自動(dòng)化控制 ·Automatic Control
以 PLC技術(shù)為核心的火電站除灰控制系統(tǒng)的開發(fā)研究
文／肖澄中
量和模擬量之間進(jìn)行數(shù)字轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)對(duì)模擬量 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求，綜合考慮當(dāng)前及未來的流量
作為火電廠生產(chǎn)流程中的重 的控制功能； 擴(kuò)展的需求，通常采用100MB／S的以太網(wǎng)；
要環(huán)節(jié)，除灰系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)廢物利 1．2_3數(shù)據(jù)處理功能 3．2．2網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)
用、保護(hù)環(huán)境、確保系統(tǒng)有效運(yùn) 實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的采集、運(yùn)算、傳輸、轉(zhuǎn)換、 通常配備有網(wǎng)卡、接口、局域網(wǎng)、班長(zhǎng)
行的關(guān)鍵技術(shù)。目前，我國(guó)的除 分析以及處理的功能是PLC的基本功能。通 工作站以及工程師工作站。傳輸主干線采用
灰控制系統(tǒng)采用的是以PLC(可編 過對(duì)采集數(shù)據(jù)進(jìn)行比較和處理實(shí)現(xiàn)特定的控 100Base，并通過網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控：
程控制器)技術(shù)為核心的集散型 制。 3．2．3連接介質(zhì)
控制系統(tǒng)。本文以PLC技術(shù)的基 控制層和監(jiān)控層之前的連接介質(zhì)通常選
本結(jié)構(gòu)、工作原理以及技術(shù)功能 2 PLG控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法 用光纜，其不僅抗干擾性強(qiáng)，還可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離
等概述為出發(fā)點(diǎn)，分析了PLC控
安全傳輸。
制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法，提出了除灰 2．1 PLC的程序設(shè)計(jì)
控制系統(tǒng)的解決方案，并探討了 3．3除灰控制系統(tǒng)中的PLC技術(shù)
PLC在除灰控制系統(tǒng)中的應(yīng)用，旨 PLC的程序設(shè)計(jì)主要包括手動(dòng)程序設(shè)計(jì)、
在推進(jìn)PLC技術(shù)在火電廠的除灰 自動(dòng)程序設(shè)計(jì)、公用程序設(shè)計(jì)以及原位程序設(shè) 3．3．1 PLC的技術(shù)要求
控制系統(tǒng)的應(yīng)用，并為除灰控制 計(jì)。分步對(duì)程序進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，PLC只需對(duì) (1)硬件設(shè)備：除灰系統(tǒng)的硬件設(shè)備以
系統(tǒng)的開發(fā)提供參考。 及PLC裝置均采用統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品，編程控
上述的四個(gè)部分作為整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，但在
制器中的硬件設(shè)備必須滿足的相對(duì)溫度范圍是
進(jìn)行系統(tǒng)的模擬和調(diào)試時(shí)，要分別對(duì)四個(gè)程序
5-90％，溫度范圍為O．50℃；
進(jìn)行調(diào)試，最后再調(diào)試整體程序：
(2)RAM存儲(chǔ)器：要求RAM存儲(chǔ)器的
【關(guān)鍵詞】PLC技術(shù) 除灰系統(tǒng) 控制系統(tǒng) 2．2 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本原則 電池使用壽命在半年以上，以確保程序數(shù)據(jù)不
會(huì)丟失。此外，程序中要安裝指示燈用來查看
(1)充分發(fā)揮PLC的控制功能，實(shí)現(xiàn)對(duì) 電池的使用情況以及監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)中的故障；
被控設(shè)備的控制。這要求相關(guān)技術(shù)人員通過考
(3)編程語(yǔ)言：除灰系統(tǒng)的編程語(yǔ)言要
1 PLO技術(shù) 查系統(tǒng)實(shí)際的運(yùn)行環(huán)境，結(jié)合分析實(shí)際的案例， 使用PLC語(yǔ)言，在PLC技術(shù)中要編入邏輯程
并與顧客及時(shí)溝通，從而解決系統(tǒng)中發(fā)生的問 序，以實(shí)現(xiàn)邏輯功能。
題，實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的控制功能；
1．1工作原理 3．3．2上位機(jī)的技術(shù)要求
(2)保證控制系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的時(shí)間要求，
在0S主機(jī)的選擇上，要采用能支持虛擬
PLC運(yùn)用周期性的循環(huán)掃描方式工作的， 是PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重要的原則； 技術(shù)的多核處理器，能支持400／550MHZ的總
即系統(tǒng)從第一條程序指令開始，無跳轉(zhuǎn)和中斷 (3)最簡(jiǎn)原則。即要求控制系統(tǒng)在滿足 線以及工業(yè)級(jí)別的CPU主板；在顯卡的選擇
