第[6]。破碎機在輸煤線中主要職責是粉碎大煤塊，使煤塊變小達到所需粒度從破碎機底部的出料口排出。因為其工作內(nèi)容所致，破碎機的功率達到了110kW，軟啟動器作為集多種功能在一體的電氣元件，可以在啟動破碎機時讓破碎機可以平滑啟動，這既保護了破碎機，也避免輸煤線整體電路受到影響。軟啟動器具體型號及參數(shù)如下表2-5所示。表STYLEREF1\s2SEQ表\*ARABIC\s15軟啟動器型號參數(shù)表軟啟動器型號ATS22C25Q電網(wǎng)相數(shù)三相額定電源電壓230～440V應用場景異步電動機雷達料位器原煤倉所儲存的煤自身粉塵大的特性，造成了一般感應器在粉塵大的環(huán)境下無法正常的使用，而雷達料位計這種依靠雷達波來工作的感應器對粉塵大的環(huán)境有著良好的工作狀態(tài)，因此雷達料位計是檢測原煤倉煤量的良好選擇。雷達料位計的具體型號及參數(shù)如下表2-6所示。表STYLEREF1\s2SEQ表\*ARABIC\s16雷達料位計型號參數(shù)表品牌維迪亞斯測量范圍0～50m精度±15mm頻率范圍26GHz防護等級IP67連接方式螺紋、法蘭型號拋物面固體型數(shù)量3火災傳感器原煤作為可燃物在運輸或設備其碎塊時可能會引起火災的發(fā)生，為此，本控制系統(tǒng)設計了簡易的消防系統(tǒng)。監(jiān)測火災的感應器有多個種類，基于輸煤線環(huán)境有大量的粉塵，因此本輸煤線采用了兩種感應器，分別是感溫型探測器與火焰探測器。具體型號及參數(shù)見下表2-7、表2-8所示。表STYLEREF1\s2SEQ表\*ARABIC\s17感溫火災探測器型號參數(shù)表型號工作電壓監(jiān)視電流報警電流環(huán)境溫度JTW-ZCD-G3N24V0.6MA1.8MA-10℃～+50℃表STYLEREF1\s2SEQ表\*ARABIC\s18火焰探測器型號參數(shù)表品牌型號安譽KF715/IR3工作電壓24V工作電流50mA環(huán)境溫度-40℃～+70℃靈敏度I級靈敏度防水防塵等級IIP66/IP67信號的輸入輸出結合輸煤系統(tǒng)總體方案和功能需求，本輸煤系統(tǒng)設計需要12臺設備，考慮到觸摸屏會有失效的可能，本輸煤線還采用若干按鈕對設備進行啟動停止，煤位感應器負責對原煤倉煤量的監(jiān)控，火災探測器負責對輸煤的火災進行探測。綜上所述本輸煤主要的輸入輸出端口一共為33個。這些輸入輸出口分別由PLC和各擴展模塊提供。本輸煤系統(tǒng)具體的I/O分配如下表2-9所示。表STYLEREF1\s2SEQ表\*ARABIC\s19I/O分配表IO表名稱數(shù)據(jù)類型地址輸煤機組手動控制開關Bool%I0.0輸煤機組自動控制開關Bool%I0.1輸煤機組自動啟動按鈕Bool%I0.2輸煤機組自動停機按鈕Bool%I0.3輸煤機組急停按鈕Bool%I0.41號煤倉低位Bool%I0.51號煤倉高位Bool%I0.62號煤倉低位Bool%I0.72號煤倉高位Bool%I1.03號煤倉低位Bool%I1.13號煤倉高位Bool%I1.2M1-M6,YA過載保護信號Bool%I1.3給料機火災仿真Bool%I8.0送煤機1火災仿真Bool%I8.1提升機火災仿真Bool%I8.2送煤機2火災仿真Bool%I8.3回收機火災仿真Bool%I8.4皮帶機1Bool%Q0.0皮帶機2Bool%Q0.1皮帶機3Bool%Q0