论文一稿 (上交)

1、JIU JIANG UNIVERSITY 毕业论文设计（初稿）题 目： Plc控制锅炉输煤系统设计 院 系： 电子工程学院 专 业： 自 动 化 姓 名： 邱 涛 班 级： 电 A0631 指导教师： 蔡 苗 苗 二零一零年三月前言本设计论文是自动化专业毕业论文，主要是利用FX2N系列可编程序控制器来设计锅炉（热电厂）输煤控制系统。此次毕业设计的课题内容即为PLC在锅炉（热电厂）输煤传送带控制系统中的应用. 其设计内容和要求是：输煤系统分卸煤与上煤两大部分。料斗和1#3#皮带负责把煤由铁路从煤场输送到配煤场。煤在配煤场经碾碎去渣和铁硝石，由给煤机给煤经4#A7#A到0#或者4#B7#B到0#送

2、进锅炉，共12条皮带，配煤场靠近铁路，与发电房侧的电控室相距1000M. 方案要求用一台PLC控制卸煤、给煤。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。输煤系统是热电厂中较为庞大的一个公用

3、系统，现阶段的大多数热电厂中，其输送过程是通过皮带输送机来完成，整个输煤系统由多台输送距离较长的皮带输送机组成。输煤系统的主要任务是由料斗和皮带的传递将煤由贮煤场输送到配煤场，由给煤机给煤，再经由皮带机传送到锅炉。在此次设计中主要概述了输煤系统的卸煤和上煤的皮带传输控制。该系统用三菱公司的FX2N系列PLC作为控制核心，整个系统采用了一台PLC控制12台皮带机，整个控制系统设一个控制室。利用PLC控制皮带输煤机，实现了逆煤启动、顺煤停止、故障停止、紧急停止的功能，并且有手动控制和自动控制两种控制方式， 从而实现了输煤系统的自动化功能。热电厂输煤系统大都使用皮带机输送，实际生产系统中设备多，任务

4、繁重，系统战线长，环境恶劣，噪声和粉尘污染严重，运行人员劳动强度强，现场工作人员身体受到严重危害。因而为了减轻运行人员的劳动强度，减轻恶劣环境对现场工作人员身体危害，提高工作效率和安全经济运行水平，加装卸煤上煤整体自动化控制装置势在必行。设计思路本次设计的思路就是热电厂输煤系统的PLC自动控制。输煤系统有两条输煤线，包括料斗、给煤机、0#、1#7#等12条皮带机，在电厂中有着极为重要的地位，一旦不能正常工作，发电就会受到影响。为了保证生产运行的可靠件，输煤系统采用自动（联锁）、手动（单机）两种控制方式，自动、手动方式由开关进行切换。由于输煤廊环境恶劣，全部操作控制都在主厂房的主控制室里进行，仪

5、表盘上设有各个设备的启、停按钮，还有为PLC提供输入信号的控制开关。输煤设备控制功能由PLC实现，设备状态监测和皮带跑偏监测以及故障纪录功能则由上级工业控制计算机完成。在我的设计方案中其设计要求是：起动设备时先起动最后一台皮带机或者设备，经过5S延时后，再依次起动其他的皮带机；停机时先停止最前一台设备，待料运送完毕后再依次停止其他设备；当某台设备发生故障时，该设备前面的设备立即停止，而该设备以后的皮带机待料运送完后才停止。系统的自动化控制功能：(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

6、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与总控机;(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屏幕上显示。整套输煤系统的控制由一台PLC控制，由0#7#等12条输送带完成输煤工作，整个控制系统分为卸煤和上煤两个部分，由一个控制室控制。1#，2#，3# 皮带输煤带完成卸煤工作，0#，4#，5#，6#，7#等皮带输送带完成上煤工作。上煤工作分AD、BD两种方式运行，卸煤部分与上煤部分都具有单机和联机控制、手动和自动方式供选择，都具有

7、联机起动、联机停止、急停、故障停止和报警功能。当运行方式为联机时，按下启动按钮，由预备铃响对各岗位发出预告信号，卸煤部分首先启动3#皮带输送带，上煤部分首先启动0#皮带输送带，然后都按着逆煤流方向逐一启动每台联锁电机，最后一台电机启动完毕后，各台设备正常运行。正常停机时，按下停止按钮，卸煤部分料斗停止下煤，经一定延时后，各输送带按顺煤流方向依次延时停机；上煤部分给煤机停止给煤，经一定延时后，各输送带也按順煤流方向依次延时停机。当需要紧急停止时，按下急停按钮，系统的各个运行设备同时断电，使正在运行的皮带机或设备同时停机。如果设备故障，该设备及其前面的设备立即停机，而该输送带以后的皮带待料运完后停

