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    煤化工廠


    一、概述

    該系統用于火電廠燃煤輸送系統,包括上煤程控、配煤程控和監控。主要完成手自動上煤,手自動配煤,分爐計量,皮帶保護等功能。簡單可靠,能充分滿足輸煤工藝和設備運行要求。

    二、系統組成

    本系統程序控制系統采用西門子的S7-300系列可編程控制器(PLC)作控制主機。上位采用一臺客戶機形式構成監控網絡,人機界面(MMI)應用軟件采用西門子公司的WINCC組態軟件,實現實時數據采集顯示,實時操作,歷史數據收集與存儲,實時與歷史趨勢圖顯示,實時報警與記錄等功能,并可根據用戶需求靈活設計,方便操作。

    三、控制系統功能的實現

    本系統有程序控制、聯鎖手動、解鎖手動三種控制方式。在現場設備狀態正常的情況下,程序控制為系統的最佳控制方式,在此方式下,設備的空載運行時間最短,操作員的操作步序最少。聯鎖手動方式是對要啟動的流程中設備按逆煤流方向一對一的啟動,按順煤流方向一對一停車,要求設備啟動前須先將三通擋板啟動到位,設備的保護動作處理均同自動控制方式。解鎖手動是在設備間解除了聯鎖關系的情況下,一對一啟動設備,此方式絕不可帶負載運行,因設備已經不存在聯跳功能。

    考慮到設備帶負載停機等因素,流程啟動時,只按逆煤流方向逐臺啟動,聯鎖手動方式下啟動流程也須遵循此原則。

    流程按順煤流方向逐臺停機,在故障停機情況下,故障點以上設備除碎煤機延時跳外,均立即聯跳,聯鎖手動方式下,隨意停流程中一臺設備,也將聯跳逆煤流方向以上設備。故障解除后,可將停掉的設備以自動控制或聯鎖手動方式再次啟動。 

    自動模式:

    自動模式時皮帶設備連鎖延時啟停。

    1.選擇自動模式,

    2.選擇要啟動的設備路徑,路徑選擇后相應的按鈕變綠,并出現路徑指示箭頭。然后根據所選路徑三通將進行動作。若要重新選擇路徑,則點擊取消路徑選擇,即可重新選擇路徑。

    3.等三通動作到位后,點擊自動啟動。設備將按照選擇的路徑,沿逆煤流方向延時啟動。延時過程如下:

    3#皮帶——2#皮帶——破碎機1#電機——破碎機2#電機——1#皮帶,除鐵器。

    設備間延時時間為30s

    4.停止時,點擊自動停止,設備將按照煤流反向,延時停機。

    5.在運行中,當任一臺設備發生事故停機后,立即聯跳逆煤流方向的設備。

    手動連鎖模式:

    設備間有逆煤流連鎖關系,但設備的啟停需手動操作。

    1.選擇手動模式,

    2.選擇連鎖模式,此時設備間存在連鎖關系。

    3.點擊相應的設備,彈出相應的小窗口,然后進行啟?刂。

    4.此模式下應按逆煤流方向,依次啟動設備,前一設備運行后,后一設備才能啟動。停機反之,否則連跳逆煤流方向的設備。

    5.在運行中,當任一臺設備發生事故停機后,立即聯跳逆煤流方向的設備。

    解鎖手動模式:

    1.選擇手動模式,

    2.選擇解除連鎖,此時設備間無連鎖關系,每臺設備都可單獨啟停。

    3.點擊相應的設備,彈出相應的小窗口,然后進行啟?刂。

    4.此模式下運行后,設備不進行連跳。

    就地控制: 

    系統中的各設備均可通過現場就地的轉換開關切換到就地方式此時脫離程控,在控制室上位機上相應設備也將顯示“就地”,此時設備無法遠程控制。若現場設備切換為遠程程方式時,在上位機上相應設備也將顯示“遠程”。它適用于單臺設備的調試、校正、試驗。

    四、故障診斷及處理

    輸煤系統設備多,工作環境惡劣。為保證系統運行的安全性和可靠性,系統在設計上合理優化,采用了先進的控制系統及網絡結構,選用高可靠性的繼電器、接觸器等組件,通過優化設計,大大減少了接點數,從而減少了故障點,使設備的可靠性、安全性和可擴展性都大大提高。系統可對現場故障信號及時捕捉、準確診斷,并對現場設備采取保護措施,實現了系統安全可靠的運行。

