基于PLC的给煤机控制系统设计与实现
摘要：本设计是基于PLC控制技术，以欧姆龙CP1H可编程控制器为控制核心，对给煤机的自动控制，即给煤、除尘、筛煤、循环运输、检测重量、送入燃烧炉的自动控制。实现给煤机的全过程自动供煤。主要设计分为硬件设计部分，软件设计部分，主程序模块，燃烧炉模块组成。并通过组态王软件模拟了给煤的自动控制过程。
关键词：给煤系统；可编程控制器；CP1H；组态王
一、给煤机控制系统原理及控制要求
1、工作原理
储煤仓的煤通道通过煤闸，由给煤机内部输送计量胶带连续筛选称重送入燃烧炉，该设备主要有高精准度电子称重皮带组成，称重传感器将产生重量对比形成电信号和转速检测传感器，同时计算出流量以及累计叠加量，往下运行，这样能保证机器运行的安全和稳定性。给煤机机械化技术是以机械装备和PLC控制器为主要手段，采用相应的工艺和技术措施，人为地控制温度、湿度等因素，在不损害给煤的前提下，降低煤中含水量，使其达到燃烧的示意程度。
2、控制要求
⑴给煤机输送机壳体采用圆形耐压设计，设有开关方便检修密封性好， 使维护和调整变得容易。
⑵配备隔离往返链条清理系统。
⑶给煤机设有皮带跑偏、堵煤、断煤、超重等报警保护装置。
⑷给煤机壳体装备观察窗、防击打，观察窗有雨刷器清扫装置，容易观察给煤机内运行状况。
⑸给煤机入煤口采取手动煤插管式，出煤口配置电动闸门，出口配置循环密闭装置，预留通风口。
⑹确保给煤机实现连接、均匀给煤、并可根据锅炉燃烧控制系统的要求实现就地、远程自动控制调节给煤量控制。
二、系统的硬件电路设计
系统的硬件分为主电路、控制电路。
1、系统的主电路设计
输煤机控制系统的电源采用了380V三相电源来驱动，其中KM为接触器，FU的功能为避免电路发生短路或者过载现象，使电路可以通电和断开，给煤机控制系统的主控制电路如图1所示。
图1 主控制电路图
2、系统的控制电路设计
系统采用OMRON公司的CP1H-XA40DR-A型PLC作为控制系统的控制器。CP1H系列PLC是欧姆龙公司于2005年推出的新型PLC。它是一款集众多功能于一身的整体型PLC,其特点具有功能强、体积小、适用范围广、速度快等特点。
三、系统流程图及I/O分配表
1、流程图
给煤机属于火力发电的燃料配送装置。煤经过皮带、除尘、筛选、称重等一系列的加工选取，最后输送给燃烧炉。该装置由很高的精准度电子称重器组成称重的传感器与煤的重量成正比例信号以及速度传感器测到皮带速度信号，经过计算得瞬时流动量和累计计算量。给煤机能在较大负荷变动范围内工作，对于改善燃烧炉，使燃烧炉的温度、热温度以及压力温度控制的更加稳定，能使燃烧炉的燃烧和所需空气的量更加匹配。控制系统工艺流程图如图2所示。储藏室的煤通过进料斗进入后，由筛煤检测仪进行筛煤，如果筛煤系统测到没有大块煤了，则传送皮带启动，通过下一个筛煤检测仪进行筛煤，如果筛煤系统检测到小块煤或者煤粉处理干净，将有传送皮带输送到称重机，由称重机称量是否达到重量标准，如果没有达到标准，将重新循环到由储藏室进煤筛选处理，直到称重机达到标准，执行下一步，称重机打开直接通过传送带输送到燃烧炉，流程结束。
图2 程序流程图
2、I/O分配
本系统需要4个输入，分别为系统启动按钮、重量检测满足总量要求传感器、重量检测不满足重量要求传感器、系统关闭按钮。8个输出，分别为启动指示灯、开始倒煤、一次筛煤、一次除尘、一次传送、一次刮煤、二次筛煤。
四、组态监控设计
本系统在设计给煤机控制系统的画面流程时使用的是组态王6.53版开发软件，组态王软件己经成功地应用于化工、钢铁、电力、污水处理等各行各业，也成功的应用于国防、航空航天等重大领域。本系统的组态监控画面设计如图3所示。
图3 组态界面图
图中所表现的是给煤机控制的整个过程，包括给煤、除尘、筛煤、循环运输、检测重量、送入燃烧炉等过程。首先储藏室的煤通过进料斗进入后，由筛煤检测仪进行筛煤，如果筛煤系统测到没有大块煤了，则传送皮带启动，通过下一个筛煤检测仪进行筛煤，如果筛煤系统检测到小块煤或者煤粉处理干净，将有传送皮带输送到称重机，由称重机称量是否达到重量标准，如果没有达到标准，将重新循环到由储藏室进煤筛选处理，直到称重机达到标准，执行下一步，称重机打开直接通过传送带输送到燃烧炉。
五、 系统的运行与调试
在PC机上安装OMRON CX-ONE软件，利用CX-P及CX-simulator将编写好的控制程序在电脑上进行初步仿真调试，测试程序无编写错误后，到实验室进行实物仿真按外部接线图连好实物，先将PLC程序写入程序控制器中。并将PLC和组态王进行通信连接。
观察PLC控制的各个输出端口是否能够按照程序的控制顺序进行工作，对系统进行合理的适当的调整。
参考文献
[1] 乔东凯．基于PLC对热电厂给煤机控制系统的改造设计[M]．机械设计与制造出版社．2009
[2] 卢定兴．PLC在火电厂给煤机变频控制系统中的应用[M]．应用科技出版社．2005
[3] 李江全．称重给煤机的过程图[M]．北京:电子工业出版社．1998，8：11．
