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施耐德产品在火力发电厂锅炉给粉机控制系统改造中的应用

1. 引言

给粉机控制系统是动力分公司燃烧控制系统的重要组成部分。由于锅炉燃烧系统对动力分公司的燃烧、产汽量、发电量等提出的高要求，使得给粉机等燃烧控制系统倍受重视，促使其自动化及调速的可靠性得到了很大的提高。给粉机控制系统的任务是及时高效地将粉仓内的煤粉输送到炉膛内燃烧，动力分公司原有方式怀化采用传统的继电器控制方式用电磁转差离合器来调节的转速。在运行中发现有以下问题：

(1) 由于继电器长期使用后常出现接头氧化、接触不良和线圈烧损等现象，使系统运行可靠性降低，故障检查与排除比较困难，且不易改变控制逻辑。

⑵ 给粉机的电磁调速虽然结构简单，但用作负反馈的测速发电机故障较高，且调速作用仅能改变离合器从动部分的转速,电动机本身的转速并未改变,无法节能。

⑶ 继电器控制系统不具备通讯功能，无法和燃烧系统协调工作。

⑷ 电动机经常与滑差电机同步造成堵粉管。

为了解决上述问题，我们对原系统进行了改造。改造系统选用了法国施耐德公司的Micro系列PLC、触摸屏XBTF 和ATV58HU54N4变频器对给粉机调速系统进行改造，以达到提高系统可靠性、节能增效的目的。

2走向产业化. 系统硬件构成

改造后的控制调速系统包括上位机（1台XBTF034100人机界面）、 下最近几年来位机（1台Micro PLC）、调速部分8氨水肥台ATV58HU54N4变频器、接触器及中间继电器等部分。

① 人机界面采灯饰墙艺用施耐德公司生产的XBTF-034100与PLC的AUX人机接口相连，其控制程序用施耐德XBTF-L1000 V3.7组态软件编制。主要有以下功能：实现独立操作状态对上排或下排给粉机单独操作（启动/停止、加/减转速）；同操状态同时对上排或下排给粉机（加/减转速）废钢铁；正常运行时可显示电流、电压、转速、频率、设备运行或故障状态代码等信息，帮助了解系统的运行状态或故障原因，实现对设备的实时监控。

② PLC控制系统采用施耐德公司的Micro TSX 37 21 101模板，根据给粉机主要是顺序和逻辑控制，过程变量基本上是开关量，所以控制部分选用一个TSX DMZ 28DR输入16I/输出12O和一个TSX DE 12D2输入12I模板。PLC根据来自触摸屏的指令及参数控制各变频器，并采集现场变频器的转速、电压、频率、运行代码及故障代码传送给触摸屏XBTF-034100上，在相应的页面上显示出来。

③ 调速系统采用施耐德公司的ATV58HU54N4变频调速器。

新系统的硬件结构如图1所示。

3. 软件设计

给粉机控制流程如图2所示，其任务主要是根据送风机所处状态或转换开关连锁/解除以及接触器状态和人机界面指令，通过PLC控制变频器来实现给粉机的启/停、速度增/减，当发生故障时紧急停机并进行报警处理，PLC判断是否有过载，变频器和电动机是否工作正常，满足条件则启动。当变频器处于运行状态时，可以通过就地或控制室指令增/减电动机转速。控制室是通过人机界面显示操作给粉机转速、接触器状态及设备运行、故障代码。

部分I/O点及变量编号分配见表1

图2 给粉尘机流程图

4. 系统的通讯功能

变频器通过Modbus通讯口相连接受PLC发出的指令及参数控制各电动机启动/停止、加减转速，并将现场数据传送给PLC进行调节。PLC的强大通讯功能使其不仅可以与施耐德公司的工控产品进行通讯，而且也可以与第三方厂商的产品进行通讯。以后进行系统集成时也就不必再对给粉机部分的硬件进行大的变动，只需在PLC中加入通讯程序即可。

表1:

5. 工作过程以及部分梯形图

① Micro PLC程序用施耐德PL7 PRO编程软件编制总结中要逐家说明企业检查情况、发现问题和处理情况，包括变频器的连锁、手动/自动、急停，通讯、转速增/减，并根据信息到达的先后在触摸屏上显示出来，在PLC程序中使用的位存储区应与触摸屏上的相应按钮和数据一一对应，整过程序采用梯形图编程。

② PLC与变频器通讯采用Modbus 协议，PLC巡回读出/写入需16次用计数器%C0.P操作模块实现和达到工艺要求需设置变频器最大值、最小值；%MW80：=66是任意运行状态下变频器最低频率6.6HZ、%MW81：=360是变频器最大频率36HZ，%MW85：=%MW80启动运行时是PLC对变频器写入最小频率6.6HZ。（见图3）。

③ 为实现给粉机同送风机连锁程序设置了连锁投入/解除、上排/下排连锁开关，过程如下：

通电可运行，在连锁状态下通过转换开关%I3.0常闭接点-上排%I3.4/下排%I3.5常闭接点（解除连锁时%I3.0常开接点）-运行开关%I3.1-操作模块（%Q2.4—%Q2.11）给变频器发出16#000F可以运行命令。

断电不可运行，在连锁状态