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1、摘要： 说明了PLC 在工业控制中的地位， 阐述了PLC 在火电厂的应用现状， 并指出了PLC 在火电厂的应用趋势。关键词： PLC；工业控制；火电厂； 应用； 趋势6浅谈PLC在火电厂中的应用1 PLC 系统的特点“PLC是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。 它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制。各种类型的机械或生产过程。PLC及其有关的外围设备都应该按易于与工 业控制系统形成一个整体，易于扩展其功能的原则而设计。”1.1 可靠性高，抗干扰能力强高可靠性是电气控制
2、设备的关键性能。PLC由于采用现代大规模集成电路技术，采用严格的生产工艺制造，内部电路采取了先进的抗干扰技术，具有很高的可靠性。此外，PL带有硬件故障自我检测功能，出现故障时可及时发出警报信息。在应用软件中，应用者还可以编入外围器件的故障自诊断程序，使系统中除PLC以外的电路及设备也获得故障自诊断保护。这样，整个系统具有极高的可靠性也就不奇怪了。1.2 配套齐全，功能完善，适用性强PLC发展到今天，已经形成了大、中、小各种规模的系列化产品。可以用于各规模的工业控制场合。除了逻辑处理功能以外，现代PLC大多具有完善的数据运算能力，可用于各种数字控制领域。近年来PLC 的功能单元大量涌现，使P L
3、C渗透到了位置控制、温度控制、CNC等各种工业控制中。加上PL C 通信能力的增强及人机界面技术的发展，使用PLC组成各种控制系统变得非常容易。1.3 系统的设计、建造工作量小，维护方便，容易改造PLC用存储逻辑代替接线逻辑，大大减少了控制设备外部的接线，使控制系统设计及建造的周期大为缩短，同时维护也变得容易起来。更重要的是使同一设备经过改变程序改变生产过程成为可能。这很适合多品种小批量的生产场合。1.4 体积小，重量轻，能耗低以超小型PLC为例， 新近出产的品种底部尺寸小于100 mm，重量小于150g， 功耗仅数瓦。由于体积小很容易装入机械内部，是实现机电一体化的理想控制设备 。1.5易学
4、易用，深受工程技术人员欢迎PLC作为通用工业控制计算机，是面向工矿企业的工控设备。它接口容易，编程语言易于为工程技术人员接受。梯形图语言的图形符号与表达方式和继电器电路图相当接近，只用PLC的少量开关量逻辑控制指令就可以方便地实现继电器电路的功能。为不熟悉电子电路、不懂计算机原理和汇编语言的人使用计算机从PLC作为通用工业控制计算机，是面向工矿企业的工控设备。它接口容易，编程语言易于为工程技术人员接受。梯形图语言的图形符号与表达方式和继电器电路图相当接近，只用PLC的少量开关量逻辑控制指令就可以方便地实现继电器电路的功能。为不熟悉电子电路、不懂计算机原理和汇编语言的人使用计算机从事工业控制打开
5、了方便之门。2 应用现状通过对PLC系统的调查，发现PLC越来越处于工业自动化控制领域的主战场，各种形式的PLC为各种各样的工业自动化控制设备提供非常可靠的控制方案，其中，PLC 在火电厂较为普遍的应用，主要表现在以下几个方面。2.1 炉膛安全保护监控系统大容量锅炉需要控制的燃烧设备数量比较多，类型复杂，有油燃烧器、煤粉燃烧器、辅助风（二次风) 挡板、燃料风(周界风) 挡板等。燃烧器的操作过程也比较复杂，点火油枪的投入操作包括点火油枪推进、开雾化蒸汽(或雾化空气) 门、开进油门等；停用操作包括关进油门、油枪吹扫、油枪退出等。煤粉燃烧器的投入操作包括开磨煤机出口档板、开热风门、暖磨、磨煤机启动、
