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自动化控制在火电厂输煤系统中的应用
作者：周金成
来源：《中国科技博览》2019年第04期
[摘 要]随着我国工业经济的迅速发展，人民生活水平的提高，我国的工业用电及生活用电大量增加，从而发电厂急速增加。在我国火力发电厂占有绝对主导地位，担负着我国用电的重要责任，保障着国民经济的不断进步，人民生活水平不断提高。 [关键词]自动化；火力发电厂；输煤；应用
中图分类号：G712 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2019）04-0229-01 1.火电厂输煤控制系统概述
火电厂的煤炭运输系统是辅机系统的重要组成部分。煤炭运输系统承担从煤码头运输煤炭或卸煤井到煤矿仓库或主要工厂原煤仓库的任务。输煤系统的安全可靠运行是确保电厂安全高效运行的重要环节。大型火力发电厂的煤炭运输系统主要由铲斗，翻斗车，皮带输送机，破碎机，煤犁等组成，用于完成煤场到原煤仓的煤加工。任何燃煤电厂的输煤系统通常由若干子系统组成，例如卸煤系统，储煤系统，煤炭子系统，配煤子系统和辅助系统。卸煤子系统将煤矿从煤矿卸载到电厂煤场的煤场内，通常采用专门的火车运输和水罐车运输。煤炭储存系统根据电厂的地理环境和条件储备煤炭。相互不同的是，大多数采用斗轮堆取料机作为后备煤场的储煤和采煤设备，有的采用袋式储煤场或煤储气库作为煤储煤库的储煤系统。它指的是煤炭运输到煤仓仓库的过程。除了皮带输送机之外，煤炭设备还包括碎煤机，中转站和挡板。输煤系统的运行方式包括下列类型的卸煤沟，储煤仓，储煤仓，储煤仓和煤仓。在配煤系统中，一台锅炉通常配备多个煤仓。煤炭方法包括以下几种优先配煤，连续配煤，时间混合，配煤辅助系统，包括煤炭采样，除尘设备，喷淋设备和消防系统。通常，电厂的输煤系统通过带式给煤机，叶轮式给煤机等将煤炭，如翻斗车，卸船机和斗轮机等运输到煤炭设备，并通过皮带运送到煤仓输送机，煤压榨机等。在卸料机之间，每个煤仓都卸载。输煤系统的主要受控设备是给煤机，皮带输送机和破碎机。整个系统主要包括煤炭程序控制，配煤程序控制和上位机监控三部分。
2.输煤程控系统设计 2.1系统结构
整个系统可以分为三层，包括生产管理（煤炭运输程序控制室），现场控制层（PLC控制站）和本地控制层。现场各种数据通过PLC系统采集，并通过主通信网络传输到控制室-环形工业以太网监控计算机集中监控管理，通讯速率100mbps，通讯介质可选择光纤或屏蔽根
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据通信距离进行双绞线。同样，控制室监控计算机的控制指令也通过上述通道传送到plc的监控终端，并实现各单元的分散控制。 2.2控制方式
煤炭输送程序控制系统控制模式设计为三种控制模式：现场手动控制，远程手动控制和自动程序控制。三种模式从高到低的级别是手动本地控制，远程手动控制和自动程序控制。 （1）在正常情况下，所有设备的运行和停止均由plc根据预定程序自动完成，plc自动识别每个设备的状态。上位机发出指令后，PLC按照预定程序自动完成设备的操作。包括程控煤，程控混煤，故障连续停机等控制功能。
（2）远程手动控制可分为联锁手动控制和解锁手动控制。它主要用于设备调试和维护。 （3）本地手动是指在控制优先级最高的本地设备控制箱上操作设备。 3.输煤工艺自动控制方案 3.1输煤系统设备
根据整个输煤系统的地位和作用，将输煤系统设备分为主设备，预启动设备，辅助设备和保护开关设备。
