3.1 控制對象

    PLC的主要監(jiān)控對象有；32臺AV泵、3臺TD泵、6臺空壓機的啟停及狀態(tài)與電機電流監(jiān)視、4臺冷干機的啟停及狀態(tài)、庫頂管路切換閥的控制及狀態(tài)顯示，一二電場灰斗料位計、TD泵和中間灰?guī)斓母叩土衔挥嫛?BR>
    系統(tǒng)采用三種控制方式；自動程序控制、軟手操和就地手動控制。

    3.2 聯(lián)鎖保護

    在兩個中間灰?guī)爝€各裝有兩個高、高高料位計，用做報警和兩個灰?guī)熘g自動切換。每臺爐各電場輸送管路切換閥故障將停止該電場AV泵輸送，并在CRT畫面報警。

    3.3 硬件配置

    系統(tǒng)采用一臺研華工控機IPC-610進行監(jiān)控，40G硬盤，安裝Windows2000操作系統(tǒng)。公用系統(tǒng)和4臺爐的AV泵控制系統(tǒng)公用一套PLC，組態(tài)圖見圖1。

    3.4 監(jiān)控計算機

    工控機的CPU與內(nèi)存的配置要相對偏高，保證操作員站和PLC的CPU進行實時通訊正常。按照火力發(fā)電廠設(shè)計要求，以及從干除灰系統(tǒng)的重要性和系統(tǒng)的安全角度考慮，操作員站最少要配置2臺，互為備用，防止失去監(jiān)視系統(tǒng)。這是我廠干除灰集控系統(tǒng)的一個不足之處，它所隱藏的危險在以后的運行過程中已經(jīng)暴露出來。操作員站的工控機安裝有Intellution公司的監(jiān)控軟件 iFIX3.0無限點軟件（iFIX軟件系專業(yè)的工控軟件，支持所有廠家PLC產(chǎn)品）?？梢燥@示工藝流程、信息顯示（包括運行參數(shù)、狀態(tài)、故障情況等）和各種曲線。

    3.5 PLC系統(tǒng)

    PLC采用美國A-B公司的 SLC-500可編程控制器，從可靠性、特殊控制功能、抗干擾能力、掃描速度、上位機接接口以及遠程通訊功能、與計算機聯(lián)網(wǎng)和多種軟件功能等方面來看，該控制器具有一定優(yōu)勢。系統(tǒng)的主要模塊選擇如下：

    CPU模塊為1747-L552，

    電源模塊為1746-P2。

    適配器模塊為1746-SN和1746-ASB模塊，前者是 CPU的熱備通訊模塊，后者是遠程I/O適配器模塊。

    基板為一個1746-A13和2個1746-A10模塊。

    開關(guān)量輸入模塊為1746-IM16；

    開關(guān)量輸出模塊為1746-OW16；

    模擬量輸入模塊為1746-NI8，

    通訊電纜1746-C9。

    3.6 控制柜和就地儀表

    共有4臺控制柜，一臺為電源柜，一臺為#1、2爐I/O控制柜，一臺為公用系統(tǒng)I/O控制柜，一臺為#3、4爐I/O控制柜。為了保證系統(tǒng)的安全運行，系統(tǒng)配置了一臺UPS電源，美國山特3KVA，為監(jiān)控系統(tǒng)和PLC控制系統(tǒng)提供電源。就地儀表包括射頻導(dǎo)納料位計、彈簧管壓力表、壓力控制器、壓力變送器、行程開關(guān)，氣動電磁閥。

    4  軟件設(shè)計

    軟件設(shè)計是全開放性，運行時盡量減少人工干預(yù)和操作，系統(tǒng)參數(shù)和工藝參數(shù)在線可調(diào)、掉電自保護和上電自恢復(fù)等，以便做到運行時不死機，監(jiān)視系統(tǒng)故障不影響PLC程序的運行。該系統(tǒng)軟件包括3部分：通訊軟件、上位機監(jiān)控軟件和下位機軟件。

    4.1

    為使本系統(tǒng)具有最大的兼容性，監(jiān)控軟件采用Intellution公司的iFIX3.0 軟件（iFIX軟件系專業(yè)的工控軟件，支持所有廠家PLC產(chǎn)品）。軟件運行于WINDOWS界面,主要用于畫面的編制、數(shù)據(jù)監(jiān)控、數(shù)據(jù)庫管理、歷史數(shù)據(jù)采集等.關(guān)閉運行畫面和主機不影響除灰程序運行.編程軟件使用美國A-B公司的編程軟件RSLogix500，用以編寫梯形圖，對PLC進行參數(shù)設(shè)置，掃描遠程I/O，以及上載下傳已經(jīng)編好的梯形圖程序等。

    4.2 通訊系統(tǒng)