6、给煤机启动等；煤粉燃烧器停用操作包括停给煤机、关热风门、停磨煤机、磨煤机吹扫等。对一般不能伸进和退出的点火装置(点火器) 以及燃烧器的火焰监视器等装置要有冷却措施，为此还设置了冷却风机。由此可见，即使投入或切除一组燃烧器也需要有相当多的操作步骤和监视判断的项目。在锅炉启动或发生事故工况下， 燃烧器的操作工作更加繁琐，所以大容量锅炉的燃烧系统必须采用自动顺序控制。炉膛安全保护监控系统就是保证锅炉燃烧系统中各设备按规定的操作顺序和条件安全启停、投切、并能在危急工况下，迅速切断进入炉膛的全部燃料，保证锅炉安全，防止爆燃等破坏性事故发生的安全保护和顺序控制装置。目前， PLC 已在火电厂的炉膛安全保护
7、监控装置中得到大量应用。2.2 锅炉吹灰控制系统在锅炉运行过程中，其各部分受热面都会积灰，积灰不仅会影响受热面管壁的传热效果，严重时还会形成结焦，影响受热面的寿命，甚至损坏受热面，因此， 在大型锅炉上均设有吹灰器，用来定期清扫锅炉水冷壁、过热器、再热器、省煤器和空气预热器等受热面上的积灰和结渣。吹灰器通常使用降压的蒸汽进行吹灰，对于水冷壁管的吹灰，有时也使用水作为吹灰介质。为了防止吹灰器被炉膛内的高温烧坏，吹灰器不吹灰时是退出炉膛的，吹灰时再推进炉膛或烟道。吹灰器的推进和退出都是靠电动机来驱动的，并可使吹灰器同时作旋转运动，以提高吹灰效率。吹灰时，首先启动吹灰用的汽源，然后再将吹灰器(一般是成
8、对投入) 推进炉膛或烟道进行吹灰，经过一定时间后再将吹灰器退出炉膛。吹灰器通常对称安装在锅炉水冷壁，过热器、再热器和空气预热器等处的两侧炉墙上。吹灰用的蒸汽通常采用过热蒸汽或再热蒸汽，在蒸汽总管道上有一个总阀门，在各种吹灰器的分支蒸汽管道上各有一个进汽阀门和一个疏水阀门。以前，锅炉吹灰器的控制常采用继电器式程控装置，由于大型锅炉使用的吹灰器数量多，且要求顺序操作，因此，目前广泛采用PLC 进行控制。2.3 锅炉定期排污控制系统锅炉的定期排污是按规定的时间或根据水质状况，周期性地从锅炉下联箱连接的排污阀门将含盐量高的锅水排除，以降低锅水含盐量，提高蒸汽品质。锅炉定期排污系统的阀门较多，通常可达2
9、0个左右，这些排污阀门一般安装在炉底附近，那里环境条件较差。锅炉运行过程中，通常每班需要按顺序全部操作一遍排污阀门，人工操作时间长，劳动强度大。因此，许多电厂已采用程序控制系统对锅炉定期排污系统进行自动控制。由于采用继电器的固定接线式程序控制系统复杂，体积大，触点多，可靠性较差。因此，现在有越来越多的电厂采用PLC 实现锅炉定期排污的控制。3 应用趋势前面介绍的是PLC在火电厂应用较为普遍的几个系统，随着PLC控制技术的成熟，现已开始在火电厂的其他系统中应用，这是PLC在火电厂应用的新趋势。3.1 输煤控制系统电厂输煤系统的任务主要是卸煤、储煤、上煤和配煤。输煤控制系统就是对输煤系统的设备进行
10、控制，使其能按一定的顺序运行，以便完成上述任务。输煤系统的控制方式从就地手动控制发展到集中控制(集中手动控制和集中程序控制)，再到PLC 控制。目前，我国电厂输煤系统大多数采用集中控制方式。近年来，随着引进机组的增加和大型机组的投产，有越来越多的电厂输煤系统采用了PLC 控制，PLC 控制系统已成为输煤控制系统的发展趋势。3.2 300 MW 机组磨煤机启停控制系统磨煤机启停自动控制系统是300 MW 机组的重要辅机系统，随着电网用电负荷的变化，机组需随时增减磨煤机的投入台数以适应负荷变化，这就要求磨煤机能有一套逻辑准确、保护功能可靠的自动控制系统 300 MW 机组磨煤机启停控制系统的原设计
