摘要：目前，我国绝大部分的火电厂还是以燃煤为主，所以输煤系统依旧是火力发电厂的重要组成部分。输煤系统的自动化先进程度直接影响到电力的生产效率及其稳定性。随着现在辅控网络在大型火力发电厂的应用和推广，对输煤程控系统又提出了更高的控制要求。
关键词：火电厂；输煤程控系统；实施方法
南屯电力分公司燃料输送系统为3台锅炉提供燃料，主要负责将煤泥和混煤输送到炉前仓，系统有运煤系统、运煤泥系统、运石灰石系统、配煤系统等组成。燃料由南屯矿洗煤厂经W1号皮带运至电厂3个筒仓，筒仓底部采用双缝式煤槽，双轨、双皮带，各配有两台QYG—300型叶轮给煤机。共有5段混煤皮带和一条煤泥皮带，除煤泥带外均分甲、乙两路布置，一路运行，一路备用。系统还包括直线振动筛1台、笼式滚筒筛分机1台、辊式破碎机1台、可逆锤式破碎机2台、永磁除铁器4台、电子皮带称3台、螺旋给料机3台等设备，整个输煤系统输送距离远，皮带数量多，系统控制、保护及联锁复杂。
1输煤流程简介
输煤程控系统主要由卸煤、堆煤、上煤和配煤4个部分组成，输煤系统的各个部分一般都是相互独立的，其中卸煤和堆煤是将外来煤运至煤场，为上煤和配煤做准备的阶段。上煤是将原煤从煤场输送至给煤机变频控制系统，经过该控制系统调节后，再将煤通过1#、2#转运站的输煤皮带机输送到3#配煤皮带机架的过程;配煤部分是将从上煤部分输送来的煤在3#配煤机架上按照所设定的要求，有规律、有顺序地分配到4座煤仓的过程。输煤程控系统主要控制称重给煤机、工业变频器、三通挡板(落煤管)、传输皮带机、粗细碎煤机、除尘器、除铁器及双侧犁煤器等设备。
2系统现状
原输煤程控系统采用PLC+CRT站集中监控方式，PLC部分I/O站采用远程I/O，双网冗余。设置互为备用的主站一个，三个远程分站，主站配置在输煤集控室，三个远程分站分别放于筒仓处、碎煤机室和煤仓间，构成PLC－SCADA分布式监控系统。PLC为施耐德公司的ModiconQuantum140模块式PLC产品，型号140CPU43412A，共有两台，主站设计上采用双CPU、双电缆冗余远程式IO，上位机使用同轴电缆同PLC主机进行通讯，主站和从站之间采用同轴电缆联网。
3改造必要性
由于运行时间较长，该系统部分模块与设备已经不能正常工作，无法适应发电和安全生产的需要，逐渐暴露出一些行业曲线linkindustryappraisementpointDOI：10.3969/j.issn.1001-8972.2018.08.008可替代度影响力可实现度行业关联度真实度问题。
（1）原控制系统设计较早，控制方式受历史条件制约呈现不合理状态，整套系统经过长期运行，目前线路老化，故障率高，无法实现对新增设备的控制。（2）就的控制箱使用多年，几经检修、改动，线号缺失较多，难于维护。其次，箱内灰尘较多，器件陈旧，触点老化，接线松动，很难保证频繁启停和安全运行需要。再者，具有相同功能的设备的现场控制箱安装分散，操作烦琐。（3）由于生产的需要，新增或更新的设备，不能很好的融入原系统。目前输煤系统生产增加了很多新设备，如变频器，软起动控制器等，不能有效融入原系统中，难以有效发挥它们的全部作用。（4）PLC系统故障。在输煤程控系统中，PLC本身在设计上已具有一定的抗干扰措施，有着较高的可靠性。但各远程站安装在输煤现场，存在粉尘大、温度高、潮气大，工作条件恶劣，且已连续运行14年之久，经常出现模块故障，影响燃料可靠运输。输煤系统是发电企业的重要生产环节，若不能及时消除此项隐患，将影响机、电、炉的安全、稳定、长周期运行。为保障输煤系统的安全可靠、改善工人劳动环境，需对输煤控制系统进行技术改造。
4改造目标
此次改造将保证改造后的输煤程控系统有高度的可靠性、良好的可控性、充分的系统开放性，历史信息的完备性，达到国内输煤控制先进水平。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆具体达到目标包括：（1）通过改造，更换最新型成熟的PLC模块，确保输煤系统可靠、稳定的运行、并且具备良好的系统扩展功能。整个控制系统技术先进、安全可靠、经济实用。（2）保持与全厂生产自动化控制信息系统的实时数据库和信息管理数据库的良好接口，能够实现信息系统对生产数据的无障碍存取。（3）增加工业电视监控功能，通过工业电视监控系统对各个皮带的转载点及关键场所进行监视，以实现对输煤系统全线生产工作情况的整体实时监控。（4）更换皮带机保护元件，将皮带机的五大保护元件融入到输煤自动化系统中。
