應用技術
作者：尚誌強
摘 要 隨著國民經濟的發展，社會生產生活對電力能源的要求越來越高，電廠的裝機容量不斷增加。在這種趨勢下，電廠穩定運營對輸煤係統的要求也進一步提高，常規的輸煤控製係統已無法滿足輸煤係統自動化的迫切需求，可編程邏輯控製器（即PLC）在電廠輸煤係統得到了廣泛的應用。本文對基於組態技術全真模擬PLC控製對象的PLC電廠輸煤控製係統進行探討，以期為電廠企業提高生產效率和質量水平提供條件。
關鍵詞 組態技術；全真模擬；PLC；輸煤控製係統
中圖分類號TM7 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708（2012）58-0119-02
輸煤係統不僅是電廠不可或缺的原料供給係統，還是製約電廠生產運營效率與質量的重要環節，更是電廠生產運營各環節中設備數量最多、生產線最長、工作環節最惡劣以及勞動強度最大的環節，是易發、頻發設備故障甚至人身傷亡事故的環節，是生產管理困難且安全運行要求極高的環節。因此，實現輸煤自動化是電廠企業提高生產效率與質量水平的必要條件，需要各科研院所、電廠企業等相關人員進行持續、深入的研究和探索。
1 組態技術概述
組態技術是一種借助組態軟件帶有的工具與方法對某任務過程進行模擬的技術。在組態技術出現前，對任務過程進行模擬需要使用Visual Basic等編寫程序，工作量大，而且周期長，還難以完全避免錯誤。在組態技術出現後，依靠組態軟件強大的數據采集、處理、存儲和圖形、信息處理以及通訊等功能，能夠對工業對象的具體動作和特性進行映射，對電子信號進行動畫處理，控製功能可以滿足電廠等工業生產管理的需要。下文將結合Kingview 6.5應用的實例探討全真模擬PLC控製對象的PLC電廠輸煤控製係統的具體構成和相應的軟件設計。
2 PLC電廠輸煤控製係統的構成
係統構成包括硬件、軟件、通訊協議3個方麵：
在硬件構成方麵，係統采用三菱公司生產的FX係列PLC，上位PC機作為監控中心，通過編程口與PLC之間進行通訊。上位機與下位機之間的通訊可以根據實際情況選擇適合的端口，由於上位機是RS-232C串行接口標準，下位機編程口是RS-422標準，需要使用相應的接口適配器。
在軟件構成方麵，主要包括安裝在上位機中的FXGPWIN與Kingview 6.5，前者是編程軟件，後者是組態仿真軟件。FXGPWIN能夠輸入、注釋、修改、編譯PLC程序並監控運行狀態，還可以設置各項參數。Kingview 6.5能夠全真模擬PLC控製對象，被控對象能夠接受控製信號並按照控製程序在計算機屏幕上將控製的全部內容以動畫的形式予以顯示，還可以通過數值輸入、按鈕等方式主動向PLC發布命令和參數。
在通訊協議方麵，RS-232C協議定義了端口連接方式和數據傳輸方式，上位機與下位機的通訊必須在硬件互聯的基礎上，按照通訊協議進行通訊程序的編寫，確保數據位、停止位等數據傳送格式完全相同，實現軟件上的一致。
3 PLC電廠輸煤控製係統的軟件設計
軟件設計包括PLC控製設計、仿真畫麵設計兩個方麵：
在PLC控製方麵，需要在掌握電廠輸煤係統實際要求的基礎上，設計PLC輸入與輸出分配表和係統控製程序。第一，電廠輸煤係統實際要求，以輸煤係統由輸煤皮帶機、葉輪給煤機各兩台和犁煤器、碎煤機滾動篩以及帶式除鐵器等組成為例，為保證該套輸煤係統的可靠運行，需要同時具有手動與自動控製方式，使用選擇開關對兩種控製方式進行切換，輸煤係統中各個設備的運作需要遵循既定的程序，並確保出現設備故障時能夠自動停車、及時發出警報。另外，在設備啟停過程中，需要設置一定的時間間隔，例如本例中需要統一設定10s的啟動延時，而停機延時需要根據設備具體情況來定；第二，PLC輸入與輸出分配表，輸入端口中隻有自動與手動的切換開關使用轉換開關，除此之外都使用自動複位點動按鈕，輸出設備中隻有帶式除鐵器與報警燈使用電磁鐵控製，除此之外都是用接觸器控製。具體內容如XO端口為自動啟動功能、X6端口為帶式除鐵器手動啟動功能、X20端口為報警消除功能、Y6端口為犁煤機動作功能；第三，係統控製程序主要指的是啟停控製程序，需要電廠輸煤係統在PLC控製下依照一定的順序進行依次啟停，以完成輸煤過程。根據輸煤係統的實際要求，需要按照逆序啟動，從犁煤機開始啟動，直到一號葉輪給煤機最後啟動，各設備啟動間隔十秒時間，在停止時，由一號葉輪給煤機開始停止，直到犁煤機最後停止，停止時間間隔除帶式除鐵器與碎煤機滾動篩之間、二號葉輪給煤機與二號帶式輸煤機之間為20s間隔，其餘為10s間隔。