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第 4 7卷第 3期 2 O 1 1年 6月 石油化工 自 动化 AU TOM ATI ON I N PETR _ CHEM 1 CAL I NDUSTRY Vo1 ． 47，NO． 3 J u n e ，2 0 1 1 P L C在煤化 工输煤程控 系统 中的应用 王 琳 中国石化集 团宁波工程有限公 司 上海分公 司 ， 上海 2 0 0 0 3 0 摘 要 结合鄂尔多斯某煤化工工程项 目中输煤工艺控制流程的实际应用为例 ， 介绍 P L C的控制系统工作运行方式 、 上位 工控机的主要功能以及对 P l C系统主要设备选型 ， 并通过逻辑流程 图介绍 P L C控制 系统 的程 序运行 方式 。该 系统能够对现 场出现的各种事故、 突发事件及时做出响应 ， 对于项 目的安全 、 经济地运行起到了 良好的作用。 关 键 词 P I c； 程控 ； 输煤 中图分类号 T P 2 7 3 文 献标 志码 B 文章编 号 1 0 0 7 7 3 2 4 2 0 1 1 0 3 0 0 7 5 0 2 0 引 言 传统 的输 煤 系统是 一种 基 于 继 电器 、 接 触器 和 人工 手动 方 式 的半 自动 系 统 。由 于输 煤 系 统 现 场 环境 十分 恶劣 ， 不仅 极 大损 害 了操 作 人 员 的 身体 健 康 ， 而且 由于输 煤 系统 范 围大 ， 经 常 有皮 带 跑 偏 、 撕 裂和煤堵塞煤 斗等现象， 大大降低 了生产效 率， 以 至于传 统 的输煤 系 统 已无法 满 足 当今 市 场 的需 求 。 笔者结 合 在鄂尔 多 斯某 煤化 工 项 目中对 原 煤 、 燃 料 煤卸 煤 及 输 送 系 统 的 上 煤 和 配 煤 工 艺 流 程 采 用 P I C输 煤程 控 系 统 为 例 ， 对 P I C控 制 系 统 的 主 要 功能等 做进 一 步的 介绍 。 1 工 程 系统概 述 该煤 化 工项 目中原煤 、 燃 料 煤 卸煤 及 输 送 系 统 的上 煤 工 艺 流 程 主 要是 通 过 多条 皮 带 输 送 机 完 成 将 原煤从 煤 场输 送 到原煤 仓 的 过程 ， 同 时通 过 辅 助 的振动 给料 机 、 破 碎 机 、 除 铁 器 、 电 动 三 通 换 向器 、 电子皮带 秤 、 电动 犁式 卸料 器 等 设备 完 成 对 煤 的筛 分 、 计量 等 ， 以达 到 使 用 要 求 ； 配 煤 工 艺 流 程 ， 主要 是 将 从 上 煤 系 统 输 送 来 的 煤 按 照 一 定 的要 求 、 规 律 、 顺 序 地分 配到 受煤 仓 中 的过 程 ， 其 中 ， 上 煤 工艺 流程 是输 煤 系统 的关键 环 节 。 该煤 化 工 项 目 中原 煤 、 燃 料 煤 卸 煤 及 输 送 系 统 的 上煤 和 配 煤 工 艺 流 程 选 用 P L C作 为 控 制 系 统 ， 设 工 控 机 为 上 位 机 、 P L C 系 统 P L C控 制 柜 为 下位 机 的两 级控 制 模 式 ， 上 、 下 位 机 均 分 别 采 用 双 机热 备 形 式 ， 以确 保 在 有 1台 P L C 主机 或 1台 监 控用 工 控 机 发 生 故 障 或 死 机 的 情 况 下 ， 整 个 系 统仍 可 照 常 运转 。上 位 工 控机 、 P L C控 制 柜 、 操 作 台均 布 置 在 输煤 控 制 室 内 。I ／ 0通 信 网络 采 用 双 网冗 余 结 构 ， 提 高 系 统 可 靠 性 。上 位 工 控 机 与 P L C之 间采 用 以太 网通 信 结 构 ， 协 议 符 合 T C P ／ I P 协 议 ， 网 络 交 换 机 采 用 知 名 品 牌 工 业 以 太 网 交 换 机 。 2控 制系统 的方 案 上煤工艺流程 的控制 系统运行 工作方式主要 有程 控 自动 、 联锁 手动 、 解 锁 手动 及 就地 控 制 方式 。 正常 运行 时 ， 采 用 程 控 自动 方 式 ， 在 输 煤 控 制 室操 作 台上仅 保 留系 统 的 紧 急停 车按 钮 。