（1）作为煤炭运输生产线关键设备的主要设备直接集成到整个系统的联锁中。设备故障会导致系统互锁并关闭。主要包括：给煤机，输煤带，振动筛，碎煤机，缓冲罐，除铁器等。 （2）预启动设备。这些设备通常在主设备启动之前用于过程选择。主要包括：电动三向挡板，皮带头伸缩装置，犁煤装置，警铃等。
（3）一般不包括在过程联锁中的辅助设备可以单独启动和停止，故障不会导致联锁关机。主要包括：除尘器，皮带秤，物理验证系统，取样装置等。
（4）保护开关设备，各种带式保护开关，用于过程监控，设备联锁，报警等功能。主要包括：绳索开关，偏差开关，煤堵开关，速度探测器，撕裂探测器，流量探测器，煤仓液位开关，液位传感器等。 3.2控制策略
煤炭控制系统控制是通过煤炭输送设备的监控将煤炭从煤场输送到煤仓或煤炭鼓的任务。系统的控制要求遵循以下原则：
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（1）上煤的原理。过程预启动：过程选择，并在相应过程中启动预启动设备，准备启动；过程开始：系统主设备收到过程启动许可信号后，按照煤流的流向相反的顺序启动；过程停止：停机命令发出后，系统主要设备按煤流方向按时间延迟停车；当所选过程的主要设备发生故障时，故障的联锁关闭立即被阻止。）主要设备；重故障信号：紧急停车，拉绳，重偏差，重卡，打滑等指示或信号会直接导致系统互锁跳停。
（2）配煤原则。连续配煤：首先设置尾矿，从第一个原煤仓开始配煤，同时（或根据煤仓料位）混合煤仓，直到所有煤仓位于前面尾箱和尾箱。发送高煤位信号。如果在连续配煤期间煤仓中的煤炭水平信号较低，则停止配煤，优先将煤炭分配给低煤级。煤炭优先考虑：煤仓内煤位较低时，通常进行配煤。停止配煤并记住。第一个低煤位将被填补，直到低煤位消失，然后煤炭仓将按照记忆煤斗正常顺序依次被添加到高煤位。当多个垃圾箱同时具有较低的煤炭水平时，这些垃圾箱按煤炭混合顺序从前向后切换，直到低煤位消失；配煤：发出停机信号时，将带上剩余的煤均匀分配到各仓库，直至原煤仓带式输送机停止运转。 4.自动化水平高的PLC程控系统优势 4.1通过上位机实现远程操作
在上位机中，可以实现设备远程启停等所有操作，改善工作环境，大大提高自动化控制水平。通过上位机，还可以实时监控煤炭运输系统所有设备的运行状况，收集所需的各种数据，并动态显示系统的运行流程。因此，事故的发生在一定程度上减少了，为设备安全运行提供了保证，大大降低了工人的劳动强度。 4.2具有更高的可靠性
PLC可编程控制器使用寿命长，平均故障间隔时间超过20，000小时。环境适应性强，对各种工业现场环境要求低，可适应各种恶劣环境。PLC的工作温度0-55°C，相对湿度只要不高于85%（不凝结），电源电压变化范围大，具有很强的抗电磁干扰能力，并且还具有防腐，防尘，机械振动等特点。另外，PLC本身也具有自我保护和自诊断功能，每个模块都具有热插拔功能。这些都为煤炭输送程控系统的安全可靠运行提供了可靠的保证。 4.3具有在线监测以及故障报警功能
通过现场计算机对各种控制信号的实时监测，准确把握现场设备的运行情况。可编程控制系统还可以在设备出现故障时进行自动报警，提醒操作人员，并记录在上位机上，方便后续的查询和分析。 5.结束语
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随着科学技术的不断发展，自动化水平越来越高，火电厂输煤系统自动化程度也需要不断进步，不断提高，从而更加有效地保障火电厂的安全运行及提高发电效率。 参考文献：
[1]刘龙.PLC在火电厂输煤系统中的应用探析[J].科技创新与应用，2015（31）：99. [2]陈钢.自动输煤控制系统研究【中国硕士学位论文】重庆：重庆大学，2016.