电厂输煤控制开题报告

吉林化工学院信息与控制工程学院

毕业设计开题报告

电厂输煤控制系统设计与实现

Coal handling control system design and Implementation

学生学号：08530127

学生姓名：赵凯

专业班级：电信0801

指导教师：邸书玉

职称：副教授讲师

起止日期：2012.2.27～2012.3.18

吉林化工学院

Jilin Institute of Chemical Technology

1．课题来源及选题的目的和意义

课题的来源：结合科研

选题的目的及意义：输煤系统是发电厂中较为庞大的系统。随着我国电力工业的迅速发展，电厂的装机容量和单机容量都日益增大，输煤系统的规模也大幅上升，对其控制方式、控制质量的要求越越来越高。PLC（可编程控制器）问世以前，工业控制领域中，继电器控制占有主导地位。这种由继电器构成的控制系统有着十分明显的缺点：体积大。耗电多。可靠性差、寿命短、运行速度不高，尤其是对电产工艺多变的系统适应性差，如果生产任务或工艺发生变化，就必须重新设计，兵并改变硬件的结构，造成了时间和资金的严重浪费。在我国70~80年代建成的火电厂中，大多数的开关量控制系统多是采用继电器控制，就是在90年代建成的电厂中，大多数的开关量控制系统多是采用继电器控制。但是，继电器本事固有的缺陷给电机组的安全和经济运行带来不利影响，用可编程控制器对电厂的继电器式控制系统进行改造已是大势所趋。

PLC是60年代发展起来的基于继承电路和计算机技术基础上的一种用于逻辑控制的专用计算机。它把计算机功能全、灵活性与通用性强的优点与继电器控制简单易懂、操作方便、抗干扰能力强、价格便宜的优点集合起来，是一种面向过程控制的控制器。

虽然PLC问世时间不长，但是随着微处理器的出现、超大规模集成电路技术的迅速发展和通讯技术的不断进步，PLC技术迅速发展，结构不断改进，功能大大增强，应用范围迅速扩大。

总得来说电厂触媒系统，历来是电厂电器故障多发区之一。原因之一是电厂输煤系统控制较多，相互连锁繁琐；二是现场环境恶劣，对电器设备运行及检修都带来不便。全集成化得输煤过程控制器网络是能够满足对输煤设备的管理与控制要求的较好途径。采用网络配置，以期达到各设备之间的协调和统一管理。PLC在火电厂应用的实践证明，PLC是实现电厂热工自动化的理想控制器，具有体积小、功能强、程度设计简单。灵活通用、维护方便等一系列优点，特别是它的高可靠性和较强的适应恶劣环境的能力，更是得到用户的好评。

2．本课题所涉及的控制系统架构

系统采用SIEMENS S7-300PLC作为主控单元。在原有系统上，增加一套备用模块。对设备的运行状态进行统一采集、运算和记录，从而实现集中控制。采用自动、就地控制两种操作方式相集合的手段，使设备操作更方便、更灵活，同时对实时采集的各设备状态、保护信号和报警信号作出快速响应，并通过上位监控系统对各种数据监视、记录和打印，真实实现了控制系统的集中监控，是生产更合理、更科学，保障安全生产进行。

根据现场生产工艺要求，集合改造前的工艺流程与现场实际需要，本控制系统主要实现对下列运输设备进行监控。主要包括：

1、控制系统自检。

2、受控设备故障检测。

3、皮带打滑检测（1级打滑、2级打滑）。

4、皮带跑偏检测（1级跑偏、2级跑偏）。5漏斗堵塞。6急停拉绳开关。7电器故障计策（皮带电机过载、断相和供电回路短路、漏电、电源通断等）。

3．控制系统的特点

1、系统的兼容性、可扩充性。系统控制采用结构化设计，全开放。具有完全的兼容性和可扩充性。

2、系统的简便性、经济性。本控制系统主机设备采用德国西门子公司的S7-300系列自动化平台，性能卓越，可靠性高，维护工作量小，并且都是模块化结构，具有可拆卸式接线端子，更换简单

3、实时监控软件的特点。本控制系统采用德国西门子公司的Wincc V6.0，一个国际认可并经过了完备的测试和运行考研的实时监控软件，因此完全能满足工艺生产过程控制的要求，确保安全可靠的运行，宠妃提高设备运转率。

4、系统扩展性。本控制系统考虑到后期增加设备或构筑物，因此预留出部分远期增加设备所需的模块位置，而新增构筑物则可以重新设置远程子站，挂接在同一工业控制总线上。

4．输煤控制系统的设计

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．课题研究问题提出

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。

5．完成本课题的工作计划及进度安排

设计总共16周。具体安排如下：

2012.02.27～2012.03.18：调研、收集资料（书籍和案例）、外文翻译﹑撰写开题报告；

2012.03.18～2012.03.29：进行课题需求分析，设计最后确定方案；

2012.03.30～2012.05.08：PLC器件功能和相关软件的学习

2012.05.11～2012.05.22：程序调试（包括测试）和修改；

2012.05.25～2012.06.12：论文撰写、装订与提交，准备答辩。