介紹PLC技術(shù)在火力電廠(chǎng)輸煤系統實(shí)物校驗改造中的應用，著(zhù)重介紹了相關(guān)系統的組成、部分控制功能的實(shí)現、幾種 解決輸入、輸出點(diǎn)數不足的方法及Modbus Plus網(wǎng)絡(luò )在PLC間網(wǎng)絡(luò )通訊的應用。

實(shí)物校驗裝置是一種高精度的靜態(tài)電子秤，其精度遠高于 鏈碼標定和掛碼標定，主要適用于煤炭、礦石、糧食、水泥等散料 物流的計量系統,是精確進(jìn)行計量管理和商貿結算的關(guān)鍵設備。

電子秤實(shí)物校驗系統關(guān)系到火力發(fā)電廠(chǎng)入廠(chǎng)煤的準確計量。 我廠(chǎng)的實(shí)物校驗系統，改造前主要以手動(dòng)操作為主，實(shí)踐中存在 料門(mén)開(kāi)度不能自由控制，砝碼提升機機械限位開(kāi)關(guān)易失靈，校驗 時(shí)與集中控制室聯(lián)系不方便，上行皮帶、犁煤器及出料皮帶運行 狀態(tài)無(wú)法實(shí)現實(shí)時(shí)監控等問(wèn)題。針對以上問(wèn)題，我們對原系統進(jìn) 行改造。改造后的系統采用美國Modicon公司的PC-E984-265 型PLC作為控制系統核心。上位機采用P233工控機并與 PLC間以Modbus實(shí)現通訊，改善了整個(gè)校驗系統操作條件。

1.電子秤實(shí)物校驗系統簡(jiǎn)介

系統由稱(chēng)重倉（料斗）、砝碼提升機、料門(mén)、電動(dòng)推桿、振動(dòng) 器、砝碼、千斤頂、傳感器、出料皮帶等構成。

散狀物流經(jīng)過(guò)輸送設備進(jìn)人校驗裝置料斗后，稱(chēng)重傳感器 產(chǎn)生與物料重量成正比的電信號，該信號輸人微處理器，經(jīng)處理 后顯示出物料的重量值，將校驗裝置表盤(pán)顯示值和皮帶枰所顯 示的重量值相比較，達到對電子皮帶秤進(jìn)行校驗的目的。

系統校驗操作流程為：出料皮帶運行—設置手動(dòng)/自動(dòng)—設 置檢修/校驗—提升砝碼至校驗位—啟動(dòng)煤源、煤流進(jìn)人料斗→實(shí)物校驗裝置表計值電子秤表計值偏差對比—開(kāi)啟料門(mén)，經(jīng)稱(chēng) 量后的原煤進(jìn)人出料皮帶—開(kāi)啟振動(dòng)器

2.PLC硬件組成

系統主要由處理器模塊EP-984-265、三塊DIP216型輸 人模塊、三塊DAP216N型輸出模塊及DC24V電源模塊組成。 受控設備為砝碼提升機、料門(mén)電機、振動(dòng)器、犁煤器等。作為控制 核心的PLC完成系統的手動(dòng)、自動(dòng)操作，完成對Modbus網(wǎng)絡(luò ) 的協(xié)調管理，接受外圍受控設備的狀態(tài)信息，對外圍設備運行狀 態(tài)進(jìn)行監控。

工控機RS232接口與PLC提供的RJ45 口通過(guò)Modbus 網(wǎng)絡(luò )交換信息，傳載、修改控制程序，通過(guò)人機對話(huà)設置修改參 數，并根據輸人命令及外圍傳感器的位置信號，實(shí)時(shí)顯示設備運 行狀態(tài)及位置。Modbus節點(diǎn)的波物率、奇偶校驗等設置統一。

3.PLC控制的實(shí)現

3.1軟件的選用

上位機軟件包丨nTouch是一種人機接口實(shí)用程序的生成 器，由WindowMaker和WindowViewe「兩個(gè)主要部分組成，以 及六個(gè)實(shí)用程序、診斷程序。WindowMake「的圖形功能能生成 友好復雜的人機交互式界面，并通過(guò)執行WindowViewe「運行 監控層程序，丨nTouch借助DDE(動(dòng)態(tài)數據轉換）可實(shí)現與其它 軟件如VB等的聯(lián)合工作。其廣泛的丨/〇server功能，便于眾多 相關(guān)設備的連接。