配 煤 工 艺 流 程 的控制 系统 可分 为 自动 配煤 、 手 动 配 煤 和就 地 配 煤三种 方 式 。 该 文 主要 讨 论 上 煤 工 艺 流 程 的控 制 系统 运 行 方 式 ， 流程 如 图 1所示 。 2． 1 程控 自动方 式 针 对 上 煤 系 统 来 说 ， 主 要 包 括 带 式 输 送 机 、 振 动 给料机 、 破 碎 机 、 除 铁 器 、 电 动 三 通 换 向器 、 电 动犁式卸料器、 电子皮带秤。这些设备按照煤最终 进 入煤 仓 的不 同组 成 多 种 运 行 流 程 。采 用 程 控 自 动 方式 时 ， 上 位 工 控 机 L C D 上 显 示 所 有 输 煤 工 艺 流 程 ， 通 过 在上 位 工 控 机 上 选 择 运 行 流 程 ， 由 P L C 自动完 成各 种流 程 的操作 ， P L C程序启 动后 沿线 设 备 从 末 端 皮 带 输 送机 按 所 选 流 程 的 逆 煤 流方 向启 动 各设 备直 到 煤 源 ， 程 序停 止 时 ， 根 据 所 选 流 程 从 煤 源 设 备 开 始顺 煤 流 方 向逐 台按 预 定 的顺 序 停 止 各 设 备 直 到 最 末 一 台设 备 带 式 输 送 机 延 时 2 mi n 停 车 ， 延 时 是 为 保 证 带 式 输 送 机 上 的煤 走 完 后 该 设备 才停 机 。 在 自动 运行 中 ， 某 一 设 备 出现 故 障 或 事故 时 ， 如皮 带撕 裂 、 拉 绳 ， 持续 的跑 偏 、 打 滑 或 堵 煤 时 ， 应 立 即停 止该皮 带输 送 机 ， 同时 联跳 逆 煤 流方 向 的所 有设 备 ， 但故 障点 下 游设 备 保 持 原 工作 状 态 不 变 。 收 稿 日期 2 0 1 1 一O 41 5 。 作 者 简 介 王琳 1 9 7 2 一 ， 女 ， 天 津 人 ， 1 9 9 4年 毕 业 于 甘 肃 工业大学 现兰州理工大学 电气 技术专业 ， 现 在中 国石 化集 团宁 波工程有限公司上海分公司电控设计部从事 石油化工 电气 工程设 计工作 ， 任工程师。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 7 6 石油化工 自动化 第 4 7卷 待故 障解 除后 ， 先 进行 “ 复位 ” 操 作 ， 再 重新 进行 “ 预 启” 操作 ， 从 故障 点 向上 游重 新启 动 设 备 ； 也可 在 故 障未 解 除 时 ， 执行 “ 程 序停 止 ” 操 作 ， 从故 障点 下 游 开始 顺 煤 流方 向逐 台按 预定 的顺 序 停 止各 设 备 直 到最末。当按“ 紧急停机” 按钮 操作台和上位工控 机 上都有 此开关 ， 全线运 行设 备均立 即停 止运行 。 在 上位机屏 幕 上可 随时查 询 任 一设 备 的状 态 ， 如 检修 、 运行 、 皮 带撕 裂 、 跑偏 、 打滑 、 拉 绳 等 。在 某 设备 未 处 于 所选 流 程 中 ， 其 部 分保 护 信 号 如 皮 带 打滑、 跑偏等 不 以报警信号形式出现 。 图 1 上煤 逻辑 流程 2 ． 2其他工 作方 式 联锁手动方式是在上位工控机上对纳入程控 的所有设备实 现一一对应 的操 作， 但需通 过 P L C 闭 锁完成 。此 方 式 可 兼 作 远 程 调 试 用 。采 用 该 方 式时， 操作人员应按正确顺序来启动和停止各个设 备 ， 系统 流程 间各 设 备 像 自动 方 式 一样 存 在 联 锁 关 系 。 解 锁手 动方 式 是 在 上 位 工 控 机 通 过 无 联 锁操 作纳入 程控 的所 有设 备 。 就地控 制方 式 是 指 设 备 仅 能 在 就 地 控 制 箱 上 进 行操 作 ， 且 带式输 送机 均配 置 拉绳 开 关作 为 就地 紧急停机 开 关 。集 中和 就 地 运 行 方 式 的设 定 是 由 设 置 在就地 各设 备就 地控 制箱 上 的远方 ／ 就 地选 择 开关 完成 的 ， 此外 ， 在 就地 控制 箱 上还 没 有 启 、 停 按 钮或 电流表 ， 只 有 当选 择 开关 设 置 为 远 方 时 ， 控 制 室才 能控制 该 设 备 ， 当选 择 开 关 设 置 为 就 地 时 ， 只 能 就地 控制该 设备 。 