田 海， 張宏偉

（內(nèi)蒙古科技大學(xué)信息學(xué)院，內(nèi)蒙古 包頭 014000）

PLC技術(shù)在火電廠輸煤程控系統(tǒng)中的應(yīng)用在近些年越來(lái)越火熱，但PLC技術(shù)本身以及火電廠運(yùn)用方式存在一定問(wèn)題，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，PLC技術(shù)在火電廠輸煤系統(tǒng)上的運(yùn)用急切需要改善，因此對(duì)PLC技術(shù)在火電廠輸煤程控系統(tǒng)中的應(yīng)用有很大的分析與改善價(jià)值。

1.PLC程控系統(tǒng)工作原理與特點(diǎn)

PLC技術(shù)及工作原理：現(xiàn)階段火電廠設(shè)備整體收容容量不斷增大，在裝配設(shè)備不斷提升的同時(shí)也為傳統(tǒng)集中控制方式帶來(lái)了挑戰(zhàn)，傳統(tǒng)控制方式無(wú)法滿足火電廠程控系統(tǒng)的裝配需求，管理能力不足可能會(huì)帶來(lái)效率甚至是安全問(wèn)題?？删幊绦蚩刂萍碢LC程控系統(tǒng)有更強(qiáng)大的智能與控制能力，目前在我國(guó)應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大，PLC程控正在逐漸取代傳統(tǒng)的強(qiáng)電集中控制方式。PLC程控通過(guò)可自定義編輯的程序?qū)痣姀S輸煤生產(chǎn)與運(yùn)輸進(jìn)行控制，PLC系統(tǒng)的外部設(shè)備與強(qiáng)電集控設(shè)備相似，在內(nèi)部裝備中加裝了電腦主機(jī)以及附屬設(shè)備。PLC通過(guò)編程控制軟件，進(jìn)而對(duì)火電廠設(shè)備整體的運(yùn)行先后優(yōu)先順序進(jìn)行控制，相較于傳統(tǒng)強(qiáng)電集控可以實(shí)現(xiàn)更多的控制需求。PLC的顯示設(shè)置也有更多提升，例如PLC系統(tǒng)可以設(shè)置顯示燈的多種閃光速度，使相同數(shù)量的信號(hào)燈可以代表更多信息，對(duì)于火電廠輸煤系統(tǒng)的情況展示更為直觀，在關(guān)鍵時(shí)刻與工作人員配合可以減少許多危險(xiǎn)。PLC設(shè)計(jì)原則：PLA一般采用一主機(jī)對(duì)設(shè)備的方法，實(shí)際操作時(shí)可通過(guò)檢查特定的主機(jī)查看對(duì)應(yīng)的設(shè)備運(yùn)行情況，進(jìn)而記錄安全情況與運(yùn)行情況。在效率或自動(dòng)化需求較高時(shí)可考慮加入備用主機(jī)來(lái)確保輸煤系統(tǒng)的安全性。輸煤系統(tǒng)一般面臨著單機(jī)對(duì)應(yīng)多個(gè)設(shè)備的情況，且這些設(shè)備不為集中分布，因此應(yīng)以地形為基準(zhǔn)設(shè)立相應(yīng)的中繼站，為確保信息傳遞的安全性，通常在PLC主機(jī)與中繼站之間建設(shè)雙通道通信系統(tǒng)，也可采用單通信系統(tǒng)外加備用通信電路的方法。關(guān)于信號(hào)問(wèn)題，火電廠輸煤程控系統(tǒng)中的強(qiáng)電信號(hào)可能會(huì)干擾到PLC技術(shù)的信號(hào)，因此系統(tǒng)內(nèi)部復(fù)雜區(qū)域宜采用AC220V連接，為保護(hù)輸出與輸入系統(tǒng)內(nèi)部的信號(hào)，PLC技術(shù)線路適合采用具有繼電器隔離的輸出與輸入模塊，以此來(lái)確保線路之間不互相干擾。PLC技術(shù)的特點(diǎn)：PLC加入火電廠輸煤程控系統(tǒng)后會(huì)提升設(shè)備整體運(yùn)行效率與安全性，PLC技術(shù)擁有的特點(diǎn)可以滿足輸煤系統(tǒng)較為復(fù)雜的需求。PLC程控系統(tǒng)擁有控制生產(chǎn)與收集信息的功能，控制生產(chǎn)層面，PLC程控系統(tǒng)可以根據(jù)已編輯的程序控制煤倉(cāng)的向外分配工作，也可以手動(dòng)臨時(shí)更改輸煤方式，PLC程序主要通過(guò)計(jì)算機(jī)控制臺(tái)控制，進(jìn)行高效自動(dòng)的輸煤工作，在需要定期檢查時(shí)開(kāi)啟手動(dòng)控制。收集信息層面，PLC技術(shù)程控?fù)碛惺占a(chǎn)分配信息，收集機(jī)器運(yùn)行信息的功能，并通過(guò)顯示屏或指示燈展示具體的信息，借助計(jì)算機(jī)功能可以直接將信息輸出為表格。輸煤系統(tǒng)的設(shè)備工作次數(shù)多，各配件之間結(jié)合方式復(fù)雜，如果出現(xiàn)問(wèn)題，精準(zhǔn)正確的設(shè)備運(yùn)行信息與產(chǎn)出信息是十分重要的，PLC技術(shù)借助計(jì)算機(jī)高速運(yùn)行能力全程對(duì)輸煤系統(tǒng)進(jìn)行信息收集與輸出。

