西门子S7-400,PLC在电厂输煤系统中的应用:电厂输煤人员个人总结

　　摘 要:本文在简要介绍输煤系统流程概况和西门子S7-400 PLC的基础上着重阐述和分析了西门子S7-400 PLC在电厂输煤系统中的实际应用状况,以期能够给相关的工作人员提供一个理论上的参考依据和实践中的指导作用。
　　关键词:西门子S7-400 PLC 电厂 输煤系统
　　中图分类号:TK39 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)05(b)-0021-011 输煤系统流程概况
　　输煤系统之于电厂就如同咽喉之于人,因此输煤系统的可靠性、稳定性以及其自动化程度都将直接影响到整个电厂的运行状况和经济效益,本文在对输煤系统结构以及软件编程进行了简要的介绍。简要来说,首先需要通过汽车将煤运输到卸煤沟,然后就由叶轮给煤机将其运输到输送机,进一步的通过后级带式输送机等设备将煤运送到煤场或者是煤仓。煤在进行运输的过程中通常分两路来进行,且两路之间还需要三通和伸缩头的切换来是实现两路之间的交叉运行。系统中的辅助设备通常都只参与到局部联锁中来,也就是只随着本级的皮带机等设备来进行相应的启动或者是停止。
　　2 系统结构
　　输煤石灰胶带输送系统是建立在先进的分布式、网络化结构基础上的自动化控制系统。该系统的PLC及I/O部分采用Siemens公司的SIMATIC S7系列产品,上位机的人机界面软件采用北京亚控公司的组态王产品。我们将就其硬件结构和软件结构的特点展开分析。
　　2.1?硬件结构
　　西门子S7-400 PLC在对电厂输煤系统进行控制时一共设置了4个控制机柜,其中一个安装PLC单元,其主要的作用就是按照既定的程序来对现场设备的动作进行控制,在本系统中我们所使用的是S7-414高性能可编程控制器;其他三个主要安装I/O单元,这一部分的主要功能就是对现场的运行信号进行收集并相应的输出控制现场设备的动作信号,本系统中的I/O部件使用Siemens的ET200M分布式模块,ET200M的I/O模块与S7-300系统的模块兼容。除此之外,硬件子系统还包括Profibus通讯部件、以太网通讯部件、和各种功能的工作站等设备,这些硬件设备共同配合完成对于整个现场中设备的控制和运行并进行相应的信号输入与输出。
　　2.2?软件结构
　　在对软件结构进行分析时的分类是按照其功能来进行的,也就是划分为人机界面组态软件和PLC控制软件。本系统中使用的人机界面组态软件是北京亚控公司组态王,操作员能够通过这样一种软件来实现远程操作,并能够实现各种工艺操作画面的设计与模拟,这样就能够让用户直观的看到现场设备的实际运行状态,也能够根据需要对设备发号指令;本系统中使用的PLC控制软件是Siemens公司的 STEP 7,这样一种软件系统的使用能够让用户或者是现场的信号直接通过客户机来发送控制指令,并按照既定的程序来进行执行最终实现对于现场设备的指挥和控制,与此同时将状态信号返回到上位机中。
　　2.3?电源配置
　　在本PLC控制系统中配备的是两套完全独立的220VAC电源,并保证其中任何一套出现故障时另一套就能够自动的投入使用。整个的输煤系统配置UPS电源,其他各种配置如上位机或者是PLC主机等的电源都由电源柜的UPS电源来统一供电。除此之外,UPS电源还配置有内部的蓄电池结构,这就能够保证在外部两个独立电源同时丧失功能的时候保持供电30min,在这样一个时间段内就能够让操作员有足够的时间进行相应的补救操作,如切换跳闸位置等,以保证将电厂的损失降到最低,将安全系数提到最高。
　　2.4?网络设置
　　在Profibus网络中,每个站点有一个唯一的站点号。PLC的站点号通过STEP 7组态软件设定,ET200M的I/O站点号通过通讯模块上的拨码开关设置。堆取料机通讯PLC的站点号由厂家设置。Profibus网络的通讯速度可以有多种选择。一般情况下,通讯网络距离越远,通讯的速度就要求越低。常用的通讯速度有1.5Mbps,500kbps,187.5kbp,93.75kbps等。在Profibus网络上,一般只有一个主站(Master),其他站点都是从站(Slave)。
　　3 软件设计
　　本文中所给出的输煤系统是一套完整的综合控制系统,具体包括就地(Local)、单独(Manual)和联锁(Auto)三种控制能力和方式,其中单独和联锁方式统称为远方控制(Remote),且都能够提供必要的监控、联锁和报警功能。在这三种控制方式之中,最主要也最基本的还是远方控制方式,其他的两种通常只是在有必要的时候进行一个补充和辅助。
　　3.1?程序自动
　　在本系统中,就地和远方控制由操作箱上的切换开关确定。当处于就地控制状态时,设备就应该由操作箱上的按钮来控制,当处于远方控制时,设备就应该由PLC控制系统来进行控制。但是考虑到本系统中大部分设备的单独/远方信号并未进入PLC,所以PLC控制程序自身并不知道当前设备正处于何种运行方式,相应的也就不能够正常的启动PLC。当设备无法由PLC控制系统启动时,就需要操作人员来进行相关的工作,确认控制方式处于远方控制。
　　3.2?远方手动
　　单独和联锁方式都是由PLC控制设备的运行,方式的切换由用户通过人机界面系统进行操作。当处于联锁方式时,用户对工艺流程进行操作,而不是也不能对单个设备操作。在运行中,程序会不断检查设备的运行联锁条件是否满足,一旦联锁条件失去,程序会立刻停止设备的运行。当处于单独方式时,用户只对单个设备操作,而不按照流程条件运行。这主要是供给用户进行单个设备调试使用如果设备在联锁下不能启动,除了检查操作箱上的切换开关,还需要检查设备的控制是否处于联锁运行。
　　3.3?程序说明
　　PLC控制系统程序在进行编制时使用的是STEP7梯形语言。皮带输送机、碎煤机、除尘器以及除铁器等一系列的设备的运行逻辑都是事先用FC模块编辑好的,然后逐步的被上一级FC调用最终被OB1块调用。在本系统中的选择和配置中还注意到一个问题,也就是在现在的市场上输煤系统的同类产品以及设备都非常多,这样一种编程的方式很大程度上就实现了一种共性的需求,因此就使得程序的整体结构明了了很多,并相应的减少了重复编程的状况,最重要的是有效的减少了出错的可能性,方便于日常以及后续工作中的维护与调试。在本系统进行上位机、下位机以及监控软件时,都是选择的西门子系列产品,这就使得整个系统在兼容性能上面表现非常好,相应的通讯连接和数据库的建立与管理也非常之方便快捷。
　　参考文献
　　[1] 熊葵荣.电器逻辑控制技术[M].科学出版社,1999.