下位機軟件包Concept V2.2具有較強的邏輯功能及加強 性能，可在專(zhuān)用編程器，或PC機上運行，用于984、〇uantum系 列控制器編程、測試、并提供應用邏輯文件。主要功能有：計算、 計時(shí)、計數、數據傳送等，可實(shí)現離線(xiàn)、在線(xiàn)編程，可監視LD編 程語(yǔ)言的電流源。

3.2 PLC控制的實(shí)現

3.2.1料門(mén)開(kāi)度控制

改造前的操作系統，料門(mén)控制只能處于全開(kāi)或全關(guān)狀態(tài)，不 能很好地控制料門(mén)出口煤流的大小，易使下行的出料皮帶大量 撒煤，改造后，通過(guò)上位機點(diǎn)動(dòng)操作，可根據需要任意掌握料門(mén) 開(kāi)度。以#1單料門(mén)為例，其料門(mén)開(kāi)度的表達式為：

#1單料門(mén)開(kāi)度K1=(點(diǎn)擊脈沖數Dtpsl/全程脈沖數 〇tps1 )x100%

其中，點(diǎn)擊脈沖數Dtps是實(shí)際操作時(shí)根據開(kāi)度大小所需的 0.1s脈沖個(gè)數，全程脈沖數Qtps表達式為：Qtps=單料門(mén)全關(guān) 狀態(tài)至全開(kāi)狀態(tài)所需時(shí)間Ts/脈沖觸發(fā)時(shí)間0.1s。

料門(mén)總開(kāi)度K=#1單料門(mén)開(kāi)度K1+#2單料門(mén)開(kāi)度K2 = (Dtps1/Qtps1+Dtps2/Qtps2)x100%

通過(guò)對料門(mén)開(kāi)度表達式的鏈接，實(shí)現料門(mén)開(kāi)度實(shí)時(shí)數據顯 示和狀態(tài)動(dòng)態(tài)顯示，使料門(mén)開(kāi)度的控制操作準確、直觀(guān)。

3.2.2砝碼提升機手動(dòng)/自動(dòng)控制

提升機是以電動(dòng)機作為動(dòng)力源，經(jīng)擺線(xiàn)針輪減速機減速，通 過(guò)安全離合器把轉矩傳給絲桿，由螺旋副把絲桿的旋轉運動(dòng)轉 變?yōu)橹本€(xiàn)運動(dòng)。該系統共有砝碼提升機共10臺，以對稱(chēng)面均布 方式安裝，以#1砝碼提升機指令為例，圖2為其程序流程圖。

砝碼提升機在自動(dòng)控制狀態(tài)時(shí)，為了防止料斗秤刀口因秤 體不平衡而損壞，砝碼提升是按照對角的順序依次進(jìn)行。以砝碼 提升機三個(gè)狀態(tài)間行程的實(shí)測時(shí)間作為時(shí)間功能塊TON的輸 人設置參數，可起到加強機械式限位開(kāi)關(guān)的功能，對砝碼提升機 動(dòng)作進(jìn)行限時(shí)保護。

3.2.3出料皮帶與料門(mén)聯(lián)鎖控制

在系統自動(dòng)校驗狀態(tài)下，按照“逆煤流開(kāi)機”原則，料門(mén)的開(kāi) 啟，需在出料皮帶啟動(dòng)的前提下，才能實(shí)現。以#1單料門(mén)為例， 其開(kāi)啟的程序梯形圖如圖3。

其中輸人%1:00011、％1:00001的InTouch代號分別為出 料皮帶運行狀態(tài)、#1單料門(mén)非開(kāi)狀態(tài)。內部變量％0:00101、％0: 00110的Intouch代號為#1單料門(mén)開(kāi)指令及料門(mén)與出料皮帶 聯(lián)鎖指令。％0:00001為#1單料門(mén)開(kāi)指令輸出。