2.火電廠輸煤工藝的組成

輸煤設(shè)備：火電廠輸煤主設(shè)備是輸煤線路上的核心系統(tǒng)，輸煤主設(shè)備直接控制整個(gè)輸煤系統(tǒng)，如果輸煤主設(shè)備遭遇問(wèn)題會(huì)導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)停止工作，因此輸煤主設(shè)備的安全需要被重視。火電廠輸煤流程同時(shí)需要預(yù)啟動(dòng)設(shè)備，該設(shè)備在主設(shè)備之前啟動(dòng)，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行方式進(jìn)行選擇。例如警鈴，電動(dòng)三通擋板等。輔助設(shè)備主要對(duì)整體設(shè)備進(jìn)行檢查與處理，可以收集系統(tǒng)運(yùn)行的信息，通過(guò)單獨(dú)開(kāi)啟輔助設(shè)備對(duì)主設(shè)備進(jìn)行檢測(cè)與處理，單獨(dú)關(guān)閉輔助設(shè)備不會(huì)對(duì)主設(shè)備造成影響。安全功能主要由保護(hù)開(kāi)關(guān)設(shè)備決定，保護(hù)開(kāi)關(guān)設(shè)備可以對(duì)整個(gè)運(yùn)行流程進(jìn)行監(jiān)督，確保設(shè)備總體的速度，頻率等運(yùn)行進(jìn)行控制，在出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)通過(guò)警報(bào)燈與信息顯示屏對(duì)工作人員進(jìn)行警告。輸煤設(shè)備之間互相制約與控制組成整個(gè)系統(tǒng)。

輸煤控制：輸煤控制承擔(dān)了對(duì)輸煤設(shè)備的檢查與控制，控制輸煤流程直至煤運(yùn)送到煤倉(cāng)。首先是輸煤的原則，在預(yù)啟動(dòng)設(shè)備后按順序依次啟動(dòng)，在下達(dá)停止命令后主設(shè)備按照相反方向依次停止，在系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，PLC系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)將故障設(shè)備的上一設(shè)備及以上設(shè)備關(guān)停。輸煤過(guò)程為：首先設(shè)置一個(gè)基本煤倉(cāng)，通過(guò)PLC技術(shù)從基本煤倉(cāng)開(kāi)始配煤，輸煤裝置以相同的時(shí)間間隔一次配煤，在計(jì)算機(jī)收到所有煤倉(cāng)均達(dá)到高煤信號(hào)時(shí)立即控制停止配煤。在火電廠運(yùn)行時(shí)如果某煤倉(cāng)發(fā)出低煤位信號(hào)，輸煤裝置立即對(duì)低煤位地區(qū)進(jìn)行輸煤，在補(bǔ)足煤位后輸煤控制系統(tǒng)重新回到之前設(shè)定的輸煤順序，保證輸煤整體工作的正常運(yùn)行。在停止信號(hào)對(duì)系統(tǒng)發(fā)出后，如果輸煤運(yùn)輸帶上仍有未輸完的煤，則將余煤平均分配給每一個(gè)儲(chǔ)煤倉(cāng)，在運(yùn)輸帶完成任務(wù)后正常關(guān)閉整個(gè)系統(tǒng)。