    PLC的CPU與操作員站之間的通訊采用Rslinx通訊軟件，Rslinx是基于美國A-B公司CONTROLNET通訊協(xié)議的通訊軟件。

    iFIX 針對 A-B 公司的PLC 的驅(qū)動程序有多種連接方式， 我廠除灰系統(tǒng)使用的是ABR，現(xiàn)使用較多，可以支持 AB 的 KT, KTC, KTX, KTXD 以及以太網(wǎng)卡與 PLC 通訊，還需要 AB 的 RSLinx 軟件支持。

    4.3 軟件設(shè)計遵循以下原則

    4.3.1 應(yīng)用程序應(yīng)根據(jù)各系統(tǒng)設(shè)備運行工藝要求，確定所有外圍系統(tǒng)的功能需求方案，即應(yīng)用程序要嚴(yán)格按照設(shè)備本身情況或設(shè)備運行實際需要進行開發(fā)。

    4.3.2 監(jiān)控系統(tǒng)功能包括系統(tǒng)畫面生成、事故追憶系統(tǒng)、各種曲線顯示和打印、各種報表自動生成等。

    4.3.3 監(jiān)視畫面要符合主設(shè)備控制系統(tǒng)人機界面的設(shè)計風(fēng)格，按照分級瀏覽、逐級細化的原則設(shè)計畫面，采用彈出式窗口、下拉式菜單等多種廣為流行的設(shè)計手段實現(xiàn)畫面的切換和顯示，單個畫面的工藝流程、信息顯示（包括運行參數(shù)、狀態(tài)、故障情況等）和各種曲線；且布局要合理、生動，色調(diào)柔和。

    4.3.4 事故追憶系統(tǒng)應(yīng)包括所有進入控制系統(tǒng)或系統(tǒng)輸出的開關(guān)量和模擬量（如運行參數(shù)、輸出指令、狀態(tài)反饋等）以及控制系統(tǒng)本身發(fā)生的事件（如卡件或通訊故障等），所有I/O點均可以曲線的形式顯示，為實現(xiàn)系統(tǒng)運行在線分析、診斷提供豐富的數(shù)據(jù)資源。

    5 系統(tǒng)運行方式

    5.1 AV泵系統(tǒng)運行過程

    每個除塵器灰斗下面掛有一臺AV泵，灰斗里的灰在重力作用下直接落入AV泵，第一個AV泵帶有進氣組件，稱為主AV泵，最后一個帶有出口圓頂閥的稱為出口AV泵，中間的稱為副泵。

    當(dāng)一電場或二電場的一組灰斗中某個灰位達到料位計高度時，該組所有的AV泵開始進灰，入口圓頂閥打開開始落灰，當(dāng)達到設(shè)定時間后，入口圓頂閥關(guān)閉，同時打開該組出口圓頂閥和進氣閥，用壓縮空氣將灰送入中間灰?guī)臁．?dāng)輸送管內(nèi)壓力達到設(shè)定值后，關(guān)閉出口閥和進氣閥完成一個輸送循環(huán)。三四電場沒有裝料位計，輸送循環(huán)由時間控制。如果在設(shè)定時間內(nèi)輸送循環(huán)沒有完成，畫面有報警提示，顯示某一循環(huán)超時，系統(tǒng)恢復(fù)正常報警自動消失。

    為了提高系統(tǒng)運行的經(jīng)濟性，保證系統(tǒng)工作在最大出力，同時也為了防止煤種變化引起堵管，畫面上提供了一電場AV泵和TD泵的裝料時間更改功能。

    5.2 TD泵運行過程

    在系統(tǒng)沒有開始運行時，泵的入口圓頂閥保持關(guān)閉。當(dāng)灰?guī)熘械幕腋采w低處料位計時，由TD泵向廠外輸送循環(huán)開始，泵的入口圓頂閥、排氣圓頂閥打開，灰落入泵內(nèi)，TD泵頂部也裝有料位計，當(dāng)泵內(nèi)灰位達到料位計高度時，泵的入口圓頂閥、排氣圓頂閥關(guān)閉，進氣閥、流化閥和輸送閥打開，對TD泵快速加壓，同時打開出口圓頂閥，將TD泵內(nèi)的灰輸送到廠外灰?guī)欤?dāng)輸送管道內(nèi)的壓力降到設(shè)定值時，關(guān)閉出口閥和進氣閥，打開排氣閥，完成一個輸送循環(huán)。 

    6 PLC過程控制常見故障分析及維護

    一般來講PIC部分的故障比例約為5％，現(xiàn)場控制設(shè)備的故障比例約為95％。

    6.1 PLC 主機系統(tǒng)

    PLC主機系統(tǒng)最容易發(fā)生故障的地方一般在電源系統(tǒng)和通訊網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，電源在連續(xù)工作、散熱中，電壓和電流的波動沖擊是不可避免的。在2005年9月23日因為操作員主機電源插座松動，造成主機運行中突然失電硬盤損壞，無法進入操作系統(tǒng)。更換新硬盤后，重新安裝系統(tǒng)，應(yīng)用程序重新安裝，使系統(tǒng)恢復(fù)運行。為了防止以后再次出現(xiàn)這類問題，我們更換了電源插座，并移到操作臺里面，防止運行人員誤碰。