地逐條執(zhí)行程序，直到程序的終結(jié)，最后再執(zhí) 運(yùn)營(yíng)成本和運(yùn)營(yíng)開銷的前提下，使控制系統(tǒng)的 上，要采用工業(yè)級(jí)別的有大容量系統(tǒng)內(nèi)存的工
行程序的掃描。具體有五個(gè)階段：程序的內(nèi)部 工程效率最大化。 業(yè)顯卡，以確保獲得極大的圖形處理速度；通
處理、通訊處理、輸入掃描、程序執(zhí)行和程序 3基于PLC技術(shù)的火電站除灰控制系統(tǒng)開 訊設(shè)備要采用通訊速度快、可靠性能高的PLC
輸出。在內(nèi)部處理階段，CPU檢測(cè)主機(jī)的硬件、 發(fā) 通訊設(shè)備，工業(yè)上多采用以太網(wǎng)，其速度最高
所有I／O模塊的狀態(tài)以及運(yùn)行狀態(tài)下客戶的存 可達(dá) 100Mbps。
儲(chǔ)器，一旦發(fā)現(xiàn)異常情況立刻停機(jī)診斷并進(jìn)行
3．1控制系統(tǒng)的需求分析 4結(jié)論
錯(cuò)誤分析；在信息的處理階段，通信接口處的
信息由CPU檢測(cè)是否有計(jì)算機(jī)、編程器等通
首先是監(jiān)控層的需求分析。在火電站車 目前，我國(guó)火電廠在以PLC技術(shù)為核心
信請(qǐng)求，若接收到通訊請(qǐng)求即完成數(shù)據(jù)傳輸；
間安裝網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)，聯(lián)接除灰的控制子網(wǎng)， 的除灰控制系統(tǒng)在信息化建設(shè)上仍處于發(fā)展階
在輸入處理附件，CPU根據(jù)數(shù)字量輸入點(diǎn)的
實(shí)現(xiàn)對(duì)除灰裝置的在線監(jiān)控、設(shè)備的故障診斷 段。一個(gè)穩(wěn)定、安全、高效的除灰控制系統(tǒng)不
狀態(tài)進(jìn)行掃描，并將掃描的結(jié)果輸入寄存器中：
和維護(hù)、數(shù)據(jù)分析等功能。同時(shí)還要在除灰車 僅可以降低故障率、提高系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性、
在執(zhí)行用戶程序階段，CPU按先后順序讀取
間配備值班室和監(jiān)控室。 提高除灰效率，還有助于節(jié)約勞動(dòng)成本。因此，
并執(zhí)行指令，直到程序指令的結(jié)束；CPU在
其次是控制層的需求分析。在應(yīng)用功能 我國(guó)應(yīng)加大PLC技術(shù)的設(shè)計(jì)研發(fā)，提升PLC
指令的執(zhí)行中從寄存器中按順序依次讀取各輸
上，控制層要與各除灰系統(tǒng)的PLC控制設(shè)備 技術(shù)在除灰控制系統(tǒng)上的應(yīng)用，早日實(shí)現(xiàn)除灰
入點(diǎn)的狀態(tài)，并進(jìn)行邏輯運(yùn)算，最后將運(yùn)算處
建立聯(lián)接，從而實(shí)現(xiàn)通信管理和遠(yuǎn)程通信的功 系統(tǒng)的精準(zhǔn)、智能化控制。
理結(jié)果自動(dòng)輸送到寄存器中；在輸出處理階段，
能；在用戶配置上，要保證每套除灰系統(tǒng)配備
CPU對(duì)輸出點(diǎn)的信息進(jìn)行刷新，并將輸出點(diǎn)
兩臺(tái)，分別用于除灰過程的操控和監(jiān)控，互為 參考文獻(xiàn)
信號(hào)轉(zhuǎn)換成能被數(shù)控設(shè)備接受的電流或電壓信
備用。此外，火電廠應(yīng)配備8臺(tái)PLC，同樣地 [1】宮淑貞，王冬青 ，徐世許 ．可編程控制
號(hào)，驅(qū)動(dòng)所控設(shè)備。
配備8臺(tái)作業(yè)員站。 器原理及應(yīng)用 【M]．北京：人民郵電山版
1．2 PLC技術(shù)功能 最后是現(xiàn)場(chǎng)層的需求分析。在網(wǎng)絡(luò)功能 社 ，2002．
上，主要實(shí)現(xiàn)對(duì)驅(qū)動(dòng)器、傳感器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)以 [2】皮壯行，宮振鳴，李雪華．可編程序控制
I．2．1邏輯控制功能 及遠(yuǎn)程設(shè)備的連接，以及對(duì)其輸出信號(hào)的處理 器的系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用實(shí)例 [M】．北京：機(jī)
PLC最基本、應(yīng)用最廣泛的領(lǐng)域便是邏 和控制；在配置上，要保證有2O個(gè)遠(yuǎn)程I／O 械工業(yè)出版社 ，2000．
輯控制。PLC代替了傳統(tǒng)的繼電器，實(shí)現(xiàn)了順 在網(wǎng)絡(luò)容量上，要配置 8座撐lI和#12爐渣 【3】陳躬炎．基于ControlNet的集散控制技
序控制以及邏輯控制，不僅在單臺(tái)設(shè)備的控制 系統(tǒng)的遠(yuǎn)程I／O站，2座撐7遠(yuǎn)程 I／O站，3座 術(shù)在除渣系統(tǒng)中的應(yīng)用 【D】．南京：南京
上得到應(yīng)用，也應(yīng)用于流水化作業(yè)以及多機(jī)控 5、撐6遠(yuǎn)程I，0站，4座舟l,--#4遠(yuǎn)程I／O站。 理工大學(xué)，2006．
制；
3．2監(jiān)控組網(wǎng)方案實(shí)現(xiàn)
1．2．2模擬量控制功能 作者單位
模擬量通常是指流量、壓力、速度、溫 哈 爾濱電站設(shè)備成套設(shè)計(jì)研究所有限公司
3．2．1網(wǎng)絡(luò)類型
度等在工業(yè)生產(chǎn)過程中常用的數(shù)據(jù)。PLC利用 黑龍江省哈爾濱市 150046
由于網(wǎng)絡(luò)對(duì)數(shù)據(jù)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量大、性能
其配套的數(shù)字量和模擬量的轉(zhuǎn)換模塊，將數(shù)字
要求高、兼容性要求高等特點(diǎn)，同時(shí)結(jié)合監(jiān)控
142·電子技術(shù)與軟件工程 Electronic Technology&Software Engineering