11、大多采用传统继电器作为控制设备。由于控制设备为分离元件， 以硬接线方式连接，不但其控制功能受到限制，而且硬接点老化、松动，经常出现误动作，直接影响磨煤机正常运行。因此，可采用PLC 对磨煤机启停控制系统进行改造。3.3 汽轮机保护控制系统汽轮机保护系统原设计也为继电器控制方式，当汽轮机紧急停机时，由于保护项目较多，故障原因错综复杂，令操作和维护人员很难正确分析和判断故障的原因，影响了机组的安全运行，为此，可采用PLC 对汽轮机保护系统进行改造， 并增设了故障信号出现顺序的记忆功能。利用PLC 中的闪光因子(电路)，可使最先出现的故障信号闪光，若改变闪光因子(电路)的周期，可改变故障信号闪光的频
12、率，根据故障信号闪光的频率不同，即可区别故障信号出现的先后顺序， 这给故障分析带来了极大的方便。3.4 给水泵控制大型锅炉的电动给水泵容量大、压力高，有的还配有液力联轴器调速，因此在结构和运行方式上都有自己的特点。给水泵启、停控制一般都采用联动控制系统，其控制对象包括给水泵电动机、辅机油泵、泵出口阀门和再循环阀门。在停止给水泵时，应先将给水泵的转速降到最低值后再停止给水泵的电动机，这样做的目的是当再次启动给水泵时，可以保证电动机在低负荷下启动。给水泵启动后， 需要保持一定流量的给水以冷却泵体。因此，在泵的出口阀门前设有再循环阀门， 当泵的流量低于规定值时，就要开启再循环阀门，使泵有足够的流量。
13、一般情况下，再循环阀门的动作值是泵最大流量的30%。为了避免在启动时电动机过载， 要求水泵在空载条件下启动，也就是当水泵出口母管压力等于零的情况下启动给水泵时，应先将泵出口阀门关闭后再启动。而在其他情况下启动给水泵时，不论是泵的切换或备用泵自启动，由于水泵出口母管压力已经建立，为了缩短水泵的启动时间以适应尽快带负荷的要求应在泵出口阀门开启情况下启动给水泵，而泵的出口逆止阀在泵启动前处于关闭位置可以保证泵可靠的隔离。在电动机的轴上带有1台主油泵，在电动机运行时，供液力联轴器和各个轴承的润滑用油。在泵启动和停止过程中必须启动辅助油泵。采用PLC可以按上述运行方式对给水泵的启、停全过程进行自动控制。
14、4 结束语PLC既可以满足工业控制系统对于开放性的要求，又可以满足用户对稳定性和可靠性的要求。利用PLC控制技术，可以有效地为客户降低生产成本、提高生产效率，实现收益的增长。PLC 在火电厂应用的实践证明：PLC 是实现火电厂热工自动化的理想控制器，具有体积小、功能强、程度设计简单、灵活通用、维护方便等一系列的优点， 特别是它的高可靠性和较强的适应恶劣环境的能力，更是得到用户的好评。PLC技术的飞速发展是为了服务于我国经济的发展，工业化技术的前进与提高，便于社会繁荣的加速。可以预言，随着PLC 控制技术的不断进步，PLC 在火电厂的应用将越来越多。参考文献：1 廖长初.PLC编程及应用.机械工业出版社，20052 郭宗仁等. 可编程序控制器及其通信网络技术. 人民邮电出版社, 19993 杨庆柏等. 300 MW 机组磨煤机启停控制系统改造. 中国电力, 20004 杨庆柏等. 汽轮机辅机联锁保护系统的软件设计. 中国电力, 1999 5 刘彬, 杨庆柏, 李玉杰. 200 MW 机组电动给水泵保护系统的改造. 黑龙江电力技术, 1998