.2皮帶機4Bool%Q0.3給煤機Bool%Q0.4除塵器Bool%Q0.5磁選機Bool%Q0.6破碎機Bool%Q0.7犁煤機1Bool%Q1.0犁煤機2Bool%Q1.1消防管道增壓泵接觸器Bool%Q8.0犁煤機3Bool%Q8.1皮帶機1頻率Int%QW112皮帶機2頻率Int%QW114皮帶機3頻率Int%QW120皮帶機4頻率Int%QW122回收器頻率IntQW122主電路圖本輸煤系統(tǒng)中設備功能各不相同，因此造成設備驅(qū)動電機的功率也各不相同，根據(jù)電工經(jīng)驗，額定功率為3kW以下的電機采用星形連接方式，并且可以直接啟動；額定功率在3kW以上的電機采用三角形連接方式，需要軟啟動器來配合控制啟動。對于輸煤設備的保護與啟停，采用了熱繼電器、按鈕、中間繼電器等電器元件，對于皮帶機運煤速度的調(diào)節(jié)，采用了變頻器來對其控制。為了讓各控制器與執(zhí)行器相互配合，最終形成輸煤系統(tǒng)，要先對電氣原理圖進行設計。本輸煤系統(tǒng)具體的電氣原理圖如下圖2-10所示。PLC控制原理圖輸煤系統(tǒng)的軟件設計PORTALV17系統(tǒng)組建本輸煤控制系統(tǒng)一共需要52個端口，分別是22個數(shù)字量輸入口、18個數(shù)字量輸出口、2個模擬量輸入口和10個模擬量輸出口。根據(jù)控制系統(tǒng)點位的數(shù)量及其所對應的屬性，TIAV17系統(tǒng)具體搭建如下所示：（1）打開桌面上“TIAPORTALV17”軟件。（2）進入“PORTAL視圖”，創(chuàng)建一個新的項目，并選擇左下角的“項目視圖”。（3）在工具欄項目菜單下選擇新建項目，編輯名稱完成新建項目。（4）在“項目樹”中選擇“添加新設備”，如圖3-1項目創(chuàng)建，從目錄中選擇控制器—SIMATICS7-1200—CPU1215CDC/DC/DC。（5）從硬件目錄插入DI8/DQ8×24VDC至2號位，插入AQ4x14BIT1至3號位，插入AQ4x14BIT2至4號位如圖3-2所示。圖STYLEREF1\s3SEQ圖\*ARABIC\s11設備選擇界面圖STYLEREF1\s3SEQ圖\*ARABIC\s12網(wǎng)絡與設備界面程序設計系統(tǒng)流程考慮到輸煤設備上可能殘留原煤和破碎機在負載時停機等情況，各設備的啟停必須存在間隔時間，具體如圖3-3所示。圖STYLEREF1\s3SEQ圖\*ARABIC\s13輸煤設備的啟停流程輸煤線在正常生產(chǎn)狀態(tài)下的整體流程如圖3-4所示。開機前檢查設備無誤后，在觸摸屏上選擇自動模式，然后點擊“自動啟動”，當原煤倉處于缺煤狀態(tài)時，犁煤機等設備將逆著煤的流向逐步啟動，直至所有設備啟動完成開始對原煤倉開始配煤。當所有原煤倉都配滿煤時，設備將順著煤的流向逐步停止，直至所有設備停止結束。給原煤倉配煤時，原煤倉有先后順序，配煤流程如圖3-5所示，當高一級別的原煤倉配完煤時，下一級的原煤倉才可以進行配煤，以此類推直至所有原煤倉配煤結束。圖STYLEREF1\s3SEQ圖\*ARABIC\s14設備整體運行流程圖STYLEREF1\s3SEQ圖\*ARABIC\s15配煤流程梯形圖程序首先介紹一下輸煤系統(tǒng)的急停處理程序，如下圖所示。這是啟動手動/自動控制開關，如圖3-6所示。圖STYLEREF1\s3SEQ圖\*ARABIC\s16啟動程序它激活了實現(xiàn)自動流程工藝的程序塊，如下圖所示。