控制系统综合实验.doc

东北石油大学课 程 设 计课 程 控制系统综合实验 题 目 输煤控制系统 院 系 电气信息工程学院 专业班级 自动化10-1 学生姓名 娄如梦 学生学号 100601140107 指导教师 姜寅令 刘斌 2012年 7 月 21日东北石油大学课程设计任务书课程 控制系统综合实验 题目 输煤控制系统 专业 自动化 姓名 娄如梦 学号 100601140107 主要内容：在实验室，运用Realinfo软件设计出输煤控制系统模拟系统，使之能够呈现出采集过程的主要流程和方法。基本要求：（1）根据实验室所提供的Realinfo软件和设备，设计并描绘实际生产流程。最后运用Realinfo软件模拟出生产或控制过程。（2）由于生产过程的精细和严谨性，每个设备例如反应器、传感器等要慎重选用。（3）在整个课程设计中，要学会用组紫金桥设计软件的使用方法与特点。参考资料：1张文明，刘志军.组态软件控制技术M.北方交通大学出版社，2006.2龚运新，方立有.工业组态软件使用技术M.清华大学出版社，2005.3刘志峰，张军.工控组态软件实例教程M.电子工业出版社，2008.4薛迎成，何坚强.工控机及组态控制技术原理与应用M.中国电力出版社， 2007.5龙志文.工控组态软件M.重庆大学出版社，2005.6张运刚，宋小春.工控组态技术与应用M.人民邮电出版社，2008.完成期限 2012.7.122012.7.21 指导教师 专业负责人 2012年 7 月 2 日 目录第一章 输煤控制系统工艺分析41.1 输煤控制系统的主要内容41.2 输煤控制系统的组成部分4第二章 输煤控制系统设计52.1仪表的选择52.2 传感器的选型72.3 控制方案分析7第三章 基于Realinfo的输煤系统监控程序设计93.1 输煤控制系统主控界面93.2 输煤控制系统趋势界面10第四章 结论与体会11参考文献12控制系统综合实验第一章 输煤控制系统工艺分析1.1 输煤控制系统的主要内容输煤系统是火电厂的重要组成部分，其安全可靠运行是保证电厂实现安全、高效不可缺少的环节。输煤系统的工艺流程随锅炉容量、燃料品种、运输方式的不同而差别较大，并且使用设备多，分布范围广。作为一种具有本安性且远距离传输能力强的分布式智能总线网络，总线能将监测点做到彻底的分散（在一个网络内可带32000多个节点），提高了系统的可靠性，可以满足输煤系统监控的要求。火电厂输煤系统一般都采用顺序控制和报警方式，为相对独立的控制单元系统，系统配备了各种性能可靠的测量变送器。通过运用现场总线技术将各种测量变送器的输出信号接入对应的智能节点组成多个检测单元，然后挂接在上，再通过总线与已有的DCS系统集成，实现了对输煤系统更加有效便捷的监控。1.2 输煤控制系统的组成部分 系统组成：原煤仓，往复给煤机，皮带机、拉线开关，电磁分离器，滚轴筛，缓冲滚筒，碎煤机和犁煤器。输煤程控系统是实现输煤过程自动化的计算机控制及监视系统。可以实现皮带自动上煤、自动配煤、计算机监控管理、画面参数提示、语音报警、报表自动打印等功能。能够实现对整个输煤系统包括皮带机、除铁器、犁煤器、跑偏信号、打滑信号、拉绳信号、堵煤信号、煤位信号在内的多套装置、信号的控制与监测包括：输煤运行方式选择（自动控制、集中手动控制、就地手动控制），皮带机启停。给煤机及除铁器启停，除尘器的启停，自动配煤加仓，设备故障报警、联锁保护，现场信号采集、处理与显示。第二章 输煤控制系统设计2.1仪表的选择根据输煤系统范围大、运行方式多，提出了基于美国AB公司PLC和工业控制网网络的输煤控制系统实现方案，该方案不仅降低了开发的工作量，而且降低了维护的工作量，同时也以后的升级提供了条件。 