3.PLC技術(shù)在火電廠輸煤程控中的應(yīng)用問(wèn)題

PLC技術(shù)在火電廠輸煤程控系統(tǒng)中的應(yīng)用存在著許多問(wèn)題，發(fā)現(xiàn)、分析并解決這些問(wèn)題能對(duì)PLC技術(shù)應(yīng)用未來(lái)發(fā)展發(fā)揮重要作用。這些可能影響PLC技術(shù)在火電廠輸煤程控包括工作人員能力問(wèn)題、PLC系統(tǒng)購(gòu)買(mǎi)問(wèn)題以及PLC本身系統(tǒng)的技術(shù)能力問(wèn)題等。

工作人員的能力問(wèn)題：PLC是基于計(jì)算機(jī)軟件的一種系統(tǒng)，通過(guò)計(jì)算機(jī)控制的PLC將根據(jù)原設(shè)定程序依次處理任務(wù)，在系統(tǒng)出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)一般是設(shè)備或者程序發(fā)生故障。操作或監(jiān)督PLC運(yùn)行的工作人員需要對(duì)PLC技術(shù)相關(guān)資料有一定了解，有過(guò)硬的專(zhuān)業(yè)知識(shí)。工作人員的素質(zhì)能力低會(huì)在以下方面產(chǎn)生影響：一是設(shè)備整體出現(xiàn)故障，需要及時(shí)對(duì)硬件或軟件進(jìn)行檢查與處理，工作人員知識(shí)了解能力不足會(huì)使設(shè)備運(yùn)行安全風(fēng)險(xiǎn)大大提高。二是設(shè)備安裝前期設(shè)計(jì)，高素質(zhì)工作人員對(duì)計(jì)算機(jī)了解程度較高，通過(guò)少量操作即可控制PLC技術(shù)對(duì)火電廠輸煤系統(tǒng)，因此在設(shè)備安裝時(shí)可以減少多余的輔助設(shè)備，減少安裝整體成本。引入 PLC系統(tǒng)過(guò)程問(wèn)題：火電廠對(duì)PLC技術(shù)系統(tǒng)的購(gòu)入有較多選擇，例如國(guó)外有許多成熟的PLC系統(tǒng)，可以直接購(gòu)入一整套設(shè)備，方便設(shè)備的整體安裝，但國(guó)外進(jìn)口設(shè)備價(jià)格一般較高。國(guó)內(nèi)PLC技術(shù)系統(tǒng)發(fā)展成熟程度可能低于國(guó)外，但購(gòu)入價(jià)格相對(duì)實(shí)惠。如果預(yù)計(jì)資金保持不變，在設(shè)備購(gòu)入方面上花費(fèi)大量資金會(huì)導(dǎo)致設(shè)備維護(hù)與人才招收方面的花費(fèi)受到限制，因此火電廠在市場(chǎng)選擇設(shè)備購(gòu)入方法也會(huì)影響到最終輸煤設(shè)備的水平。部分大型火電廠選擇在國(guó)外進(jìn)口成套主要設(shè)備，在國(guó)內(nèi)購(gòu)買(mǎi)附屬設(shè)備，并在購(gòu)入國(guó)內(nèi)設(shè)備時(shí)嚴(yán)加篩選，選擇有一定信譽(yù)與發(fā)展水平的公司。PLC系統(tǒng)的技術(shù)能力問(wèn)題：輸煤設(shè)備與PLC技術(shù)系統(tǒng)本身的技術(shù)都存在一定問(wèn)題，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展將被不斷改善。輸煤設(shè)備常常安置在較為惡劣的環(huán)境之中，機(jī)械設(shè)備之間相互作用，調(diào)控設(shè)備難度較高，操作人員也需要進(jìn)行復(fù)雜的操作控制，輸煤設(shè)備在未來(lái)有待改善。

