一期输煤系统程控程序培训教案.doc

煤电一体化大型输煤系统自动控制理论的应用与实践一期输煤系统程控程序培训教案 华能伊敏煤电有限责任公司装机容量2200MW，包括伊敏一期2台俄罗斯生产的500MW机组，伊敏二期2台600MW机组，配套煤矿生产能力1000万吨年。华能伊敏煤电公司发电厂输煤自动控制系统控制伊敏一期2台俄产500MW机组与二期2台600MW国产机组，本套自动控制系统负责四台机组锅炉用煤运送的自动控制，实现伊敏煤电公司发电厂厂区内46条皮带机及其附属设备的控制、监视、自动配煤等。华能伊敏煤电有限责任公司煤炭生产部门露天矿距离伊敏发电厂3.7公里，伊敏发电厂发电生产用煤运输完全通过皮带机完成，输煤皮带机自锅炉厂房一直延伸到煤矿生产矿坑，皮带机总长度达到22.37公里。1.系统概述华能伊敏发电厂厂区内输煤系统一期工程2台俄罗斯生产的500MW机组配置27条皮带机，30台犁煤器、4台630KW碎煤机及其附属设备；二期工程2台国产的600MW机组配置18条皮带机，44台犁煤器、2台630KW碎煤机及其附属设备，厂区内输煤系统皮带机共计45条。伊敏发电厂输煤自动控制系统设置28个流程，百余种运行方式。2.软硬件环境华能伊敏发电厂厂内输煤自动控制系统操包括可编程控制器(PLC)部分和上位计算机监控部分。其中计算机上位监控部分采用美国GE FANUC公司的IFIX工业监控软件开发完成，实现操作人员对现场设备的监控操作。PLC选用美国GE FANUC公司的PACSystems RX7i CPU，伊敏一、二期输煤程控共同使用一套主机拖动控制，主机采用冗余配置。为保证通讯的通畅性，扩展性，设置两个网关，一个网关下挂伊敏一期输煤系统程控各分站，另一个网关下挂伊敏二期输煤系统程控各分站，网关使用PACSystems RX3i。现场I/O采用德国Turck现场级模块，实现数据采集与逻辑控制。编程开发软件使用Proficy Machine Edition工程软件进行程序编写。3.组态画面设置 在系统监控主画面中设置系统操作工具条，通过系统工具条可以实现主画面，分画面及各个子画面间的切换；同时，当系统中设备故障后，通过“故障复位按钮”解除设备的故障信号锁定，从而再次进行设备启动。组态监控画面包含：系统总貌（包含一期二期的所有皮带和主要设备的重要参数显示）、一期流程监控画面、二期流程监控画面、流程起停控制画面、一期自动配煤监控画面、二期自动配煤监控画面、活动单台设备操作窗口、泵站操作画面，报警栏、煤位历史趋势等。3.1系统总貌此组态监控画面为整个输煤系统设备运行情况的总貌，画面按皮带机地理位置显示系统的皮带分布情况，当输煤廊道中有皮带机设备运行时，对应的运行设备符号显示绿色光带。在画面中可以看到包括皮带、犁煤器等全线受控设备当前的状态，并且通过该画面可以切换到#1，#2期输煤主控画面。3.2主监控组态画面此组态监控画面为一期二期整个输煤系统的监控画面，可以观察到电流，料斗煤位，碎煤机运行状态等参数；在画面中可以对皮带、犁煤器，插板门，给煤机等设备进行操作控制；如：对犁煤器，给煤机，插板门要求操作，就直接可以点击相对应的设备，弹出相应操作窗口，可以对其进行相应的操作。通过该画面还可以进行画面切换，如：进入到上煤流程选操作画面，自动配煤画面，泵站操作等画面。3.3流程起停操作画面流程起停操作画面是对系统内固化的流程设备进行操作的窗口，在此画面中可以对选定的流程进行启动、停止操作。以主上煤流程操作控制为例说明。在上煤之前要确保该流程的皮带，犁煤器，三通挡板等设备处于程控控制状态，并且无故障！ 