第1章 绪论
1.1 电厂输煤系统的背景
随着工业自动化水平的不断提高，大型火电厂发电机组主机设备均被配备了先进可靠、协调统一、高度自动化的极其完善的控制系统。其良好的人机界面，优越的控制性能，准确的故障诊断与显示，大大提高了机组的运行效率，降低了劳动强度，简化了操作，也提高了故障处理速度。与先进的主机控制系统相比，输煤控制系统则显得较为落后，其自动化水平和工作效率与经济发展的要求不相适应。特别是上个世纪年代及其以前建设的火力发电厂，其输煤控制系统多为强电集中就地控制方式，采用继电器和按钮组成逻辑电路。这种控制方式与程控系统相比：功能差、系统可靠性差，自动化程度低，需要运行人员数量多且劳动强度大。
随着电力体制改革的不断深化，发电市场的竞争将日趋激烈，提高管理水平和工作效率，特别是提高设备的管理水平，提高设备的自动化程度及可靠性程度，从而达到减员增效的目的。火电厂的输煤系统是火电厂的一个重要组成单元，特点是运行情况恶劣，条件复杂，转动机械多，作业线长，设备分散，尤其对运行人员来讲，现场冗员过多且工作强度大，并且粉尘，噪音等影响运行人眼的身心健康。因此，火电厂输煤程控技术是提高输煤系统自动化程度及可靠性程度的必然选择，也是火电厂提高市场竞争能力的必然要求。
1.2 国内输煤系统的现状
目前主要有以煤炭和燃油为能源的火力发电,水力发电以及其它利用核能、风力、潮汐和太阳能等新兴发电方式,发电企业在我国主要是依靠火力发电,它占据总发电量81%的份额。随着节能减排力度的加大火力发电也愈发成熟,对环境污染得到了有效的控制,成为最安全的发电方式。在火力发电厂的辅控系统中,煤炭的输送和分配工作量大、工作条件恶劣,实现输煤和配煤的自动化控制就显得尤为迫切和重要。
可编程控制器（Programmable Logic Controller简称PLC）是80年代发展起来的新一代控制装置，是自动控制、计算机和通信技术相结合的产物，是一种专门用于工业生产过程控制的现场设备，由于控制对象的复杂性，使用环境的特殊性和运行长期连续性，使PLC在设计上有自己的明显特点：可靠性高，适应性广，具有通信功能，变成方便，结构模块化。在现代集散控制系统中，PLC已经成为一种基本控制单元，在工业控制领域中应用前景极其广泛。
随着电力工业的迅速发展，火力发电厂单机容量和装机容量日益增大，输煤系统的规模也愈来愈大，传统的强电集中控制手段已经很难适应。从八十年代引进工程开始，输煤系统逐步采用以PLC为主机的程控技术，实现子自动化控制。PLC在技术上不仅具有控制功能强、能够适应恶劣的工作环境、维护方便、可在线修改等特点。不但能完成复杂的继电器逻辑控制，而且能完成模拟量控制及智能控制，并能实现远程通讯、联网、上位机监控等功能，完全可以适应输煤系统多种功能控制的要求，并为全厂实现计算机控制创造了条件。
1.3 国内输煤系统发展前景
金融危机以来，国家围绕“保增长、扩内需、调结构”采取了一系列宏观调控政策，为我国输煤系统设备行业提供了较为宽松的国内发展环境，使行业从2008年下半年以来的困境中得到了缓解和恢复。我国输煤系统设备行业也在加快产业结构调整、转变发展方式，为行业持续发展提供了动力和支撑。在全球经济不景气、国际市场持续低迷的情况下，我国输煤系统设备行业仍然呈现出了企稳回升、发展逐渐向好的良好局面。 虽然输煤系统设备行业发展很快，但是市场存在的一些问题不容忽视，如市场无序竞争、产品质量下降、创新乏力等。输煤系统设备行业的规划和发展需要建立在充分市场调研的基础之上，输煤系统设备市场管理需要认清市场经济条件下政府和企业的角色定位，输煤系统设备市场有序运行需要完善市场交易规则和各项制度[1]。
1.4 课题的研究目的及意义
输煤系统是火力发电厂中较为庞大的系统。随着我国电力工业的迅速发展,火电厂的装机容量和单机容量都日益增大,输煤系统的规模也大幅度上升,对其控制方式、控制质量的要求也越来越高。控制领域中,明显的缺点继电器控制占有主导地位。可编程序控制器问世以前,工业这种由继电器构成的控制系统有着十分体积大、耗电多、可靠性差、寿命短、运行速度不高,尤其是对生产工艺多变的系统适应性更差,如果生产任务或工艺发生变化,就必须重新设计,并改变硬件的结构,造成了时间和资金的严重浪费。在我国70~80年代建成的火电厂中,大多数的开关量控制系统都是采用继电器控制,就是在90年代建成的火电厂中,也有相当一部分辅机系统是采用继电控制。但是,继电器本身固有的缺陷给火电机组的安全和经济运行带来了不利影响,用可编程序控制器对火电厂的继电器式控制系统进行改造已是大势所趋。PLC是60年代发展起来的基于集成电路和计算机技术基础上的一种用于逻辑控制的专用计算机。它把计算机功能全、灵活性与通用性强的优点与继电器控制简单易懂、操作方便、抗干扰能力强、价格便宜的优点结合起来,是一种面向过程控制的控制器。虽然PLC问世时间不长,但是随着微处理器的出现、超大规模集成电路技术的迅速发展和通讯技术的不断进步,PLC技术迅速发展,结构不断改进,功能大大增强,应用范围迅速扩大。可编程序控制器系统一般都具有如下特点:编程简单,控制系统构成简单,通用性强，抗干扰能力强,可靠性高,体积小,维护方便,便于安装,缩短了设计、施工投产调试的周期。
1.5 本文研究内容
在现代集散控制系统中，PLC已经成为一种重要的基本控制单元，在工业控制领域中应用前景极其广泛。在某电厂输煤自控系统中，系统要求在远离输煤廊的主厂房控制室里，对输煤线进行控制，并实时监测设备的运行状态及皮带跑偏的情况。鉴于电厂输煤系统的重要性，我们采用PLC实现输煤设备的联锁控制以保证其可靠性和特殊性，工业控制计算机则作为上位机与PLC互相配合，共同完成输煤系统的监控功能。
同时本文还采用了变频调速对输煤系统进行控制，系统的讲述了变频器的基本知识，变频调速的原理，并采用MATLAB软件对变频器进行仿真。根据控制要求设计了
PLC控制系统软件，并对涉及到的元件进行了硬件选型，在GX Developer环境下进行了仿真调试。
第2章 软件介绍
2.1 输煤系统工艺流程
图2.1 输煤控制系统结构图
厂外来煤储煤站煤场转运站煤仓堆取料机取料机输煤皮带输煤皮带输煤皮带输煤皮带碎煤机犁煤器图2.2输煤系统工艺流程图
电厂输煤工艺一般都包括：卸煤流程、堆煤流程、上煤流程和配煤流程几个部分。输煤系统工艺流程如图2.2所示
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