输煤系统的控制属于自动化的过程控制领域，且有大时延对象特征，本文对与过程控制系统相关的控制技术及控制系统。在PLC中应用子程序的方式，不仅便于实现多种运行方式，而且大大提高了程序的可维护性和可靠性。经过实验室输煤系统的运行，表明了该输煤控制系统运行的正确性、实用性。2.1.1可编程序控制器PLC的选择输煤皮带控制系统的设计是一个很传统的课题，现在随着各种先进精确的诸多控制仪器的出现，输煤皮带控制的设计方案也越来越先进，越来越趋于完美，各种参考文献也数不胜数。在我国7080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。因此,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PLC对火电厂的继电器式控制系统进行改造已是大势所趋。 可编程控制器（简称PLC）由于其将系统的继电器技术，计算机技术和通信技术融为一体，以其可靠性高，稳定性好、抗干扰能力强，以及编程简单，维护方便，通讯灵活等众多优点，广泛应用于工业生产过程和装置的自动控制中。PLC不仅能实现复杂的逻辑控制，还能完成定时、计算和各种闭环控制功能。设置性能完善、质量可靠、技术先进的可编程控制器PLC控制皮带运输机监控系统，可以实现高自动化的皮带机群的集中控制（包括遥控）及保护。此次课程设计的课题内容即为输煤控制系统，.煤在配煤场经碾碎去渣和铁硝石，由给煤机给煤通过一系列过程传送进锅炉， 方案要求用一台PLC控制卸煤、给煤，PLC与PC之间不通讯。系统具备很多自动化控制的功能：(1)系统启动前各台设备预警;(2)地面输煤生产线上各设备按逆煤流方向顺序延时起动,按顺煤流方向顺序延时停车;(3)输煤线上任一设备因故障或其它原因停车时,来煤方向各设备立即停车,顺煤方向顺序延时停车,以避免堆煤,减少皮带压煤;(4)在紧急情况下,任一设备都可通过现场急停按钮实现紧急停车;(5)对各台设备的运转状态实时自动检测,并将信息传输给PLC;(6)各台设备的运转情况及故障报警等信息都可以在总控室由显示灯显示出来。2.1.2 可编程序控制器PLC的特点及组成可编程控制器(Programmable Controller)是计算机家族中的一员，是为工业控制应用而设计制造的。早期的可编程控制器称作可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller)，简称PLC，它主要用来代替继电器实现逻辑控制。随着技术的发展，这种装置的功能已经大大超过了逻辑控制的范围，因此，今天这种装置称作可编程控制器，简称PC。但是为了避免与个人计算机(Personal Computer)的简称混淆，所以将可编程控制器简称PLC PLC实质是一种专用于工业控制的计算机，其硬件结构基本上与微型计算机相同，基本构成为：a、电源 b、中央处理单元(CPU)c、存储器 d、输入输出接口电路 e、功能模块 f、通信模块 PLC的特点：1可靠性高，抗干扰能力强2配套齐全，功能完善，适用性强3易学易用，深受工程技术人员欢迎4系统的设计、建造工作量小，维护方便，容易改造5体积小，重量轻，能耗低2.2 传感器的选型现代传感器在原理与结构上千差万别，如何根据具体的测量目的、测量对象以及测量环境合理地选用传感器，是在进行某个量的测量时首先要解决的问题。当传感器确定之后，与之相配套的测量方法和测量设备也就可以确定了。测量结果的成败，在很大程度上取决于传感器的选用是否合理。1、根据测量对象与测量环境确定传感器的类型 2、灵敏度的选择3、频率响应特性4、线性范围5、稳定性6、精度对某些特殊使用场合，无法选到合适的传感器，则需自行设计制造传感器。自制传感器的性能应满足使用要求。