1、概述
輸煤系統(tǒng)是火電廠重要的輔助系統(tǒng)，保證輸煤系統(tǒng)安全、穩(wěn)定、可靠運行具有重要的意義。輸煤系統(tǒng)設(shè)備布置分散、作業(yè)線長、運行方式靈活多變，設(shè)備運行環(huán)境惡劣。隨著火電廠裝機容量和單機容量的日益增大，輸煤系統(tǒng)的規(guī)模也大幅度提升，人工作業(yè)更加艱難。引入程控系統(tǒng)，實現(xiàn)對整個工藝過程的自動控制和管理，可以減少運行和檢修人員的勞動強度和難度，同時可將輸煤系統(tǒng)接入全廠的輔控網(wǎng)，實現(xiàn)全廠輔助車間集中控制。使用四方公司控制設(shè)備實現(xiàn)的自動化系統(tǒng)可作為輸煤系統(tǒng)自動化運行的完整解決方案。
2、輸煤系統(tǒng)簡介
火電廠輸煤系統(tǒng)的主要為卸煤、堆煤、上煤和配煤，以達到按時保質(zhì)保量為機組（煤倉）提供燃煤的目的。
輸煤系統(tǒng)一般分為甲乙路備用運行，主要運行設(shè)備包括：噴水裝置、給煤機、卸船機、翻車機、斗輪堆取料機、葉輪取料機、皮帶傳送機、刮水器、頭部伸縮裝置、碎煤機、篩煤機、犁煤器、電動三通擋板、四通擋板、除鐵器、除塵器、取樣機、皮帶秤等等。
3、輸煤控制系統(tǒng)面臨的主要問題
1) 輸煤控制系統(tǒng)運行時，受到的干擾多，電磁干擾十分嚴重；
2) 部分電氣控制裝置安裝于地平線以下，運行環(huán)境十分惡劣，粉塵飛揚，水、灰、煤粉比比皆是。煤場處部分設(shè)備處于露天環(huán)境，煤倉間設(shè)備處于高溫環(huán)境；
3) 卸煤溝等區(qū)域布線非常困難，葉輪給煤機等設(shè)備和外界的通信難以用常規(guī)手段實現(xiàn)；
4) 皮帶傳送機的電動機十分重要，需要對其進行全面的監(jiān)控和保護；
5) 現(xiàn)場設(shè)備種類繁多，實際運行中，一次啟動、停止設(shè)備多，順序啟動選擇方式較多，安全聯(lián)鎖要求高；
6) 工藝流程復雜，多種煤源設(shè)備取煤通過電動三通擋板的切換，經(jīng)皮帶運輸機傳送到原煤倉，可以組成幾十種工藝流程；
7) 翻車機系統(tǒng)、斗輪機系統(tǒng)等大型工況設(shè)備向智能化方向發(fā)展，自身已經(jīng)配備了程控設(shè)備。煤場噴灑水、煤水處理系統(tǒng)等相對較為獨立的設(shè)施也單獨配備了程控設(shè)備，這些系統(tǒng)和輸煤程控主系統(tǒng)的聯(lián)系不夠緊密。此外，其它諸如電子皮帶秤、動態(tài)循環(huán)鏈碼裝置、取樣裝置等均向智能化方向發(fā)展，需要程控系統(tǒng)提供豐富的通信接口。
4、輸煤程控系統(tǒng)設(shè)計方案
分布式控制方案
輸煤程控系統(tǒng)可基于DCS理念進行設(shè)計，采用分散控制、集中管理、控制權(quán)限下放、冗余設(shè)計、降低控制風險的設(shè)計思想，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如下所示：
分布式程控方案示意圖
遠程I/O集中控制方案
遠程I/O站程控方案
5、方案特點：
1) 分布式控制器：根據(jù)系統(tǒng)工藝控制特點和物理分布位置，把整個輸煤系統(tǒng)分為4個控制站，每個控制站可獨立的完成相對獨立的工藝系統(tǒng)，同時相互之間又有必要的數(shù)據(jù)交換，構(gòu)成一個完整的輸煤系統(tǒng)，體現(xiàn)了分布式控制系統(tǒng)的安全理念。
