4.3 设备联锁功能
所有的运煤设备按工艺要求进行联锁,联锁按下列方式进行:启动时按逆煤流方向,从后一条皮带(及相关设备)开始依次启动,直到条皮带(及相关设备)启动后,才开始供煤,每条皮带启动前须响铃30秒。停运时按顺煤流方向,先停供煤设备,然后从台至后一台设备依次停止,每台设备之间按预定的延时时间发停机命令,即要求前面设备的余煤清除后再停止其运行,其中碎煤机、除铁器均需另延时停机。故障时,故障点及其上游设备瞬时停机,故障点下游设备保持原工作状态不变。待故障解除后,可从故障点向上游重新启动设备,也可以在故障未障未解除时,从故障点向下游开始延时停设备。联锁能阻止任何设备超出顺序的启动。当系统采用自动程序方式运行时,必须按上述联锁关系启停设备。当系统采用远方手动方式运行时,可以解除某个设备的联锁,以便对该设备进行试验操作,当有设备被解除联锁时,CRT上有报警显示,此时操作员应十分小心。在CRT上及操作台都设有“紧急停止”按钮,当出现危害设备或对人身产生危险的故障时,系统应立即停止,操作“紧急停止”按钮能立即停止除碎煤机以外的其它设备。
系统启动时的联锁关系的依据主要是电动三通的位置,即三通通哪一路,哪一路即应联锁,所以系统启动前,电动三通的位置必须正确。参加联锁的设备包括各皮带输送机、翻车机、堆取料机、筛煤机和碎煤机,其联锁关系是上一级设备没有运行时下一级无法启动,上一级设备停止时下一级也马上停止。考虑到设备的检修等特殊情况,允许皮带输送机、筛煤机或碎煤机解除联锁。当设备解除联锁时,会以报警的形式提醒操作员,卸船机和堆取料机在此无法解除联锁。系统停止时的联锁关系依据主要是操作员所选择的运行方式,所以在系统启动前,应选择正确的运行方式。无论是手动或自动,操作员都应正确选择运行方式。在手动操作时,电动三通的操作也必须与所选的运行方式一致。
1引言
由于干出灰控制系统控制点数多、工况恶劣,在传统的控制技术下,系统效率较低、可靠性差、达不到期望的控制效果;而可编程逻辑控制器(PLC)结构紧凑、扩展性能良好、价格低廉、运算指令丰富,抗干扰能力强、可靠性高,非常适合在恶劣条件下工作的工程机械使用。本文针对干出灰控制系统的要求,设计了一种基于PLC的干出灰控制系统。
2工艺流程
现场共有三台炉子(1#,2#,4#)、两个灰库、三台空压机、两台风机。1#炉、2#炉各自包括两个电场,4#炉包括三个电场,每个电场包括一组(两个)仓泵,每组仓泵附近配置一个电磁阀箱(共7个)。七个电磁阀箱的内部结构完全相同,功能一样。
(1)电磁阀箱内有七个电磁阀,远程/就地转换开关、复位按钮、报警指示灯各一个,每个电磁阀配有一个手/自动转换开关。自动输灰时,七个手/自动开关都应打到自动位置,远程/就地开关打到远程位置,如果二者设置不一致,控制室内连锁报警灯亮,上位机也会出现报警。当远程/就地开关打到“就地”位置时,自动输灰停止。
(2)任一仓泵由就地控制切换到远程控制时,该仓泵都要升压流化出灰一次,然后进行正常的自动出灰过程;由控制远程切换到就地控制时,该仓泵停止出灰。
(3)当仓泵料位计故障后,进灰阶段自动转为时间控制,故障消除后进灰阶段转为料位和时间双重控制。吹堵或人工清堵时出现报警,堵管消除后,按下复位按钮可恢复自动输灰。
(4) 同一输灰管线上只能有一个仓泵输灰。1#、2#炉一、二电场共用一根输灰管,优先级别为:先满足出灰条件的一组仓泵优先出灰。4#炉一、二、三电场共用一根输灰管,出灰优先级别为:三电场的的仓泵出灰等待时间超过40min时级别高,二电场的仓泵出灰等待时间超过20min时级别较高,一电场仓泵出灰级别高,二电场仓泵出灰级别较一电场次之,三电场出灰级别低。
(5) 输灰时间过长报警后,输灰管道上的压力值小于30Kpa,该仓泵出灰阶段结束,转入吹扫阶段。
3硬件系统设计
根据上述的工艺流程要求以及系统本身还要实现数据处理、画面显示、文档存储等功能,本系统采用了上位机与下位机结合的双级结构。控制系统的检测和控制点数共有202点,其中AI:22点,DI:91点,DO:89点。控制系统硬件框图如图1所示。

(1) 上位机选型
本系统上位机采用ADVANTECH工控机,硬盘容量为30G,内存为128M,显示器为PHILIPS 109G,操作系统为WIN2000Professional。
(2) 下位机硬件配置
CPU模块:FX2N-128MF;输入/输出模块:FX2N-4AD;通讯模块:RS485BD和RS232C。
4 软件系统设计
(1) 上位机软件设计
监控系统软件采用的是北京“亚控公司”的《组态王5.1》。整个监控画面由首页、系统图、历史趋势图、模拟量棒图、报警图,报警表、参数设定、吹堵阀图、报表几部分组成。
l首页:按正常方式打开工控机,提示输入登录密码,密码正确后进入WIN2000操作系统,进入《组态王》“运行系统”输灰监控系统首页后等待10s,自动进入系统总貌图。
l 系统图:系统图共5幅:总貌、1#炉系统图、2#炉系统图、4#炉系统图、灰库及电气设备系统图。
l历史趋势图:历史趋势图上有数字显示出左、右两指示器值并有大值、小值、平均值显示。屏幕下方设有四个设定步长的按钮可供选择,另外还设有一个“参数设定”按钮。
l 模拟量棒图:棒图可直接显示出仓泵压力值,储气罐压力值,空压机、风机、电加热器的电流值。
l报警图:报警时显示红色,按下确认后,未恢复的报警则变成黄色,否则变成绿色,在屏幕右上角的粉色框内显示新出现的报警。屏幕上的复位按钮用于复位堵管联锁使输灰恢复正常。
l 报警表:以表格的形式出现,能够显示出数字量输入点的状态。在仪表调试和维护时使用比较方便。
l参数设定:在进行参数设定之前,必须先登录,在系统提示下选择“系统监察员”级别,输入正确的密码后,则可进行参数设定,设定完成后,要按下注销按钮,以保证系统安全。
l 吹堵阀:显示七个吹堵阀的开关状况,同样遵循“开阀”显示绿色,“关阀”显示红色的原则。
l 报表:该画面包括实时报表和历史报表的显示、编辑、保存、和打印的功能。
(2) 下位机软件设计
下位机程序主要采用梯形图编制,利用装在上位机的编程软件FXWIN-C编写调试,后将调试的控制程序下装到下位机,控制程序流程图如图2所示。

5结束语
高压燃煤锅炉干出灰控制系统采用PLC,替代传统的继电器;所有参数采用计算机集中显示,替代传统的二次仪表显示。本设计系统已投入实际运行,系统性能稳定可靠,满足工艺要求,并在人-机界面的防护性和友好性都有出色的表现,各项技术指标达到了设计要求
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