        故障捕捉

      輸煤系統的故障判斷是建立在實時監測基礎上的。從性質劃分有兩類故障,一類是可由現場檢測開關狀態判斷的,如落設備過載、皮帶跑偏等,另一類則需通過軟件系統作相應的處理、分析才能夠確定的,如犁煤器、三通擋板不到位故障等。對這兩類故障,軟件系統都能及時捕捉并進行報警。

      1) 直接開關狀態故障的判斷

      直接由現場檢測開關得到的故障信號有多種,包括電動設備過載、皮帶輕度及重度跑偏、皮帶打滑、現場拉繩開關閉合等。這些信號狀態產生后必須作相應的延時處理才可斷定是否真的故障信號,以免誤報。如皮帶打滑故障的判斷,因皮帶在啟動時速度是逐漸增大的,所以須在皮帶運行狀態存在30s后再判斷處理。

    2) 非開關狀態信號故障的判斷

      此類故障是由PLC控制邏輯判斷或上位機監控軟件分析獲得的。主要是電機電流越限或異常、三通擋板不到位等故障。這種故障的捕捉在PLC梯形邏輯中實現,這樣即使在上位監控機不工作時PLC也可捕捉到所有故障。一旦有嚴重故障發生, PLC立即采取停止流程、停止相關設備等相應措施,防止故障進一步擴大,保護設備的安全運行。

    電機電流異常

      輸煤沿線設備很多,對主要設備要裝設電流傳感器和電流變送器監視電機電流是否工作在正常狀態,避免電機長時間工作在電流過大或過小狀態,以致燒毀電機。電流變送器輸出的信號為4~20mA的模擬量,傳輸至PLC模入模塊,并在上位機界面中顯示并記錄。

    故障報警

      輸煤系統運行過程中產生的故障類型很多,但處理方法不同,有的故障只需報警,以提醒值班人員注意,對嚴重故障,則必須立即停止故障設備,并通過聯鎖停止其前級所有設備。故障報警采用聲光報警手段實現。即利用多媒體技術合成語音通過揚聲器播放發生的故障類型,并在上位機監控程序中的報警窗口顯示故障發生時間、故障類型及判斷的故障原因,故障信息上光帶閃爍,同時上位機屏上相應設備的燈光也閃爍。

    五、顯示與控制

    1.設備顯示功能監控畫面信息顯示:程控系統具有豐富的信息提示功能,監控畫面通過文字、數字及顏色的變化來顯示程選設備;停止設備;運行設備;故障設備等設備狀態信息。運行設備電流顯示,當信號出現時畫面上才有顯示。

    實時報警窗口:在監控畫面中,具有設備實時報警提示,實時報警為漢字顯示。

    值班員可以通過如下方式了解設備的報警情況:

    一是通過系統工藝模擬圖上設備的顯示狀態;

    二是通過“實時報警”窗口。

    歷史數據和趨勢圖窗口:在監控畫面中用戶可以通過表格或趨勢圖兩種方式直觀的了解數據的變化情況。

    2.實時監視和控制

    在主控上位計算機上通過監視器實時監控生產過程。主控上位機實時地從PLC主機得到運行數據,刷新系統實時數據庫,動態地監測開關狀態變化,模擬量參數的變化;并對實時數據進行分析判斷,當發現故障時,產生報警信息。運行人員通過上位機監控軟件向PLC主機發送有關的控制指令。

    六、系統特點

    控制系統采用集散型結構,開放性好、易于擴展、提高了系統的可靠性,分散系統風險。

    控制系統具有完善友好的人機界面,采用國際上流行的上位機監控作為主要的人機接口,整個系統的運行操作全部在上位機上實現,通過鼠標,鍵盤,顯示器等外設對整個工藝系統進行集中監視、管理和自動控制。

    當參數越限或控制對象故障狀態變化時,RT畫面上以不同顏色顯示,通過PLC對整個系統實現遠程自動控制,并具有聯鎖保護功能;

    系統具有聯鎖保護功能,故障響應及時準確,當參數越限或控制對象故障狀態變化時,系統畫面中相應設備的顏色會產生變化,報警界面中可自動顯示故障的發生時間、地點及性質,并進行聲光報警。