摘要：国电泉州发电有限公司输煤程控系统采用现场总线控制技术，与Quantum PLC联网通信，实现输煤系统的自动检测、自动控制。

关键词：Profibus-DP现场总线   PLC   输煤程控

引言：

现场总线技术自70年代至今，由于在减少控制电缆，简化系统安装、维护和检修，降低系统投资，提高可靠性，更有效地实现了对输煤系统的监控。

正文：

国电泉州发电有限公司#1机组于2005年11月24日通过168小时交付生产，输煤系统的主要设备有： 卸船机、斗轮机、皮带输送机、碎煤机、梳式筛。辅助设备有：犁煤器、多管冲击式除尘器、刮雨器、除铁器、电动三通、煤仓煤位等。

一 、皮带输送机的联锁与保护：

1、 皮带的保护有：拉线、跑偏、堵煤、打滑。

2、 皮带的控制分为：程控自动位、联锁手动位、解锁手动位。

1） 解锁手动控制是调试或单一设备检修时的一种控制方式。设备打至解锁手动位时，只有本身的保护，不与其它的设备有联系。

2） 联锁手动方式：在此方式下，可选择一系统流程，区别于程控自动，是每一设备的启动需在上位机上单独启动，按着逆煤流方向顺序启动，顺煤流方向手动停机。对于不满足联锁关系的启、停信号，系统主机不预理睬。对于运行中的流程，若某一台设备出现故障，处理方式同程控。

3） 程控自动方式：程控方式是通过控制方式切换按钮，打至程控自动位，选择一系统流程，自检合格后，上位机提示“流程有效”，然后进行启动前的预启操作，所选流程的挡板及伸缩头自动到位。这一流程按自动方式程序启、停，同时流程中的设备有固定的联锁关系，皮带本身有保护，皮带之间也有联锁保护。程控启动按逆煤流方式，延时顺序，逐一启动设备；程序停止按顺煤流方式，延时顺序停止设备。

时间联锁：在这种方式下，程控流程启动按逆煤流方向，先启最高的一段，如流程C-10A    C-9A    碎煤机    梳式筛   C-8A    C-7     斗轮机 ，中间延时30秒启动后一条皮带。

流程停止：按下程停按钮，设备按顺煤流方向依次延时停止设备，如上例，先停斗轮机，延时停C-7，延时停C-8A，延时停梳式筛和碎煤机，延时停C-9A，延时停C-10A。

设备间联锁：皮带因故障跳闸，则立即联跳流程中逆煤流方向的设备，不联跳顺煤流方向的设备。

二 、除铁器的联锁与保护：

在设有除铁器的皮带中，当皮带程控、联锁启停时，除铁器参与皮带的联锁启、停，当除铁器所属的皮带启动后，甲除铁器运行至该皮带的上部励磁，三十分钟后，乙除铁器运行到该皮带上部励磁，甲除铁器返回到停位失磁，每三十分钟轮换一次。当除铁器所属皮带停止运行时，运行中的除铁器返回到停位失磁。当除铁器有事故时，不联跳逆煤流方向的皮带，除铁器自跳。

三 、梨煤器的联锁与保护：

当梨煤器接受抬或落指令后，经过5秒，还没有已抬起或已落下反馈，则发出梨煤器卡死信号，只有故障处理好后才能重新操作。

四 、碎煤机与梳式筛的联锁与保护：

碎煤机设有轴温高保护，振动|倾斜传感器大保护。在所选流程包含碎煤机与梳式筛时，碎煤机梳式筛就参与流程联锁启、停。

五、系统的搭建

国电泉州电厂输煤控制系统是由西安恒生科技股份有限公司成套，控制系统的搭建：

1、 Turck总线产品：Profibus-DP产品 PDP系列 DI/DO模块
                               Profibus-DP产品 Piconet系列 AI模块

2、 Quantum系列的PLC

3、 Anybus网关：联接Profibus-DP总线与MB+总线。

4、 无线数传电台：斗轮机通过无线传送的方式联接Modbus网络接口。

5、 上位机+CRT

现场总线是连接控制系统与现场装置的串行、数字式、多点、双向通讯网络。现场总线技术在电厂的应用就是要为电厂提供开放的、具有可操作性、可互换性的统一标准的测量和控制产品成本，我们采用天津图尔克公司的Profibus-DP总线产品，集成最佳的生产过程控制系统，可降低工程项目的建造和运营成本，提高经济效益。

输煤系统的自动系统分3级网络结构。基于现场总线：Profibus-DP控制系统位于工厂自动化系统中的底层，即现场级与车间级。现场总线Profibus是面向现场级与车间级的数字化通信网络。

各层的主要功能分述如下：

1、现场设备层：主要功能是连接现场设备，如分散式I／O、传感器、执行机构、开关设备等；完成现场设备控制及设备间连锁控制，如1台碎煤机或犁煤器控制、1条上煤流程线或1条卸煤流程上设备之间的连锁控制。主站（PLC，PC机或其它控制器）负责总线通信管理及所有从站的通信。总线上所有设备生产工艺控制程序存储在主站中，并由主站执行。

2、车间监控层：用来完成车间主生产设备之间的连接，如1输煤系统主从控制器之间（输煤为主站，卸船机为从站）的连接；完成车间级设备监控，包括生产设备状态在线监控、设备故障报警及维护等。通常还具有诸如生产统计、生产调度等车间级生产管理功能。车间级监控通常要设立车间监控室，有操作员工作站及打印设备。车间级监控网络可采用以太网方式联接，它是一个多主网，这一级数据传输速度并不是最重要的，而在于能传送大量信息。

3、工厂管理层：车间操作员工作站可通过集线器与车间办公管理网连接，将车间生产数据送到车间管理层。车间管理网作为工厂主网的一个子网，通过网关交换机或路由器连接到厂区骨干网，将车间数据集成到工厂管理层。车间管理层采用以太网，即IEC802．3，TCP／IP的通信协议标准。

六、控制网络图

输煤程控整套网络全部采用北京Schneider Electri公司的设备，这样可以使用现场总线技术，实现完全的分布式结构，并充分获得这一先进技术所带来的好处。

泉州电厂输煤控制网络配置图

网络最上层为以太网，2台PLC直接挂接在网上，实现双机热备，以便可靠地将输煤系统的状态和参数传送至全厂MIS。

网络第2层为Profibus－DP网，在运行各子系统的同时通过Profibus－DP网络、网关Anybus与PLC1和PLC2进行通信，以便接收参数或发送状态。操作员站和工程师站连接在Profibus总线上作为监控站，可完成远程编程、修改参数及在线监控功能。

网络第3层为远程I/O箱：采用图尔克公司DI模块PDP-IOM881、PDP-IM161、PDP-OM161和AI模块SDPB-40A-0007，用Profibus－DP网络进行通信，以便接收参数或发送状态。

整个输煤系统的I/O箱分布在各个转运站、碎煤机室、煤仓间，一共有12个：MTT1、MTT2、MTT3、MTT4、MTT5、MTT6、MSMJ、MTT7、MMC1、MMC2、MMC3、MMC4。

结束语：

国电泉州发电有限公司在输煤系统采用现场总线技术，使得整个输煤过程能满足整体协调、控制协调、可靠性高。在输煤环境较差的情况下，采用TURCK总线产品模块，其防护等级较高，控制电缆较少，维修方便，查找故障简单，也可提高生产效率。但整个系统设备投资费用较高，也有待于投资方的进一步综合比较。

参考文献：

邬宽明《现场总线技术应用选编》，北京航空航天大学出版社，2003

李禾季《电厂输煤控制PLC网络》，湖南电力出版社，2002