8、机。上煤部分有两种工作方式。AD的工作方式为：给煤机4#A5#A6#A7#A0#锅炉；BD的工作方式为：给煤机4#B5#B6#B7#B0#锅炉。在生产实践中设计成两种工作方式就是为了有多种输煤途径供选择，不耽误为机组保质、保量提供燃煤的目的，当一种发生故障，还有另一种输煤方式可供选择，使系统可以保质、保量的照常提供燃煤。整个系统可显示各皮带输送带和输煤设备的运行状况，并对整个输煤过程的所有情况做出实时记录。M1：卸煤部分1#输送带电动机 Y200L-4（30KW）M2：卸煤部分2#输送带电动机 Y160M-4（11KW）M3：卸煤部分3#输送带电动机 Y200L-4（30KW）M4：上煤部分4

9、#A输送带电动机 Y132S-4（5.5KW）M5：上煤部分5#A输送带电动机 Y225S-4（37KW）M6：上煤部分6#A输送带电动机 Y225M-4（45KW）M7：上煤部分7#A输送带电动机 Y160L-4（15KW）M8：上煤部分4#B输送带电动机 Y132S-4（5.5KW）M9：上煤部分5#B输送带电动机 Y225S-4（37KW）M10：上煤部分6#B输送带电动机 Y225M-4（45KW）M11：上煤部分7#B输送带电动机 Y160L-4（15KW）M12：上煤部分0#输送带电动机 Y160M-4（11KW）M13：上煤部分给煤机电动机 Y132S-2（7.5KW）热电厂输煤

10、皮带控制系统主要是通过皮带运输机完成卸煤及上煤任务，本设计采用以PLC为核心控制12台皮带运输机，其中1#3#皮带机完成卸煤任务；4#7#（有A、B两条输送线）皮带机完成上煤任务。12台皮带运输机、给煤机分别用13台电动机（M1M13）带动。系统软件控制要求为：（1）起动。起动时，为了避免在前段运输皮带上造成煤料堆积而造成事故，系统要求逆煤料的流动方向按一定时间间隔顺序起动，即先起动该段的最后一台皮带机或设备，经过5S延时后，再依次延时起动该段的其它皮带机和设备。卸煤部分：先起动3#皮带机，经5S延时，2#皮带机起动，经过5S延时，起动1#皮带机，再经过5s延时，起动料斗。卸煤部分的起动过程完

11、成。上煤部分：先起动0#皮带机，经5S延时，7#皮带机起动，经过5S延时，6#皮带机起动，经过5S延时，5#皮带机起动，经过5S延时，4#皮带机起动，再经过5S延时，给煤机起动，上煤部分的起动过程完成。（2）停止。停止时为了使运输皮带上不残留煤料而造成事故，系统要求顺煤料流动方向按一定时间间隔顺序停止，即先停止最前一台皮带机或设备，待30S延时后，在依次停止其它皮带机和设备。卸煤部分：先停止料斗，经过30S延时后，1#皮带机停止，经30S延时后，2#皮带机停止，再经305S延时，3#皮带机停止。卸煤部分的停止过程完成。上煤部分：先停止给煤机，经过30S延时后，4#皮带机停止，经过30S延时后，

12、5#皮带机停止，经过30S延时后，6#皮带机停止，经过30S延时后，7#皮带机停止，再经过30S延时后，0#皮带机停止。上煤部分的停止过程完成。（3）紧急停止。当整个系统遇有紧急情况时，这种情况下，系统将无条件地把全部皮带机停止。（4）故障停止。当某台皮带机或设备发生故障时，该皮带机及其前面的皮带机立即停止，而该皮带机以后的皮带机待煤料运完后才停止。如2#皮带机遇有故障时，2#、1#皮带机和料斗立即停止，经30S延时，3#皮带机上无煤料时，3#皮带机停止。整个热电厂输煤控制系统由一台PLC控制，而在实际的运行过程中，整个输煤系统的卸煤部分和上煤部分是两个不同的工作过程，其工作的过程互不受干扰和

13、影响。此输煤系统的卸煤部分和上煤部分分别有单机和联机控制、手动和自动控制的方式供选择。在热电厂的实际现场，在每一台皮带机或设备上都装有一个选择转换开关，以供其选择自动控制方式或是单机（手动）控制方式，综合考虑实际操作的方便性和工厂设备投资成本的高低（可编程序控制器输入输出点数越多价格就会越昂贵），单机（手动）控制方式的设计与PLC的控制和犁煤机的工作显示没有关系，即在每一台设备或皮带机的继电器线圈之间串接一显示灯，在犁煤机的接近开关线路上串接一显示灯，显示其工作状态即可。所以软件部分的设计主要是自动程序的设计，将其分为公共程序、卸煤部分和上煤部分的自动程序设计，其系统程序的示意框图如图5.1所