2 ． 3 信 号 系统 设置生产联系信号 、 启动 预告信 号、 设备运行 信号、 煤流信号 、 煤仓煤位信号和事故声光报警信 号 事故停车时用 。采用集 中控制方式启动设备 前 ， 先启动该设备的警告信号通知附近人员 ， 并 在 1 5 S 后启 动设 备 。 3主要设 备 的选型 3 ． i 控制 系统 P L C 控制 系统 P L C采 用 双 机 热 备 冗 余 配 置 ， 网 络 采用双网冗余配置 ， 模块全部采用 1 4 0系列， 具有 带 电插 拔 功能 。I ／ O点 数 除满 足 系统 要求 外 ， 还 留 有 1 5 的备用 ， 卡槽 留有 2 0 ％的备用 。DI ／ D O开 关 量输 入 ／ 输 出模 块 采用 直 流 2 4 V 1 6通 道模 块 ， AI ／ AO 模 拟 量 输 入 ／ 输 出 模 块 采 用 8通 道 4 ～ 2 0 mA 模 块 。 3 ． 2控 制 系统 电 源 P L C系 统 电源 装 在 专 用 的 电源 柜 内 。电源 柜 内有 两路交 流 电源 的切 换 开 关 、 切 换 试 验 按 钮 、 电 流表 、 电压表和有关运行指示灯 ， 并且将故障信号 的编码 接 至 P L C 系统 。P L C发 出 声 光 报 警信 号 ， 指示“ 电源 故障” 。 电源柜有 两 路 交 流 2 2 0 V 电源 进 线 ， 当一 路 交 流电源 故障 时 ， 能 自动 地 切换 到 另 一路 电源 ， 且 为 控 制 柜 及 上 位 机 提 供 1 台 在 线 式 不 间 断 电 源 UP S 。 每个电源柜内配有交流电源 自动切换分路器 1 台， 直 流 切换 分路 器 1台 ， 直 流 2 4 V 电 源 2台 。 同时 给各个 控制 柜 内的 电源应 单 独供 给 ， 交 流 电源 分成若 干 回路 ， 每个 回路 均有 指示 灯 及 自动 空 气开 关保护 。 4结束 语 上述 P L C输 煤 程 控 系 统 已 实 际 运 行 3年 多 ， 运行效果 良好 ， 受到用户的好评 。 参 考 文 献 [1 ]曹金福．电 气 控 制 与 P L C[ M] 。北 京 化 学 工 业 出 版 社 ， 2 01 0 ． [ 2] 孙平．电气控制 与 P L CE M] ．2版． 北京 高等教 育 出版 社 ， 2 0 0 9 ． [ 3] 徐超．电气控制与 P L C技术应用E M] ．北京 清华大学出 版 社 ， 2 0 0 9 ． [ 4] 孙 同景．P L C原理及 工程应 用 [ M] ．北 京 机 械工业 出版 社 ， 2 0 0 8 ． 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第 4 7卷第 3期 2 0 1 1年 6月 石油化工 自 动化 AUT0M AT1 0N I N PETR0一 CHEM I CAI I NDUSTRY VoI ． 47，No． 3 J u n e ，2 0 1 1 I ／ A， S系统 在乌石化热 电厂 三期 项 目应用 中的问题 刘 伟 中 国石 油 乌 鲁 木 齐 石 化 分 公 司 ， 乌 鲁 木 齐8 3 0 0 1 9 摘 要 分散 控 制 系统 是 生产 过 程 监 视 、 控 制 技 术 的发 展 和计 算 机 与 网 络 技 术 应 用 的产 物 ， 结 合 DC S项 目的 参 与 ， 讨 论 I ／ A’ S系统 在 调试 中遇 到 的问题 及 软 硬件 特 点 和 网络 结构 ， 说 明 在 DC S项 目中 遇 到 的 问题 并 提 出 了解 决 方 案 ， 就 软 件备 份 的几 种 方案 给 出 了相 应 的处 理 办法 。 目前 两 套 系统 均 已经 投 入生 产 ， 系统 运行 情 况 良好 。 