5 PLC改造实施
为确保电厂安全平稳运行，减少输煤系统改造停运时间，节约投资，此次改造采用整体更换4面PLC控制柜，将原施耐德PLC升级为罗克韦尔A－BControlLogix系列产品，采用GE公司的iFix上位机监控软件，同时用光纤传输代替同轴电缆传输，而现场原有I/O线缆接线不变的总体方案。此方案具有投资成本低，安装容易、改造时间短等优点，但也存在原系统已经连续运行14年，部分测点已经损坏或者变更，变更资料难以收集齐全，还有一部分测点虽然已经设计但就的线缆或者设备未接入等问题，系统程序调试具有一定难度。
（1）整个系统拓扑结构分为三层：上层为上位机，中层为PLC主控制器，下层为三个远程I/O分站。上位机通过以太网与PLC系统主站实现网络连接；PLC系统包括一个主站和三个分站。（2）两套上位机通过以太网连接互为热备用方式，运行的一台作为操作员站实现生产运行中的操作监控，其中的一台可作为工程师站用，完成系统中所有设备的组态、编程及离、在线程序修改。并通过以太网与其他系统（如MIS）实现连接与集成，将输煤程控系统的主要参数和被控设备状态信息传输到MIS系统。（3）根据工艺分布，PLC系统下设3个远程I/O站，对应为筒煤仓分站（远程站1）、碎石室分站（远程站2）和煤仓间分站（远程站3）。各站点之间敷设光缆，通过光纤连接。（4）在总线上各就的控制站均能接受数据通讯总线数据，并发送数据。数据通讯总线检测通信误差并且采用相应的保护措施，确保通信的高度可靠性。所有DI、DO模块选用低压模块（24VDC），I/O模块具有状态指示和诊断指示，并可带电插拔。（5）用于故障时紧急停机的后备手操接入引入主站，用于紧急情况下运行人员紧急停机。
6皮带保护元件改造
通过分析，皮带保护元件的不足之处主要包括：输煤皮带0#带保护设置太单一；甲带和乙带保护设置不齐全，缺少纵向撕裂、温度、烟雾、堆煤等保护项目；甲带和乙带在“就的”位操作时，部分保护功能设置不合理，不能实现保护跳闸停皮带或发出保护报警信息；煤泥带使用频率高，属于厂内重要设备，但保护设置偏少。
结合皮带现场实际和控制要求，确定各皮带元件改造要求：（1）各皮带根据实际情况增加、完善保护元件设置；（2）0#带加装就的保护控制箱，所设置的保护项目任意一个动作均能够实现跳闸停皮带功能，并能够在保护控制箱上显示保护报警信息；（3）甲带和乙带加装就的保护控制箱，皮带在“就的”位控制时，所设置的保护项目任意一个动作均能够实现跳闸停皮带功能，并能够在保护控制箱上显示保护报警信息；（4）甲带和乙带在“远控”位控制时，所设置的保护项目任意一个动作均能够实现跳闸停皮带功能，并能够同时在就的保护控制箱和输煤集控画面上显示保护报警信息；（5）煤泥带加装就的保护控制箱，所设置的保护项目任意一个动作均能够实现跳闸停皮带功能，并能够在保护控制箱上显示保护报警信息；（6）所有保护控制箱上均设置保护“投入”和“解除”转换开关。
结论
电厂输煤程控系统设计实际上就是采用PLC作为控制核心，按照步进控制原理，实现电煤输送子系统间相互协调工作，高效稳定的完成电煤的输送。一方面，它可以为电厂管理层的决策提供真实、可靠的实时运行数据，了解机组在一定负荷运转下的燃煤消耗情况，为企业提供科学、准确的经济性指标。另一方面，它的高可靠性、高实用性和扩展灵活性大大降了工人劳动强度，同时为以后的进一步扩展提供方便。
参考文献：
[1]张雪松.基于PLC的电厂输煤程控系统的研究[J].云南电力技术，2016，12（38）：66-68.
[2]葛修君.PLC在输煤程控系统中的应用[J].煤炭技术，2016，8（28）：26-27.
论文作者:张建平
论文发表刊物:《电力设备》2018年第16期
论文发表时间:2018/10/1
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