這是自動流程程序塊的主要部分，決定流程是否正常運行或停止，如下圖所示。下面是設備通過啟動信號，啟動的部分梯形圖，如圖所示。設備停止的程序圖同理，這里就不詳細描述了。當料位感應器檢測到原煤倉缺煤，犁煤機將運行起來，當料位感應器檢測到原煤倉滿煤，犁煤機將立即停止。配煤原則：1#原煤倉配煤為優(yōu)先一級，2#原煤倉配煤為優(yōu)先二級，3#原煤倉配煤為最后一級。原煤倉缺煤信號發(fā)出，輸煤設備逆煤流啟動開始，首先，4#皮帶機開始運行；10s后，3#皮帶機運行；20s后，破碎機開始運行；30s后，2#皮帶機與磁選機開始運行；40s后，1#皮帶機與除塵機開始運行；50s后，給煤機開始運行；點擊自動停止或原煤倉滿煤時，停止標志觸發(fā)，輸煤設備順煤流停止開始，首先是給煤機先行停止，然后其他設備逐步停止。輸煤系統(tǒng)中的每一個電氣設備都有自己的程序塊，大同小異，這里我用1號皮帶機的程序塊說明，如下圖所示。1號皮帶機的具體程序可以輸出它的電機頻率，如下圖所示。當皮帶過載，或有火災時，系統(tǒng)觸發(fā)報警裝置，如下圖所示。當有火情出現(xiàn)，火災探測器感應到，火災標志觸發(fā)，具體如圖4-15所示：圖4-15火災探測火災發(fā)生后，消防噴淋泵與消防報警器同時運行，既對著火點進行撲滅，也警示工人有火情發(fā)生，具體如圖4-16所示。圖4-16消防噴淋泵及火災報警器運行觸摸屏設計PLC與HMI的通信在TIA博途編程軟件中的同一個工程項目中，S7-1200可以輕松地與HMI建立通信，對PLC變量進行訪問，并執(zhí)行其他相關的操作，通信連接可以采取以下兩種方法。（1）通過HMI設備向?qū)Ы⑦B接在完成HMI的組態(tài)后，就會自動彈出HMI與PLC連接的向?qū)В鐖D4-19所示。在“選擇PLC”下方的瀏覽窗口中，找到已經(jīng)組態(tài)的PLC并雙擊，S7-1200就顯示在這個瀏覽窗口的上方。連續(xù)幾次單擊圖4-19底部“下一步”按鈕。就完成了HMI與PLC的連接。（2）通過網(wǎng)絡視圖建立連接在項目樹中，點擊“設備與網(wǎng)絡”，彈出網(wǎng)絡視圖，單擊HMI下面的通信接口，拖拽到PLC左下角的PROFINET通信接口，當鼠標的標志轉(zhuǎn)變?yōu)檫B接標志時，釋放鼠標，這樣子HMI與PLC便建立起連接，如圖4-20所示圖4-19通過設備向?qū)ЫMI連接圖4-20通過網(wǎng)絡視圖建立HMI連接人機界面觸摸屏通電后主界面如圖4-21所示。圖4-21輸煤線開機主界面本輸配煤系統(tǒng)的上位機監(jiān)控畫面主要由主流程畫面（主畫面）、工藝流程組合選擇、各種參數(shù)趨勢曲線、報警歷史查詢、系統(tǒng)維護數(shù)據(jù)和主要模擬量值監(jiān)控畫面等組成。HMI畫面采用TP1900Comfort。畫面顏色狀態(tài)一般含義：（1）綠色——運行狀態(tài)（2）灰色——停止狀態(tài)（3）紅色——故障狀態(tài)。當在主界面點擊“進入系統(tǒng)”，畫面跳轉(zhuǎn)到圖4-22所示界面。圖4-22自動模式下監(jiān)監(jiān)控與啟動停止界面仿真與調(diào)試仿真初始界面如圖4-27所示。圖4-27仿真模擬初始畫面當選擇手動模式時，設備是獨立個體，相互沒有關聯(lián)，因此可獨自啟動，具體如圖4-28所示。