2.3 控制方案分析(1) 控制方式输煤系统采用自动程控、远方软手操及就地手动操作相结合的控制方式，无论采用何种控制方式，当输煤系统发生严重故障时，如落煤管堵煤，皮带严重跑偏等，控制系统都能联锁跳闸。(2)运行联锁方式正常启动时的联锁方式:输煤设备由后向前逆煤流启动。即从最后一条皮带及与其有关设备开始启动，直到第一条皮带及与其有关设备启动后，才开始供煤。正常停止时的联锁方式:停运时按顺煤流方向，先停供煤设备，然后从第一台至最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，以保证设备停机后处于空载状态。故障时:故障点及其下游设备停机，故障点上游设备保持工作状态不变。(3)自动控制方式:根据生产调度要求，在上位机CRT画面设备流程选择菜单里面设定运行方式，直接选择启动。(4)自动配煤功能:原煤仓在程序控制时通过煤仓间的远程站实现自动加仓配煤。给煤机给煤量的调节由PLC AO模块输出信号至变频器，再由变频器控制叶轮给煤机。 在配煤时，首先实行低煤位优先配煤，加仓起始，先顺序给报警的超低煤位仓配煤，并配一定数量的煤，消除煤仓超低煤位状态。依次给出现低煤位的仓顺序配煤，消除煤仓的所有低煤位信号。当所有低煤位消失后，再进行顺序配煤，顺序配煤过程中，如果出现超低煤位或比正在配煤的煤仓煤位低0.5m的低煤位煤仓，则停止原煤仓顺序加仓程序，优先为超低煤位、低煤位仓配煤，配一定数量后，再转入顺序加仓程序。余配煤程序:当全部煤仓出现高煤位信号后，自动顺序停止输煤系统的运行，并将余煤均匀分配给各煤仓。在配煤过程中，能自动跳过高煤位仓和检修仓。(5)手动配煤功能手动配煤根据操作员站CRT画面中每个仓的实时煤位逐一配煤。(6)挂牌检修功能当就地没备正在检修时，为了检修人员的安全，防止集控室操作人员误操作，在上位机CRT画面上，可对正在检修的就地设备选择挂牌检修提示，一旦某个设备选择挂牌检修，pLC程序就进行相应处理，对此设备的控制信号将不会输出。 第三章 基于Realinfo的输煤系统监控程序设计3.1 输煤控制系统主控界面图3-1 输煤控制系统图3-2 输煤系统流程图3.2 输煤控制系统趋势界面 图3-3 趋势界面图3.3 输煤控制系统仪表界面 图3-4 仪表界面第四章 结论与体会通过为期一周的课程设计，我深刻体会到了自己知识的匮乏。我深深的感觉到自己知识的不足，自己原来所学的东西只是一个表面性的，理论性的，而且是理想化的。根本不知道在现实中还存在有很多问题。真正的能将自己的所学知识转化为实际所用才是最大的收获，也就是说真正的能够做到学为所用才是更主要的。设计一个很简单的电路，所要考虑的问题，要比考试的时候考虑的多的多。在课程设计中我充分的应用了课本的基础知识，把所学的知识应用到实践中，补充了一些知识的不足。在设计的过程中遇到的问题，能通过老师的帮助和自己的努力基本了解组态王的软件的使用，了解输煤控制系统的基本原理，我了解到先进技术的重要性。总之，通过这次课程设计，不仅使我对所学过的知识有了一个新的认识。而且提高了我考虑问题，分析问题的全面性以及动手操作能力。使我的综合能力有了一个很大的提高。参考文献1张文明，刘志军.组态软件控制技术M.北方交通大学出版社，2006.2龚运新，方立有.工业组态软件使用技术M.清华大学出版社，2005.3刘志峰，张军.工控组态软件实例教程M.电子工业出版社，2008.4薛迎成，何坚强.工控机及组态控制技术原理与应用M.中国电力出版社， 2007.5龙志文.工控组态软件M.重庆大学出版社，2005.6张运刚，宋小春.工控组态技术与应用M.人民邮电出版社，2008.8东北石油大学课程设计成绩评价表课程名称控制系统综合实验题目名称输煤控制系统学生姓名娄如梦