量、设备运行和维护时间等，以及它们的历史记录和趋势；

(6)报警画面：设备的报警种类、报警和消除时间。

2．3．2．2 管理程序

(1)运行报表：包括班报、日报、月报、年报等；

(2)报表打印、报警打印、卸煤量、入炉煤量的累计和打印。

3 输煤控制系统的优化设计

3．1 问题的提出

根据上海工业自动化仪表研究所多年来承制电厂输煤控制系统的经验、用户的要求以及国内的现实设计情况，我们认为：目前，特别是在“九五”或更长一段时期内，随着计算机软硬件技术、通信技术和人机接口技术的迅速发展，有必要、也有可能把电厂输煤控制系统的自动化水平提高到一个新的水平。

本文提出的优化设计方案是基于近期内尽快提供给电厂用户一个高可靠、设计方便、具有国内先进水平的输煤控制系统。事实上，本文介绍的优化方案有些已经在工程中得到实施，有些正在实施，并取得了较好的效果。

3．2 控制系统结构的优化

3．2．1 控制系统的结构

3．2．1．1 程控器系统配置

(1)在大型火电厂中、自动化程度高，电厂的人员配置少，这就需要电厂的各控制系统能联网并集中监控，因此电厂的程控系统就需要统一考虑，以达到高速通信并自成独立的子系统；

(2)程控器主机选用2台，且互为热备；

(3)I／O通道分散布置，远程I／O站与主机的通信电缆选用双电缆，互为备用，以确保I／O站通信可靠；

(4)I／O站与现场的输入信号采用110VDC或48VDC电压，并用继电器隔离，以减少现场干扰与影响；

(5)输山模块采用继电器隔离；叶轮给煤机的模拟量信号采用隔离器以保护模块；

(6)I／O模块选用具有浪涌吸收、光电隔离的模块。

3．2．1．2 监控系统的配置

(1)取消模拟显示屏，设备2台上位工控计算机及2台20英寸CRT；

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