启动主上煤流程时，首先要选定流程内的碎煤机，选定流程内的碎煤机后，对应三通挡板将根据流程内选定的碎煤机自动走位通至对应碎煤机。然后将所要启动流程的拉杆拉起，流程皮带进入预启动状态，此时，所选定流程内的三通挡板、犁煤器根据流程要求自动走位，当在流程内三通挡板按流程走位通到对应皮带机后，且流程内犁煤器根据流程选择情况落到位或是抬到位后，流程指示灯由红绿闪烁变成绿色，说明流程启动全部条件具备，选定流程内皮带开始按流程逆煤流方向顺序启动，在启动过程中，流程设备黄绿闪烁，系统设备进入运行状态后，组态画面中其颜色为绿色。3.4自动配煤画面在自动配煤监控画面中可以监视皮带、犁煤器的运行状态，三通挡板的位置状态，煤仓料斗料位；同时，可进行配煤方式选择等操作，在组态画面中，可以选择进行自动配煤的煤斗投退，选择自动手动配煤方式等；也可以单条台起停设备、急停设备等。4.系统优越性4.1.硬件配置的先进性华能伊敏发电厂厂区内输煤自动控制系统硬件配置的先进性表现在三个方面：一是PLC主机选用美国GE FANUC公司的PACSystems RX7i CPU，截止到2007年为GE公司配置最为先进的工业自动化控制PLC；二是通讯方式的先进性，使用现场数据总线通讯方式，这是目前较为先进的通讯方式之一；三是其优良的扩展性也是自动控制的一个首创，伊敏发电厂输煤自动控制一套系统拖动两期输煤设备的控制，通过两个网关共计下挂28个自动控制分站，包含一期输煤系统16个分站，一期输煤系统12个分站，最大限度地满足了生产需要。4.2画面设置清晰，人机界面好4.2.1设备状态不同颜色显示不同在所有组态监控画面，用不同的颜色显示设备的不同状态。如：设备在就地位时组态画面中其颜色为黑色，在程控位置时组态画面中其颜色为黄色，系统设备在运行状态时组态画面中其颜色为绿色，设备故障时组态画面中其颜色为红色，利于运行人员监视控制。4.2.2即时监视在系统监控画面中，可清晰便捷的看到运行设备运行参数及故障信号。在系统设备启动过程中显示：皮带编号、皮带电机电流、流程启机延时时间、流程停机延时时间倒计时等；在系统设备正常运行时显示：皮带编号、皮带电机电流等；在系统设备正常运行没有故障时，设备的各种故障信号不显示，当系统设备出现故障或是报警时，故障或是报警信号立即弹出，底色显示为红色，重要故障信号还设置红绿闪烁功能，既保证画面的简洁清晰，又保证运行监控信息和故障信息的有效性。4.2.3流程起停，操作便捷伊敏发电厂厂区内两期输煤自动控制系统共设置28个流程，每一个流程是一个相对固定的运行方式，运行人员确定运行方式后，打开流程启动二级组态画面，只要将流程拉杆推起，流程设备便自动启动。华能伊敏发电厂输煤自动控制系统还可以对系统内的单台套设备进行起停操作，急停操作功能，查看运行、故障等信息。4.2.4画面生动、形象系统内重要的配煤设备犁煤器的图形在系统组态画面中有三种表示：第一种为未定位状态，并闪烁，如是黄绿闪烁是程控控制，黑绿闪烁是就地控制；第二种为犁煤器落下状态；第三种为犁煤器抬起状态。当犁煤器处于定位时，组态画面中其内部的颜色的变化表示犁煤器的控制状态，黑色为就地状态，黄色为程控状态，红色为故障状态。在组态画面中让一些特殊且重要的设备“动”起来。如：当重要破碎设备碎煤机运行时，组态画面上其中心的叶轮转动；当缓冲滚筒运行时内部的绿色光条上下移动等。系统中存煤设备煤仓采用图形生动形象表示。上方的标示码表示煤仓的编号；煤仓中间的数值显示料位当前高度，煤仓中间竖黑条表示煤仓煤位，竖黑条高低随实际煤位变化而变化以显示料位；当原煤斗煤仓紧急高料位动作时，煤仓左上角弹出红色的圆点，此时煤仓煤位已满；当原煤斗煤仓紧急低料位动作时，煤仓左下角弹出红色的圆点，此时煤仓煤位很低，运行人员需加强监视。