PLC在锅炉房供煤系统上的应用

【摘 要】供煤控制系统是锅炉房十分重要的支持系统，它是保证机组稳发满发的重要条件。本文介绍锅炉房供煤系统采用PLC集中控制，在锅炉房操作室就能完成整个上煤、配煤过程的操作，实现了整个供煤系统自动化。

【关键词】PLC；锅炉房；供煤系统；自动控制

供煤控制系统是锅炉房十分重要的支持系统，它是保证机组稳发满发的重要条件。一般煤场工作环境恶劣、人工作业劳动强度大，通讯难以畅通，而利用现代成熟技术PLC和现代总线网络通讯可以实现其自动控制。

基本情况：某煤矿公司锅炉房负责生产辅助设施及冬季生活区供暖，锅炉房安装蒸汽锅炉3台；其中，SLZ10-1.25-AII型10t蒸汽锅炉2台，SLZ15-1.25-AII型15t蒸汽锅炉1台。10t锅炉耗煤量2t/h，15t锅炉耗煤量3.4t/h，若人工上煤，工人劳动强度大，且供煤速度慢，有时出现供煤不足的事故，人工上煤已不能满足锅炉对煤的需要量。一般在锅炉房前设储煤场地，不仅占用场地空间大，而且影响环境；锅炉上煤系统为斗式提升机提升至锅炉煤仓或配煤皮带机，但是斗式提升机上煤还是需要人工喂煤，如果煤场内的煤离提升机较远时，还要人力用车推至斗式提升机内或用铲车运煤，人工推煤劳动强度大。因此供煤系统实现全自动化上煤很有必要。

以上规模的锅炉房，需设3个储煤漏斗仓，漏斗仓下安装一部26B型刮板输送机，26B刮板运输机小时运输量为30T，配用电动机功率13KW。锅炉房上煤设备为一台HL400斗式提升机，提升机小时运输能力为30T/h，配用电动机功率5.5KW，锅炉前上方设钢结构水平配煤皮带机平台，高度为6m，宽度为5m；配煤皮带机型号为TD75 500/3，皮带宽度为500mm，长度为19m，速度为1m/s，小时运输量为50t。

设计中，供煤系统采用PLC集中控制，在锅炉房操作室就能完成整个上煤、配煤过程的操作，实现了整个供煤系统自动化。在各台锅炉前漏斗仓上安装有高、低煤位传感器，当仓内煤量减少，达到最低位时，低煤位传感器发出信号，配煤皮带机起动，然后电动卸料器动作，斗式提升机起动，最后仓下刮板运输机起动，整个上煤过程开始，刮板运输机将斜坡储煤漏斗仓中的煤运至斗式提升机，斗式提升机将煤提升后卸入水平配煤皮带机，经配煤皮带机进入锅炉漏斗仓。当煤达到高位时，高煤位传感器发出信号，首先仓下刮板运输机停止，然后斗式提升机停止，最后水平配煤皮带机停止，整个上煤过程结束。此自动化上煤系统不仅操作简单，上煤速度快，而且实现了设备运行的自动化管理和监控，提高了系统的可靠性和安全性，而且改善了工作环境，提高了企业经济效益和工作效率。

以上系统中各机械之间均设计了安全的联锁保护控制功能，系统中的输煤电机启停是有严格控制顺序的，彼此间有相应的联锁互动关系，当启动某台输煤设备时，从该设备下面流程的最终输煤设备开始向上逐级启动，最后才能使该台设备启动；当停止某台输煤设备或某台设备故障时，从该设备上面流程的源头给煤设备开始向下逐级停车，最后才能使该台设备停止。这样，就保证了上煤传输的正常运行在线控制煤流量，避免了皮带上煤的堆积，也保护了皮带。

通过对系统需求的分析，以及对当前控制理论及硬件设备的最新成果的了解，锅炉房供煤程序控制系统的核心部分，由控制柜、程控操作台、集控台三大部分组成。程控操作台包括互为备用的两套工业控制计算机组成的上位机和双CPU可编程序控制器及其外围单元构成的下位机部分。上位机负责系统的监测、记录、报警、打印等功能并作为主要的控制手段，下位机负责现场运行信息的采集和控制命令的采集和控制命令的发送。上、下位机之间由通讯单元连接，对设备的操作和设备之间的连锁逻辑由上、下位机共同协调完成。

供煤控制系统主要是通过可编程控制器，实现供煤系统的自动化控制。与强电集中控制相比，在技术上具有控制功能强，编程简单，实现工艺联锁方便，可省去大量的硬接线，维护方便，可在线修改等特点。供煤控制系统大多数都采用可编程序控制器（PLC）进行控制，PLC的主要特点是可靠性高、通信能力强、结构模块化、编程容易，能适应环境恶劣、控制对象复杂以及连续稳定运行的工业生产现场。

供煤控制系统中上位机和PLC控制器作为整个系统的控制中心，上位机和PLC之间通过PC/PPI通信电缆相连，PLC和供煤系统中被控制设备之间通过电缆连接。通过整个系统的运行可实现锅炉房供煤系统的给煤、输煤、配煤的自动化控制。

由于锅炉房供煤系统的运行具有程序自动控制功能，操作人员在舒适的控制室，可以根据生产的需要和设备的运行状态，通过计算机鼠标或键盘对供煤系统进行操作，彩色图形化的操作界面令操作直观准确。在自动控制状态下，系统可对运行设备的启停进行自编排、调整，从多种可能的运行方式中优选出一种进行执行。自动控制流程图如下：

供煤系统是保证锅炉房正常运行的第一道环节，为了保证机组安全、经济的运行，并减轻供煤系统运行人员复杂和繁重的劳动，因此供煤系统用自动装置控制和程序控制是很必要的。

近年来随着中国经济的高速发展，电子技术、计算机技术、信息网络技术发展迅速，工业生产正向着生产过程高度自动化、工艺设备及测控设备高度智能化、生产管理高度自动化等方向发展，生产自动化水平在不断提高，管理水平也在不断进步。现在基于安全生产的重要性，尤其在煤矿、电厂等高危行业，PLC技术将会在每个工序中普遍应用。

参考文献

[1]《锅炉房设计规范》.中华人民共和国国家标准，GB50041-2008

[2]李长久.《PLC原理及应用》.机械工业出版社，2010

[3]廖常初.《PLC编程及应用》.机械工业出版社，2007

[4]胡寿松.《自动控制原理》.北京科学出版社，2002

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