圖4-28手動模式下設備演示畫面當選擇自動模式時，設備聯(lián)鎖不可單獨啟動，并且只有原煤倉處于缺煤狀態(tài)，設備才會逆著煤的流向逐步啟動；配煤遵循優(yōu)先原則，高一級配煤完成以后才對下一級進行配煤。具體如圖4-29、圖4-30和圖4-31所示。圖4-29自動模式下設備啟動演示畫面圖4-30自動模式下設備全部運行演示畫面圖4-31自動模式下配煤切換演示畫面本輸煤系統(tǒng)還設計了基礎的消防措施，當各區(qū)域發(fā)生火災，煙溫傳感器觸發(fā)，消防噴淋泵開始工作，蜂鳴器開始報警。具體如圖4-32所示。圖4-32輸煤線發(fā)生火情演示畫面結論本輸煤控制系統(tǒng)以西門子1214CDC/DC/DCCPU作為核心，采用中間繼電器、按鈕、交流接觸器等控制元件與其配合，最終構成了輸煤控制系統(tǒng)。該款PLC擁有工作穩(wěn)定性好、可靠性高、操作維護方便等優(yōu)點。本系統(tǒng)結合了PLC的控制和組態(tài)監(jiān)控，使得整個輸煤控制系統(tǒng)具備一定的可用性。本文設計的輸煤控制系統(tǒng)達到了預期目標，保證了輸煤系統(tǒng)的可操作性和自動化。本系統(tǒng)完成工作任務主要表現(xiàn)在：（1）系統(tǒng)可以完成燃煤的自動供給和自動配煤的控制要求。（2）在仿真模擬下完成了輸煤線體設備遠程控制的要求，并在觸摸屏上顯示出輸煤設備的運行狀態(tài)。（3）考慮到觸摸屏在工作中可能失效，本輸煤系統(tǒng)對設備的啟停設有與PLC相接的實體開關。（4）由于煤是可燃物，為了避免各種因素引發(fā)煤燃燒，然后造成更大的損失，輸煤系統(tǒng)設有消防系統(tǒng)。參考文獻詹昌義.基于PLC的火電廠輸煤控制系統(tǒng)設計[J].黃山學院學報,2022,24(05):12-16.田建文.火力發(fā)電廠輸煤控制系統(tǒng)的研究[J].科技創(chuàng)新與生產(chǎn)力,2022,(10):130-132+135.許繼福.火電廠輸煤電氣控制系統(tǒng)研究與設計分析[J].機電信息,2020,(08):83-84.DOI:10.19514/32-1628/tm.2020.08.048.丁春顏,丁超,楊勁松,等.火電廠輸煤控制系統(tǒng)模型的建構和應用[J].自動化應用,2019,(07):27-29.DOI:10.19769/j.zdhy.2019.07.013.賀心燕,王家蓉.火電廠輸煤控制系統(tǒng)的設計研究[J].山西大同大學學報(自然科學版),2019,35(03):69-72.李潔馨.火電廠智能輸煤控制系統(tǒng)研究與設計[D].西安工業(yè)大學,2024.DOI:10.27391/ki.gxagu.2024.000331.楊繼.火電廠輸煤程控系統(tǒng)的設計及應用[D].華北電力大學,2018.謝海艷.基于PLC的火電廠輸煤程控系統(tǒng)[J].工業(yè)控制計算機,2025,38(04):146-147+150.李浩.火電廠燃料輸煤系統(tǒng)運行安全探析[J].電力設備管理,2025,(04):240-242.榮國.火電廠智能輸煤系統(tǒng)設計[J].現(xiàn)代制造技術與裝備,2025,61(02):31-33.DOI:10.16107/ki.mmte.2025.0099.董域埔.基于PLC控制的火電廠輸煤系統(tǒng)設計[J].模具制造,2024,24(1