2) 系統(tǒng)冗余：系統(tǒng)在控制器、通信、電源、操作站均采用熱備冗余系統(tǒng)，實現(xiàn)故障無擾切換。
3) 抗干擾措施：系統(tǒng)設(shè)備有很高的抗電磁干擾性能：采用IP56屏柜，防塵防水；光纖數(shù)字通訊，不受電磁干擾；模塊均涂硅膠防護層，耐酸堿腐蝕和粉塵環(huán)境；設(shè)備工作溫度-25℃～70℃，適應惡劣環(huán)境。
4) 與第三方通信：系統(tǒng)可以作為子系統(tǒng)納入輔控網(wǎng)，也可作為輔控網(wǎng)控制中心，添加部分設(shè)備接入其它子系統(tǒng)。同時，系統(tǒng)可向第三方系統(tǒng)例如SIS、MIS、MES、ERP實時轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)，具備與世界目前主流關(guān)系數(shù)據(jù)庫Access、Oracle、Sybase、SQL Server和實時數(shù)據(jù)庫Inforplus、PI、PHD通訊的能力，并可以定制通訊協(xié)議轉(zhuǎn)發(fā)程序。
5) DI/DO采用繼電器隔離：現(xiàn)場信號采用AC220V，提高抗干擾性；控制處理信號采用DC24V，增強控制器安全穩(wěn)定性。其隔離繼電器采用定制套裝繼電器模塊。
6) 全息SOE告警：系統(tǒng)所有的DI模塊都擁有SOE告警功能，SOE分辨率不大于1毫秒。
6、輸煤監(jiān)控和管理功能：
輸煤控制系統(tǒng)的過程監(jiān)視和管理，是由兩套性能和配置相同且互為備用的工控機實現(xiàn)的。主要完成圖形監(jiān)控、動態(tài)圖形顯示、越限報警、自由報表及打印、歷史數(shù)據(jù)采集、趨勢圖和棒圖、歷史數(shù)據(jù)存儲和恢復等功能。
1) 畫面顯示
過程監(jiān)控和管理軟件運行操作采用彈出式菜單和形象生動的操作按鈕，使得運行操作畫面簡潔，畫面可顯示系統(tǒng)主菜單、系統(tǒng)工藝流程全景、路徑選擇、各分系統(tǒng)、單臺設(shè)備、測量參數(shù)、設(shè)備運行狀況、順序控制狀態(tài)、故障顯示、趨勢曲線、棒圖顯示、歷史數(shù)據(jù)、運行報表等畫面。系統(tǒng)畫面除配置主要畫面外，可根據(jù)需要任意追加，畫面數(shù)量不受限制，可用鼠標或鍵盤進行畫面切換。
輸煤總貌示意圖
2) 報表管理
系統(tǒng)提供報表功能，靈活地實現(xiàn)系統(tǒng)的記錄報告、事件報告和運行報表的管理?？梢噪S時根據(jù)用戶的實際需要添加任何形式的中文報表，用戶可根據(jù)需要自行編寫報表，顯示和追加系統(tǒng)記錄報告，實時打印系統(tǒng)事件報告或歷史報告，實時或定時打印系統(tǒng)運行報表。
3) 煤量統(tǒng)計功能
為加強電廠的發(fā)供電煤耗的科學管理，提高電廠的經(jīng)濟效益，配煤系統(tǒng)考慮了系統(tǒng)完善的分爐計量及分場計量，為電廠的平衡計算創(chuàng)造條件。自動分爐計量是通過皮帶秤的累積煤量(0.1噸計量脈沖，幅度DC24V，脈寬200ms) 及犁煤器上落犁到位的情況，將煤量分配到各爐中累計。