4.2.5可以人为干预系统中运行设备4.2.5.1在系统运设备运行过程中，当系统设备出现故障或是危急情况时，运行人员可立即停止相应设备，流程中被紧急停止的设备及流程后的设备自动联停，保证系统设备的安全。4.2.5.2报警信号处理。流程设备运行过程中，当三通挡板限位失位或相应皮带机跑偏开关动作时，将弹出活动对话框，提示运行人员提起注意，且运行人员根据需要确定是否停机或是继续运行。如果点击“是”，流程内相应跑偏皮带机以后设备将立即停机；如果点击“否”，流程内相应跑偏皮带机以后设备将不停机；如果调度运行人员未对弹出活动对话框进行确定操作，在十秒钟后将自动跳开运行设备。人为干预是实现系统科学合理运行的重要手段，运行人员可以根据系统运行实际情况确定设备的运停，减少不必要的起停机次数，优化系统运行方式，提高系统运行的经济性、可靠性。4.2.5.3系统给煤量可调。为了便于运行人员对系统给煤量调节，插板给煤机给煤量控制方式设置手动调整，插板门开关在程序中设置为点动，运行人员根据系统需求煤量的大小手动调整插板给煤机的开度。微机操作员操作时点击打开组态画面中相应插板给煤机二级画面，点击画面中的“开阀”，“关阀”按钮进行开度调节，插板门的开、关调节通过按住按钮时间的长短控制，达到所要求的开度时松开按钮停止插板给煤机开关操作。单击“退出”按钮则不进行任何操作，退出操作窗口。对于任何一个进入自动控制的插板门，都可以通过监控画面监视其运行状态。组态画面中插板给煤机底色为红色时表示该插板给煤机处于全关状态，当插板给煤机打开后，其底色变成蓝色，每一黄色方格表示开度增加25%，四个方格表示插板门全开，且组态画面中插板给煤机底色为绿色时表示该插板给煤机处于全开状态。插板给煤机设置也可设置为定量给煤。4.3功能优越性4.3.1自动配煤功能自动配煤是根据现场的料位计信号和犁位信号，以及运行人员根据机组运行情况所选择的工作仓，自动控制犁的抬落，完成配煤。自动配煤分补煤、顺序配煤两种情况。顺序配煤分时间原则顺序配煤，高料位原则顺序配煤。其结构如下：时间原则顺序配煤满足结束条件清配结束开始配煤高料位原则顺序配煤自动配煤有两种方式：时间原则，高料位原则。4.3.1.1时间原则顺序配煤：按照时间原则配煤是优先推荐的自动配煤运行方式。按照时间原则配煤，最大的优点是保证各煤斗的煤位基本平均，如果厂外输煤系统设备或主上煤输煤系统设备出现故障，该方法能保证最长的时间保证原煤斗煤位。4.3.1.2时间原则配煤是按照运行人员选定的配煤工作煤仓的第一个工作煤仓开始依次进行配煤，每个被选定的工作煤仓配煤35分钟（可设定），进入下一个工作煤仓配煤，在该周期里出现高煤位信号的工作煤仓，下一个周期不参与配煤。4.3.1.3高料位原则顺序配煤：每个工作煤仓都配至高煤位信号出现后，停给煤机，延时停皮带，将皮带上的煤走空，结束配煤。4.3.1.4如果抬落犁信号发出一定时间后（可设定），该犁仍未到位，则发出犁煤器卡死故障报警信号，则程控自动配煤被自动取消，皮带机和给煤机不停止。此时可程控手动配煤，或转入就地手动配煤，或在上位机上设此仓为非工作仓后继续自动给其它煤仓配煤，或启动该系统内的其他配煤流程。4.3.1.5非工作仓（检修犁或检修仓）的设置在上位机上进行，程控对非工作仓不做任何控制，自动跳过。4.3.1.6程控手动配煤：由操作员根据现场的煤位和犁位信号，通过上位机直接操作犁的抬落来完成原煤仓的加仓配煤。