14、示。公 用 程 序卸煤部分自动程序上煤部分自动程序 图5.1 系统程序示意框图因为整个热电厂输煤控制系统由一台PLC控制，共有0#7#等12条输送带，由一个控制室控制，将这一台PLC放在此控制室，对其说明如下： （1）控制要求整个控制系统可以分为卸煤部分和上煤部分。1#、2#、3#输送带主要完成卸煤工作，即卸煤部分，此部分具有单机控制和联动控制，手动和自动方式供选择且具有急停和报警功能。当运行方式确定为联动后，按下起动按钮，电铃响对各岗位发出预告信号，电铃响一分钟后自动停止，然后起动3#输送带，再按逆煤流方向逐一起动每台联锁电机，最后一台电机起动完后，各台设备正常运行。正常停机按下停止按钮，料

15、斗停止下煤，经一定延时后，各输送带按顺煤流方向依次延时停机。如果遇其设备故障，该设备及其前面的设备立即停机，而该输送带以后的皮带待料运完后停机。0#、4#、5#、6#、7#输送带主要完成上煤工作，即上煤部分，其与卸煤部分的要求一致，只是分AD、BD两种方式运行。（2）控制对象卸煤部分：a、料斗电磁阀1个b、1#输送带皮带传动电动机1台拉绳开关1个c、2#输送带皮带传动电动机1台拉绳开关1个d、3#输送带皮带传动电动机1台拉绳开关1个犁煤机3台，每台装设1个接近开关，共3个。卸煤部分的输入、输出点数如下：1）输入信号。自动/手动方式的选择需要1个输入点；联锁启动、停车、急停车需要3个输入点；给煤

16、机、13号皮带机的热继电器触点需要4个输入点；1#3#号皮带机的拉绳开关需要3个输入点。 共需11个输入点。2）输出信号。联锁启动预告电铃和故障报警电铃需要2个输出点；控制料斗电磁阀和1#3#号皮带机的3个交流线圈需要4个输出点；共需要6个输出点。上煤部分：a、给煤机1台，包括电机1台b、4#输送带（A）、（B）皮带传动电动机2台拉绳开关2个c、5#输送带（A）、（B）皮带传动电动机2台拉绳开关2个d、6#输送带（A）、（B）皮带传动电动机2台拉绳开关2个e、7#输送带（A）、（B）皮带传动电动机2台拉绳开关2个A、B每条输送带需犁煤机1台，共需接近开关2个 f、0#输送带皮带传动电动机1台拉

17、绳开关1个犁煤机3台，需接近开关3个。卸煤部分的输入、输出点数如下：1）输入信号。联锁启动、停车、急停车需要3个输入点；给煤机、4#7#和0#号皮带机的热继电器触点需要10个输入点；4#7#和0#号皮带机的拉绳开关需要9个输入点。 共需22个输入点。2）输出信号。联锁启动预告电铃和故障报警电铃需要2个输出点；AD和BD的工作方式的显示需要2个输出点；控制给煤机和1#3#号皮带机的10个交流线圈需要10个输出点；共需要14个输出点。综上所述，共需要33个输入点，20个输出点，我选择在设计中，首先将根据输入输出将PLC的输入输出端确定，分配所对应的触点，其I/O分配如表5.1所示：表5.1 系统I

18、/O分配表输入设备输入点分配输出设备输出点分配手动/自动选择开关卸煤部分启动按钮卸煤部分停止按钮卸煤部分急停按钮上煤部分启动按钮上煤部分停止按钮上煤部分急停按钮料斗YV0热继电器动断触点1#皮带热继电器动断触点2#皮带热继电器动断触点3#皮带热继电器动断触点AD/BD运行方式转换开关给煤机热继电器动断触点4#A皮带热继电器动断触点5#A皮带热继电器动断触点6#A皮带热继电器动断触点7#A皮带热继电器动断触点4#B皮带热继电器动断触点5#B皮带热继电器动断触点6#B皮带热继电器动断触点7#B皮带热继电器动断触点0#皮带热继电器动断触点1#皮带拉绳开关动断触点2#皮带拉绳开关动断触点3#皮带拉绳开关动断触点4#A皮带拉绳开关动断触点5#A皮带拉绳开关动断触点6#A皮带拉绳开关动断触点7#A皮带拉绳开关动断触点4#B皮带拉绳开关动断触点5#B皮带拉绳开关动断触点6#B皮带拉绳开关动断触点7#B皮带拉绳开关动断触点0#皮带拉绳开关动断触点X0X1X2X3X4X5X6X7X10X11X12X13X14X15X16X17X20X21X22X23X24X25X26X27X30X31X32X33X34X35X36X37X