基于PLC的给煤机控制系统的设计

字数:27683.页数:103  范文编号:ZD123     范文编号:ZD123 

引言
随着电网的不断扩大和单机容量的不断增加，电厂机组的安全经济运行变得更加重要。给煤机是电厂锅炉系统中的一个极为重要的组成部分，在火力发电厂的磨煤制粉系统中，它与磨煤机设备配合，实现把煤连续、均匀地供给磨煤机，然后供给锅炉燃烧系统，控制锅炉压力，保证锅炉生产能力及其安全，是锅炉燃烧系统的重要辅助设备。目前，300MW及以上的大机组的锅炉正在大量采用直吹式制粉系统，即一台磨煤机配备一台给煤机，磨煤机磨出的煤粉直接吹入锅炉燃烧器内燃烧，磨煤机与燃烧器中间没有煤粉仓。这样，锅炉的给煤量就完全由给煤机决定，因此，给煤机控制系统的控制精度是否准确、控制逻辑是否正确和保护功能是否可靠，将直接影响给煤机的运行，进而影响整个火力发电机组的安全和经济运行。现在，国外大量采用电子称重式锅炉给煤机微机控制系统，国内许多新建与引进整套设备的电厂也开始应用该控制方案。电子称重式给煤机包括给煤机控制器、皮带输送及张紧驱动机构、电子称重设备及标定机构、各种传感器设备及清扫机构等。其中给煤机控制器可以实现在运行过程中对燃煤进行精确计量，并根据中央控制室要求以及人工设定值和燃烧控制系统的反馈信息控制给煤率，自动调整皮带的行进速度以调节给煤量，使送入锅炉的燃煤与所需燃料相匹配，从而达到理想的经济效益及管理效果，因此它不仅是性能良好的调节装置，也是可靠的煤耗计量装置[1]。
目前，大部分火力发电厂的给煤机控制系统采用基于单片机的控制器控制给煤，取得了较好的控制效果。但采用单片机控制软件编程复杂，对操作人员要求较高，积木式搭建的硬件可靠性较低，而且价格较贵。本设计采用模块化PLC 控制给煤系统，不仅简单方便而且可靠性大大提高。PLC是一种专门用于工业环境过程控制的数字运算操作的电子系统，是集自动控制、计算机网络、通信等功能于一体的自动化装置，可靠性高、抗干扰能力强、功能完善，具有编程简单、体积小、重量轻等特点。同时，利用变频器的各种功能，方便实现了设备的复杂运行方式，辅之以PLC的控制，使控制回路简单化，可以提高设备运行的安全性和可靠性，延长维修周期。对于节约能源和提高经济效益及保证安全方面有重大意义。

目录
引言   2
1 系统设计说明   3
1.1 系统概述   4
1.1.1 概述  4
1.1.2 系统工作原理   4
1.2 系统设计要求   5
1.2.1 系统功能要求     5
1.2.2 设计任务     6
1.3 给煤机控制系统设计方案的拟定  6
1.3.1 调速系统设计方案的拟定   6
1.3.2 控制系统设计方案的拟定  7
1.4 系统控制过程说明  8
1.4.1 系统工作方式  8
1.4.2 系统功能说明  8
2 控制系统硬件设计   11
2.1 系统基本组成   12
2.2 系统设计的重点和关键   12
2.3 重量检测机构的说明   13
2.4 马达转速检测机构的说明   14
2.4.1 检测原理   14
2.4.2 齿轮测速传感器的选择   15
2.5 PLC各模块的选型   15
2.5.1 CPU模块的选型  16
2.5.2 电源模块、底板和通信模块的选型   16
2.5.3 I/O模块的选型   17
2.6 变频器的运用和选型   18
2.7 电气控制系统的设计 如附录C  20
2.8 系统配置及其它器件的选型   20
2.8.1 PLC控制系统配置   21
2.8.2 控制系统其它器件的选型  21
3 可编程终端（PT）的设计   22
3.1人机界面的介绍与选型   22 
3.2 人机界面画面的设计  22
3.1.1 初始化画面设计  24
3.1.2 运行参数显示画面设计   24
3.1.3 密码设定画面设计  24
3.1.4 参数设置操作画面设计  26
3.1.5 校验操作画面设计   26
3.1.6 报警历史画面设计  26
4 控制系统的软件设计   28
4.1 输入/输出点的确定及I/O地址分配  28
4.2 子程序功能的说明  30
4.3 程序中的计算处理方法   30
4.3.1 瞬时重量的计算（SBS 04  30
4.3.2 重量累积的计算  31
4.3.3 实际流量的计算（SBS 04  32
4.3.4 流量控制计算（SBS 05）   32
4.3.5 转速控制计算（SBS 07）   32
4.3.6 转速计算（SBS 01  32
4.3.7 速度计算（SBS 01  33
4.3.8 给煤率计算  33
4.3.9 电机转速与变频器输出频率对照计算   34
4.3.10 给煤机马达电流计算   35
4.4 系统控制程序设计  36
4.4.1 CX-Programmer编程软件介绍  36
4.4.2 控制流程图  38
4.4.3 控制系统程序  38
5 系统参数的设置  40
5.1 变频器参数的设置  40
5.2 系统参数的设置  41
6 技术经济分析  42
7 结论   43 
致谢   44
参考文献   45
附录A 译文  46
附录B 外文文献  51
附录C 给煤机控制系统主电路图   58
附录D 给煤机控制系统控制程序  59

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