    對于PLC主機系統(tǒng)的故障的預(yù)防及處理主要是提高集中控制室的管理水平，加裝降溫措施，定期除塵，使PLC的外部環(huán)境符合其安裝運行要求；同時在系統(tǒng)維修時，嚴(yán)格按照操作規(guī)程進行操作，謹防人為的對主機系統(tǒng)造成損害。

    6.2 PLC的I/O端口

    PLC最大的薄弱環(huán)節(jié)在I/O端口。PLC的技術(shù)優(yōu)勢在于其I/O端口，在主機系統(tǒng)的技術(shù)水平相差無幾的情況下，I/O模塊是體現(xiàn)PLC性能的關(guān)鍵部件，因此它也是PLC損壞中的突出環(huán)節(jié)。要減少I/O模塊的故障就要減少外部各種干擾對其影響，首先要按照其使用的要求進行使用，不可隨意減少其外部保護設(shè)備，其次分析主要的干擾因素，對主要干擾源要進行隔離或處理。

    6.3 現(xiàn)場控制設(shè)備

    在整個過程控制系統(tǒng)中最容易發(fā)生故障地點在現(xiàn)場 。主要有：

    (1)第一類故障點(也是故障最多的地點)在繼電器、接觸器。如該生產(chǎn)線PLC控制系統(tǒng)的日常維護中，電氣備件消耗量最大的為各類繼電器或空氣開關(guān)。主要原因除產(chǎn)品本身外，就是現(xiàn)場環(huán)境比較惡劣，接觸器觸點易打火或氧化，然后發(fā)熱變形直至不能使用。所以減少此類故障應(yīng)盡量選用高性能繼電器，改善元器件使用環(huán)境，減少更換的頻率，以減少其對系統(tǒng)運行的影響。

    (2)第二類故障多發(fā)點在閥門或閘板這一類的設(shè)備上，長期使用缺乏維護，機械、電氣失靈是故障產(chǎn)生的主要原因，因此在系統(tǒng)運行時要加強對此類設(shè)備的巡檢，發(fā)現(xiàn)問題及時處理。

    (3)第三類故障點可能發(fā)生在開關(guān)、極限位置、安全保護和現(xiàn)場操作上的一些元件或設(shè)備上， 對于這類設(shè)備故障的處理主要體現(xiàn)在定期維護，使設(shè)備時刻處于完好狀態(tài)。對于限位開關(guān)尤其是重型設(shè)備上的限位開關(guān)除了定期檢修外，還要在設(shè)計的過程中加入多重的保護措施。

    (4)第四類故障點可能發(fā)生在PLC系統(tǒng)中的子設(shè)備，如接線盒、線端子、螺栓螺母等處。 根據(jù)工程經(jīng)驗，這類故障一般是很難發(fā)現(xiàn)和維修的。所以在設(shè)備選型上要選質(zhì)量好的設(shè)備，在設(shè)備的安裝和維修中一定要按照安裝要求的安裝工藝進行，不留設(shè)備隱患。

    (5)第五類故障點是傳感器和儀表，這類故障在控制系統(tǒng)中一般反映在信號的不正常。這類設(shè)備安裝時信號線的屏蔽層應(yīng)單端可靠接地，應(yīng)該采用在控制盤內(nèi)接地。并盡量與動力電纜分開敷設(shè)，特別是高干擾的變頻器輸出電纜，而且要在PIC內(nèi)部進行軟件濾波。這類故障的發(fā)現(xiàn)及處理也和日常點巡檢有關(guān)，發(fā)現(xiàn)問題應(yīng)及時處理。

    (6)第六類故障主要是電源、地線和信號線的噪聲(干擾)，問題的解決或改善主要在于工程設(shè)計時的經(jīng)驗和日常維護中的觀察分析。

    要減小故障率，很重要的一點是要重視工廠工藝和安全操作規(guī)程，在日常的工作中要遵守工藝和安全操作規(guī)程，嚴(yán)格執(zhí)行一些相關(guān)的規(guī)定，如保持集中控制室的環(huán)境等等，同時在生產(chǎn)中也要加強這些方面的管理。

    7 結(jié)束語：

    該控制系統(tǒng)自投入運行后，運行一直比較穩(wěn)定，PLC運行正?！，F(xiàn)場的反饋信號開關(guān)經(jīng)過改進，故障效率大大降低，現(xiàn)場除了配合機務(wù)專業(yè)檢修外，控制系統(tǒng)的維護量很小，大大減輕了維護人員的工作強度。整個控制室只設(shè)一名值班員和一名設(shè)備巡檢員，真正起到了減員增效的目的，為我廠其他附屬設(shè)備控制系統(tǒng)改造積累了經(jīng)驗。