4.3.2运行中流程切换功能运行人员可根据系统运行情况及时在线调整运行设备，如：在调度运行的某一流程需切换另一流程运行，两个流程前部设备在两流程中都用到，那么只将所要启动的流程拉杆推上，把另一流程拉杆拉下，所要停运的流程设备将延时自动停止运行，所要启动的流程设备将按流程顺序自动为启动，实现运行中流程切换。4.3.3自动故障报警栏在主画面的底部设置报警栏，此报警栏即时显示设备的最新的报警信息，以利于运行人员即时掌握设备故障报警信息，及时调整运行设备工况，以对设备进行检查维护。4.3.4事故追忆功能事故追忆记录现场设备故障信号以及操作员的正常起停机操作等信息，以便对重要操作以及重要故障信息记录，在设备出现故障时能准确确定故障时间、分析故障原因等。4.4监视功能全面 除了前述组态监控画面监视控制输煤系统设备外，在该套自动控制系统内还设置电气监视控制操作组态画面。它们包括：二期输煤配电系统监控组态画面、输煤电气设备监视组态数据页。数据页监视组态画面监视：UPS电源工作情况，碎煤机等重要电机轴瓦（轴承）及电机定子温升，电子皮带秤煤量累计记录，以及输煤配电系统各电源运行情况监视。4.5系统安全性本系统设有安全保护功能，根据不同的权限分为两级用户管理员级和操作员级，分别设置密码，它们是：管理员用户ADMIN和操作员用户GUEST。ADMIN为系统管理员权限，属于最高权限，在此权限内可以包括程序的进入、退出与修改等，组态画面的维护、编辑、修改等功能，事故追忆的调用等高级权限。GUEST是操作员权限，包括设备的单体操作，系统内设备的流程起停控制，故障复位等操作权限，不能进行组态画面的维护、编辑、修改等功能，不能退出操作程序，也不能调用事故追忆。系统启统自动以GUEST用户身份注册进入监控系统，系统正常运行过程中操作员无须再进行注册，只有当系统管理员进行系统维护时方可以ADMIN身份注册。5.程序部分5.1进入程序步骤点击开始程序“GE Fanuc ”，点击Proficy Machine Edition进入如下画面：点击左 画面中的”OK”便进ME程序画面，便可以进行程序的浏览、查阅，如下： 5.2一期程序组成一期程序共有39个程序段，它们是：1） MIAN流程起停操作程序段；2） DL流程起停操作程序段；3） EXX给煤机操作控制程序段；4） GXX碎煤机控制程序段；5） HXXE21缓冲滚筒/E21给煤机控制程序段；6） JXX犁煤器操作控制程序段；7） LCQT各流程起停条件程序段；8） LIAOWEI煤斗料位程序段；9） P000#皮带机起停程序段；11）P11A-11A皮带机起停程序段；12）P11B-11 B皮带机起停程序段；13）P12A-12A皮带机起停程序段；14）P12B12B皮带机起停程序段；15）P2A-2A皮带机起停程序段；16）P2B2B皮带机起停程序段；17）P31A-31A皮带机起停程序段； 18）P31B31B皮带机起停程序段；19）P32A-32A皮带机起停程序段； 20）P32B32B皮带机起停程序段；21）P33A-33A皮带机起停程序段； 22）P33B33B皮带机起停程序段；23）P41A -41A皮带机起停程序段；24）P41B41B皮带机起停程序段；25）P42A -42A皮带机起停程序段；26）P42B42B皮带机起停程序段；27）P51A -51A皮带机起停程序段；28）P51B51B皮带机起停程序段；29）P52A -52A皮带机起停程序段；30）P52B52B皮带机起停程序段；31）P53 -53皮带机起停程序段；32）P6161皮带机起停程序段；33）P6262皮带机起停程序段；34）P6363皮带机起停程序段；35