4.PLC技術(shù)在火電廠輸煤程控問(wèn)題解決方案

重視對(duì)控制區(qū)域人員的引入：PLC技術(shù)大幅提升火電廠輸煤程控效率的同時(shí)也拔高了火電廠整體人才水平，在這之前的強(qiáng)電集中控制方式對(duì)人才的要求較低，PLC技術(shù)需要操作者有一定基礎(chǔ)知識(shí)，在出現(xiàn)一些問(wèn)題時(shí)能夠冷靜分析并快速解決問(wèn)題?；痣姀S至少要備用以下人才：基礎(chǔ)知識(shí)工作人員，進(jìn)階程度的檢查人員。其中工作人員需要具備PLC技術(shù)的基本操作知識(shí)，不需要深入了解PLC技術(shù)的工作原理，只需學(xué)會(huì)各輸煤階段需要如何操作設(shè)備。檢察人員需要比基礎(chǔ)知識(shí)工作人員了解更多關(guān)于PLC技術(shù)的工作原理，理解PLC的運(yùn)行方式，學(xué)會(huì)查看并分析PLC技術(shù)通過(guò)計(jì)算機(jī)返回的表格，在PLC技術(shù)出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)可以及時(shí)對(duì)問(wèn)題進(jìn)行分析并解決。因此在未來(lái)火電廠需要招入大量具有一定具有專(zhuān)業(yè)能力的人才，在入職前可以進(jìn)行適當(dāng)?shù)呐嘤?xùn)與考核，通過(guò)招入高素質(zhì)人才來(lái)確保PLC技術(shù)的正常運(yùn)用。重視對(duì)PLC附屬設(shè)備的安裝：PLC技術(shù)系統(tǒng)一般有許多的附屬設(shè)備，附屬設(shè)備確保了輸煤系統(tǒng)的整體性。附屬設(shè)備中較為重要的是傳感器，傳感器是PLC技術(shù)中的重要設(shè)備，傳感器主要通過(guò)傳遞信息間接控制PLC技術(shù)系統(tǒng)的整體運(yùn)行，因此在PLC技術(shù)的安裝階段與運(yùn)行階段需要提高對(duì)傳感器設(shè)備的重視。例如，撕裂保護(hù)相關(guān)傳感器可以檢測(cè)輸煤管中的雜質(zhì)含量，防止輸煤管中雜質(zhì)過(guò)多而導(dǎo)致輸煤帶斷裂，同時(shí)有撕裂保護(hù)傳感器通過(guò)檢測(cè)輸煤帶的受力情況來(lái)判斷輸煤帶的撕裂情況，在出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)及時(shí)反饋計(jì)算機(jī)并關(guān)停相關(guān)設(shè)備。撕裂保護(hù)傳感器等附屬設(shè)備的安裝位置也有較大作用，工作人員需要正確選擇傳感器的安裝位置。例如皮帶偏離傳感器的安裝位置，皮帶偏離傳感器可能同時(shí)與多個(gè)開(kāi)關(guān)共同連接，這種情況下工作人員出現(xiàn)失誤操作就會(huì)對(duì)整體設(shè)備造成不可逆的影響，因此在安裝前需要合理分配傳感器位置，確保成本不提升的同時(shí)減少設(shè)備之間的影響。

注重PLC技術(shù)系統(tǒng)的控制：輸煤設(shè)備一般安裝在條件惡劣的地形，可能面臨著高寒等天氣因素的影響，因此要重視對(duì)PLC電氣系統(tǒng)的控制。提升對(duì)PLC技術(shù)系統(tǒng)的控制包括合理布置控制設(shè)備與合理安裝監(jiān)控設(shè)備。PLC技術(shù)的控制設(shè)備應(yīng)當(dāng)安裝到環(huán)境適宜的位置，并加裝保護(hù)設(shè)備來(lái)防止環(huán)境對(duì)控制設(shè)備的破壞，密封較差的控制箱在雨水天氣可能會(huì)受到水汽的侵蝕，在高寒天氣可能因低溫發(fā)生故障，因此在保護(hù)箱的選擇上，要具有防潮性與抗寒性，某些情況同時(shí)要確保密封性。關(guān)于監(jiān)控設(shè)備的安裝，合理的安裝可以時(shí)刻檢查設(shè)備的運(yùn)行情況，輸煤系統(tǒng)一般不可避免地具有復(fù)雜性，不同煤倉(cāng)之間的間隔較大，依據(jù)不同情況選擇不同的安裝方式。例如安裝定期運(yùn)動(dòng)的監(jiān)控?cái)z像設(shè)備，在減少成本的同時(shí)提升監(jiān)控的范圍。

5.結(jié)語(yǔ)

全文前部分探討了PLC技術(shù)以及輸煤系統(tǒng)的背景， 后部分分析了PLC技術(shù)在輸煤系統(tǒng)中的應(yīng)用問(wèn)題以及解決方法。最終得出如下結(jié)論：PLC技術(shù)極大地改善與簡(jiǎn)化了火電廠輸煤程控系統(tǒng)的運(yùn)行難度，但一定程度上增大了安裝成本與檢查難度。PLC技術(shù)在火電廠輸煤程控系統(tǒng)中的應(yīng)用需要重視對(duì)人才的引入，附屬設(shè)備的處理以及監(jiān)控設(shè)備的布置。同時(shí)注重PLC技術(shù)在未來(lái)的發(fā)展能力，與科學(xué)技術(shù)相結(jié)合，確保PLC技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展。