3.3節省丨/〇點(diǎn)的方法

3.3.1內部時(shí)間功能塊(計時(shí)器）的利用

在該系統實(shí)物校驗砝碼提升機動(dòng)作過(guò)程中，其上下行速度 基本相同，在下降位（最低位）、校驗位（中間位）、檢修位（最高 位）三種不同的狀態(tài)，是采用機械限位開(kāi)關(guān)作為狀態(tài)傳感器，實(shí) 際操作過(guò)程中，狀態(tài)臨界位易發(fā)生因卡死、接觸不良等原因引起 的故障。時(shí)間功能塊TON作為PLC內部元件，以其限時(shí)功能實(shí) 現PLC回路的通斷，即以“軟”觸點(diǎn)代替“硬”觸點(diǎn)，節省了輸入點(diǎn)數，且可避免機械式限位開(kāi)關(guān)在自控系統中應用的不足，對砝 碼提供機起到了限時(shí)保護作用，降低了故障率。

3.3.2內部16位內部寄存器的使用

在使用R400XX16系列位內部寄存器時(shí)，使16位中的各位 與各輸入輸出點(diǎn)一一對應。如寄存器R400xx.y1、R400xx.y2、 R400xx.y3分別對應#1砝碼提升機的檢修位、升起位、降下位。 這樣使得原本需要三個(gè)輸人點(diǎn)的情況，只需要使用R400xx ?個(gè)內部寄存器的三個(gè)數位即可解決，即原本需16個(gè)I/O點(diǎn)，通 過(guò)使用一個(gè)16位內部寄存器，占用一個(gè)輸人點(diǎn)就夠了。以 Concept編程軟件里，丨/〇點(diǎn)與寄存器之間的對應置換關(guān)系，通 過(guò)IEC-BMD丨功能塊實(shí)現。

3.3.3具有切換功能的固定按鈕的應用

如實(shí)物校驗砝碼的校驗/檢修、手動(dòng)/自動(dòng)等功能，可通過(guò)調 用WindowMaker圖庫內的固定按鈕，各只需一個(gè)點(diǎn)即可實(shí)現 兩種相對功能狀態(tài)的切換。

3.4 PLC間網(wǎng)絡(luò )通訊

入廠(chǎng)煤電子秤及人爐煤電子秤的數值采集由集中控制室PLC1完成，校驗室的數據如煤流、人廠(chǎng)煤量、人爐煤量、上行皮 帶的狀態(tài)開(kāi)關(guān)量等則主要通過(guò)校驗室PLC2與集中控制室的 PLC1間的Modbus Plus網(wǎng)絡(luò )通信來(lái)實(shí)現，網(wǎng)絡(luò )傳輸介質(zhì)為屏 蔽雙絞電纜，傳送速率為1MB/ScJ該系統中的PLC1、PLC2作為 對等邏輯關(guān)系的節點(diǎn)，可通過(guò)獲得令牌來(lái)傳遞信息。PLC通過(guò)功 能塊、數據字段來(lái)實(shí)現PLC間的查詢(xún)、應答功能，PLC的功能塊 決定其所執行的功能。PLC1數據字段包括執行該功能所需的數 據信息，如從PLC2讀保持寄存器的開(kāi)始地址、該寄存器的內容 以及存儲這些數據所需的寄存器個(gè)數。PLC2查詢(xún)信息的數據字 段應包括讀取的數據、節點(diǎn)地址（N0DERDDR)、遠程路徑ROUTPATL)、從屬寄存器(SLAVEREG)地址、寄存器數量。該 實(shí)物校驗系統PLC2的通訊功能由CREADREG功能塊完成， 共占用內部寄存器26個(gè)，較好地解決了校驗室與集中控制室之 間的通訊問(wèn)題。

4.結束語(yǔ)

改造后實(shí)物校驗系統的自動(dòng)/手動(dòng)校驗、料門(mén)開(kāi)啟、出料流 量控制、及相關(guān)設備的啟/停、聯(lián)鎖、解鎖實(shí)現全自動(dòng)化操作。具 有定值設置、超時(shí)限保護功能。通過(guò)與上位機聯(lián)網(wǎng)，可直觀(guān)地反 映系統相關(guān)設備的運行狀態(tài)。該系統作為上煤、配煤程序控制系 統PLC的遠程站，方便實(shí)物校驗室與集中控制室的信息交流。