電廠輸煤皮帶樣煤采集自動化系統

1 引言

　 xdpq-100型皮帶中部采樣機是電廠輸煤物料采樣設備。一套可靠的自動控制對于連續、穩定的采樣起著重要的作用。近年來，隨著我國經濟的飛速發展，各火力發電廠滿負荷運行，大量的入爐煤需要進行入爐前抽樣檢查化驗，為此急需研制入爐煤采樣機，即入爐煤入爐前，不再人工取樣，而是由入爐煤采樣機進行隨機取樣，自動檢驗。該產品降低了工人勞動強度，極大的提高物料采制樣工作效率，保證了采制樣檢驗結果的客觀公正性。機械采樣與人工采樣比較，不但安全可靠，勞動強度低，工作效率高，而且采樣隨機性強。xdpq-100型皮帶采樣機是依據gb/t18666《商品煤質量抽查和驗收方法》，gb/t19494.1-2004《煤炭機械化采樣》第一部分采樣方法等相關要求研制開發，杜絕人為因素干擾和影響。

2 方案設計

　 在入爐煤采樣中，必需保證連續安全可靠采樣，才能有效降低運行成本。因此，如何在保證控制安全可靠的前提下，實現低成本自動化，是采制樣自動控制設計者主要考慮的問題。該控制系統是根據入爐煤采樣系統操作規程及控制要求設計的，具有對入爐煤采樣系統進行全自動智能控制及故障檢測保護等功能。主要控制對象為電機、采樣桶。系統采用西門子6吋單色觸摸屏作為顯示和操作平臺，以安陽鑫達公司采樣統控制專用模plm作為信息處理和中央控制單元；同時予留了標準的通訊接口，可與中央操作系統連網實現自控及遠程監控。

　 控制系統采用西門子plc技術平臺，同時嵌入工業控制軟件和控制外圍的工藝結構。該系統軟件不僅實現了入爐煤采樣系統的手/自動控制、工況監控、歷史數據記錄等一般的監控要求，還增加了公司針對近幾年采樣系統事故進行仔細分析和研究的成果，具備了豐富的采樣故障檢測、采樣故障報警、故障處理等功能，最大限度的保證了智能采樣系統的安全可靠運行。同時公司對控制柜進行了專業的造型設計，數控制造，使得控制柜內部結構和外部造型更符合工業現場要求和人體工程學，使得采樣智能系統控制更加完美。

3 入爐煤采樣系統設計

　 3.1 原理設計

　 本機有plc控制系統控制一電機-減速機，減速機輸出軸上安裝有采樣鏟，采樣鏟在plc控制系統的控制下，定時旋轉采取運行中皮帶上的煤樣，被采取到的煤樣經流槽流入盛樣桶里，盛樣桶放在可移動的小皮帶機上，根據需要小皮帶機上可放置數個盛樣桶，小皮帶機由機架、電機、減速機、皮帶、托輥、接近開關組成，在同一個plc控制系統控制下，第一個盛樣桶裝滿時，自動移動，將第二個盛樣桶放在流槽下面等待裝樣，在第二個盛樣桶裝滿時，自動移動，將第三個盛樣桶放在流槽下面等待裝樣，依次第三、第四…..個盛樣桶都裝滿，本系統還有數字顯示板，數字顯示板根據接近開關檢測到盛樣桶的移動次數，動態顯示裝滿樣桶數，提示取樣工何時去換桶。本系統還配備有煤層監測系統，皮帶機上無煤或煤少時延時取樣。皮帶采樣機系統由plc控制系統、采樣機、小皮帶機和數字顯示板組成。

　 3.2 電控設計

　 plc控制系統由壁掛式電器柜、接觸器、plc、觸摸屏組成，采樣機由機架、電機、減速機、采樣鏟、機器罩、檢測開關組成，小皮帶機由機架、電機、減速機皮帶、托輥、接近開關組成，數字顯示板有檢測開關、數碼管、技術模塊、鐘表模塊組成。

　 （1）整個采樣系統系統控制器設計了電腦及強電兩部分。
　
　（2）采樣系統系統控制柜具有較強的人工智能，觸摸屏以全中文菜單方式顯示，以人機對話方式與采樣系統系統用戶交互信息，給操作者帶來極大方便。

　 （3）采樣系統控制器實時采集采樣系統各項工況信號，并軟件處理分析，實時采樣系統的正常、安全運行。

　 3.3 功能設計

　 （1）現場信號采集：采集現場信號，進行信號處理、計算。并保存數據以方便用戶查閱，同時對采樣系統全自動運行進行實時監控。確保采樣系統的正常、安全運行。

　 （2）設置采樣系統運行參數；設置采樣系統全自動運行所需時間間隔、采樣量多少、時段等參數。

　 （3）信息處理：將現場采集的信號進行智數據分析統計處理，完成故障預測、故障處理、數據查詢打印等工作；

　（4）動識別故障并保護：發生故障時，軟件自動識別故障，保護采樣系統及附屬設備安全。

（5）通訊功能：通過rs-485通訊可把工況數據實時傳送至中心機房并接收中心指令，控制采樣系統相關設備運行。

　（6）軟手動功能：手動、自動切換功能。

　 （7）定時功能:該控制系統可以通過對定時功能操作，使系統自動進入上班或下班狀態。控制系統可在365天內設置四組定時時段，不同季節時段用戶可以設置不同的時段范圍。

　（8）信息記錄與查詢功能:控制系統在正常工作時，每隔一個時間段記錄采樣系統運行工況數據，負載累計運行時間、設備運行狀況等。當故障發生時系統將及時記錄故障信息。觸摸屏可存儲一個月信息量，自動生成工作報表及故障記錄，存儲的信息可通過查詢鍵在觸摸屏上查詢，也可打印輸出。

4 結束語

　 本系統投入運行半年來，穩定可靠，采樣有效率大幅度提高，以低成本及完善的功能贏得了操作人員的好評。通過這次成功的設計實踐我們認為，一套控制系統的設計不能一味求大求先進。采用集中控制還是分散控制，應充分考慮系統的工藝特點投資成本。研制過程中，各控制單元、執行機構、檢測元件都充分考慮了其可靠性抗干擾性。以plc為控制核心的采樣控制系統,可以實現全自動實時監控運行，采樣效率高, 節能環保,勞動強度大大降低，采樣間隔精確。采樣裝置具有人機界面友好、操作簡單、運行可靠、負荷適應性強、管理方便等特點。使原有采樣制樣設備得到改進和完善，不僅適合在焦化冶金行業中采用, 也適合在火電廠中應用。