触摸屏与PLC在火电厂除渣系统中的应用

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　　摘要 本文主要介绍了触摸屏和PLC在福建漳州后石火电厂除渣系统中的应用。包含触摸屏组态画面的介绍及主要监控功能介绍；PLC硬件组成和程序结构介绍；相应设备功能的介绍。
　　关键词 捞渣机；人机界面；可编程控制器
　　中图分类号TP311，TP2 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2011）49-0119-02
　　The Application of PLC & HMI in the Ash & Residue Removal System in Power Plant
　　SI Jinfa
　　
　　Abstract This paper mainly describe the application of PLC and HMI in the ash &residue removal system in HOUSHI power plant.including the operation interface and function introduction;PLC hardware composition and program construction introduction; some equipment function introductioni are also included.
　　Keywords submerged scraper conveyer;HMI(human machine interface);PLC(programmable logic controller)
　　
　　0 引言
　　位于福建漳州的华阳后石电厂是台湾台塑集团旗下华阳电业在大陆投资最大的发电项目。目前总装机容量为7×600mW，前6台机组为美国和日本全进口设备，7号机组采用国产设备。其中除渣系统包含渣井，捞渣机，碎渣机，一级皮带机，二级皮带机，三级皮带机，渣仓，循环水系统，排污泵等设备。配套的控制系统使用触摸屏和PLC 实现，并通过工业以太网与上位机通讯，设备实时状态显示和设备的操控也可在上位机实现。
　　1 控制系统硬件构成
　　本套除渣系统需控制的设备共有18台套，主要为开关量信号。其中数字量输入（DI）点数为156点，数字量输出（DO）点数为52点，模拟量输入（AI）点数为5点，模拟量输出AO点数为1点。根据满足工程需要又留有适当余量的设计原则，PLC选型定为MICROLOGIX 1500系列PLC，人机界面使用台湾EVIEW MT510触摸屏实现。控制系统主要清单如下：
　　设备名称 模块型号 设备个数
　　CPU主模块 1764-24BWAR 1
　　数字量输入（DI）模块 1769-IQ32 5
　　数字量输出（DO）模块 1769-OW16 3
　　模拟量输入（AI）模块 1769-IF4 2
　　模拟量输出（AO）模块 1769-OF2 1
　　以太网通讯模块 1761-NET-ENI 1
　　人机界面 MT510 1
　　
　　2 软件设计
　　2.1 人机界面组态
　　人机界面是在操作人员和机器设备之间作双向沟通的桥梁，用户可以自由的组合文字、按钮、图形、数字等来处理或监控管理及应付随时可能变化信息的多功能显示屏幕。使用人机界面能够明确指示并告知操作员机器设备目前的状况，使操作变的简单生动，并且可以减少操作上的失误，即使是新的操作人员也可以很轻松的操作整个机器设备。使用人机界面还可以使机器的配线标准化、简单化，同时也能减少PLC控制器所需的I/O点数，降低设备投资成本。同时由于面板控制的小型化及高性能，相对的提高了整套设备的附加价值。
　　后石电厂除渣系统工艺流程如下：
　　
　　依据上述工艺流程，人机界面主画面设计如下所示：
　　
　　在主画面上可以清晰掌握所有设备的当前情况，符合运行人员的操作习惯和设备状态显示习惯。设备按钮上方三盏指示灯为状态指示灯。第一盏状态指示灯显示红色表示设备运行，第二盏状态指示灯显示绿色表示设备停止。第三盏状态指示灯显示黄色表示设备故障。几个模拟量的实时显示如渣仓料位、捞渣机速度、水温、补水阀的开度给运行人员提供了准确的参考值，给运行人员更大的操控空间以合理安排生产。点击相应设备文字按钮进入该设备的控制界面。在设备控制界面内可以控制该设备或查看设备的状态和故障信息。
　　2.2 PLC程序的编制
　　
　　除渣系统PLC的程序编制使用Rockwell公司的RSLogix 500编程软件，根据上述工艺，设备控制主要为顺序控制和一般连锁控制。根据运行人员现场要求和程序编制简单易读的原则，编程语言使用梯形图。梯形图语言是一种逻辑电路语言，通俗易懂，具有逻辑电路知识和电气控制知识的人员都能读懂程序。为了使程序清晰易读，PLC的程序设计包含一个主程序和八个子程序，主程序作用是调用7个子程序。7个子程序分别是：捞渣机控制子程序，碎渣机和1号、2号推杆控制子程序，1级、2级、3级皮带机和渣仓控制子程序，水系统控制子程序，故障处理子程序，顺序控制子程序，上位机通讯子程序。顺序控制子程序的功能叙述如上。
　　3 系统的通讯介绍
　　MICROLOGIX 1500 PLC具有强大的通讯功能，自带两个硬件电气特性为RS-232的通讯口，两个通讯口支持多种通讯协议。
　　1）DF1全双工通讯协议；
　　2）DF1半双工通讯协议；
　　3）DH-485通讯协议，通过ACI+转换器；
　　4）Modbus RTU从通讯协议；
　　5）ASCII通讯协议；
　　6）EtherNet/IP通讯协议，通过以太网模块。
　　触摸屏与PLC的通讯使用Rockwell公司的DF1全双工通讯协议，触摸屏自身集成了支持这种通讯协议的驱动程序。在组态人机界面时，触摸屏的协议选择DF1全双工通讯协议，波特率、停止位，校验位选择与PLC通讯设置相同并下载至触摸屏后。二者就可轻松实现通讯。
　　PLC与上位机的通讯使用EtherNet/IP通讯协议通过以太网模块实现，以太网模块的通讯参数设置使用ENI/ENIW 配置软件，该软件在AB官方网站可以免费获得。配置软件中TCP/IP参数设置包括IP地址，子网掩码和网关，然后下载到以太网模块中就可以实现与上位机的通讯。通讯连接后可以在上位机编程、下载和上载程序，十分方便。
　　4 结论
　　触摸屏和MICROLOGIX 1500 PLC在后石除渣系统的应用达到了设计目的，对比日本提供的前6台机组除渣系统控制系统：系统硬件上使用一台触摸屏代替了上位机控制计算机，使用MICTOLOGIX系列小型PLC取代原来中型PLC。节省了上位机开发版和运行版组态软件，仅此三项节省投资近20万元，控制功能和系统可靠性却丝毫没有减少，华阳后石电厂运行人员对控制系统的可靠性比较满意。
　　
　　参考文献
　　[1]廖常初.PLC编程及应用[M].北京:机械工业出版社，2004:100-184.
　　[2]MICROLOGIX1500可编程控制器用户手册[S]，2002，4.

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