关 键 词 分散型控 制系统 ； 冗余 控制 ； 局域网 中图分类号 T P 2 7 3 文 献标 志码 B 文章编 号 1 0 0 7 7 3 2 4 2 0 1 1 0 3 0 0 7 7 0 4 0 引 言 乌 石 化 热 电 厂 三 期 热 控 项 目选 用 了 I ／ A’ S 智 能 分 散 控 制 系 统 ， 其 中 锅 炉 、 汽 机 、 电 气 共 2 3 0 0余点 ， 共配置 9 个 C o n t r o l “ 控制 站并 分为 2 个 子 区 2套 D C S ， 一 区设 5个 控 制 站 ， 涉 及 范 围 为 4号 锅 炉 及 4号 汽 机 及 一 期 除 氧 给 水 、 减 温 减 压 、 循 环水 泵房 、 油 泵 房 。二 区设 4个 控 制 站 ， 涉 及 范 围 为 5号 锅 炉 、 5号 汽 机 。每 个 C o n t r o l Ⅱ控 制站 均 由 1 对 互 为 冗 余 的 F C P 2 7 0型 控 制 器 和 若 干个 智 能 I ／ O站 组 成 。根 据 I ／ o点 数 的要 求 ， 每 个 控 制 站 配 置 相 应 数 量 的 I ／ O 站 ， 系 统 共 配 置 3 0个 分 布 式 智 能 I ／ O 站 ， 其 中 1 6个 作 为 远 程 I ／ O站 安 装 在 现 场 ， 为 提 高 抗 干 扰 能 力 并 保 证 1 0 Mb i t ／ s 的 高速 通 信 ， 通 信 介 质 采 用 多 模 光 纤 。 在 这 些 项 目 的 实 施 过 程 中 ， 对 I ／ A S系 统 在 热 电厂 热 控 DC S改 造 应 用 中 遇 到 的 几 个 实 际 问题 进 行 分 析 探 讨 。 1 i ／ a S系统特点 1 ． 1 I ／ a S系统 网络结 构 I ／ A s系统 的通信 结 构分 为 4个层 次 宽 带局 域 网 ； 载 波 带 局 域 网 ； 接 点 总 线 No d e B u s ； 现 场 总线 F i e l d B u s 。系 统 网络结 构如 图 1所示 。 1 ． 2系统 硬 件特 点 硬件特点 品种少 ， 可靠 性高 ， 组态 灵 活。所有 模 件都采用 表 面安 装技 术 ， 尺 寸小 ， 系统 结 构 简单 。 电子组件采用全密封的结构， 没有暴露的线路板， 使 其 与周 围环境 的接触 降低 到 最低 水 平 ， 增 强 了抗 环 境 腐蚀 的能 力 。i ／ o组件全 部为 变压 器耦 合隔离 和 光电隔离， 一对一转换 ， 过流保护 ， 不用保险丝 ， 提高 系 统运行 时间 。控 制 容错 技 术 ， 通 信冗 余 技 术 和矩 阵供 电方式 ， 保 证 了系统 运行 的可靠 性 。系 统功 耗 极低 ， 只是常规 系统 的 1 ／ 3 ， 可靠性 高 。 1 ． 3系统 软件特 点 I ／ A’ S操 作系 统采 用 Wi n d o ws XP操作 系统 ， 使 用 图形 用 户接 口， 可 以方便 地在 整个 系统 和所 有 连 接 的信 息 网络 上 访 问数 据 ， 并 且 提 供 了连 续 量 、 顺序 量 、 梯 形 逻辑 控 制 。它们 可 以单 独 或混合 使用 从 而满足 应用 的需 要 ， 同时将综 合控 制组 态和 操作 员接 口综 合 在 上述 范 围 内 。执 行 各 种 控 制算 法 的 收稿 日期2 0 1 1一O 41 2 修 改稿 。 作者简介刘伟 1 9 6 O 一 ， 男 ， 河南洛 阳人 ， 1 9 8 0年毕业 于新 疆党校 ， 一直从事仪表及 自控管理工作 ， 任中国石油乌鲁木齐石化分 公 司仪 控 总 监 。 [5]王 永 华 ．现 代 电气 控 制 与 P L C 应 用 技 术 [ M] ．北 京 航 空 航 天大学出版社 ， 2 0 0 8 ． [6] 张福增 ， 孙恩涛 ， 刘 瑞． 可编 程控 制器 P I c 在 电厂输 煤 系统中的应用 [ J ] ． 中国电力 教育， 2 0 0 6 ， S 1 1 4 3 1 4 5 ． [7] 殷 兴光．P L C应用 与实践 [ M] ．西安 西北 工业 大学 出版 社 ， 2 0 09 ． [8 ] 白生威．P I C在皮带输送机控 制 中的应用 [ J 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