介紹PLC技術在火力電廠輸煤系統(tǒng)實物校驗改造中的應用，著重介紹了相關系統(tǒng)的組成、部分控制功能的實現、幾種 解決輸入、輸出點數不足的方法及Modbus Plus網絡在PLC間網絡通訊的應用。

實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(tǒng),是精確進行計量管理和商貿結算的關鍵設備。

電子秤實物校驗系統(tǒng)關系到火力發(fā)電廠入廠煤的準確計量。 我廠的實物校驗系統(tǒng)，改造前主要以手動操作為主，實踐中存在 料門開度不能自由控制，砝碼提升機機械限位開關易失靈，校驗 時與集中控制室聯系不方便，上行皮帶、犁煤器及出料皮帶運行 狀態(tài)無法實現實時監(jiān)控等問題。針對以上問題，我們對原系統(tǒng)進 行改造。改造后的系統(tǒng)采用美國Modicon公司的PC-E984-265 型PLC作為控制系統(tǒng)核心。上位機采用P233工控機并與 PLC間以Modbus實現通訊，改善了整個校驗系統(tǒng)操作條件。

1.電子秤實物校驗系統(tǒng)簡介

系統(tǒng)由稱重倉（料斗）、砝碼提升機、料門、電動推桿、振動 器、砝碼、千斤頂、傳感器、出料皮帶等構成。

散狀物流經過輸送設備進人校驗裝置料斗后，稱重傳感器 產生與物料重量成正比的電信號，該信號輸人微處理器，經處理 后顯示出物料的重量值，將校驗裝置表盤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行校驗的目的。

系統(tǒng)校驗操作流程為：出料皮帶運行—設置手動/自動—設 置檢修/校驗—提升砝碼至校驗位—啟動煤源、煤流進人料斗→實物校驗裝置表計值電子秤表計值偏差對比—開啟料門，經稱 量后的原煤進人出料皮帶—開啟振動器

2.PLC硬件組成

系統(tǒng)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、料門電機、振動器、犁煤器等。作為控制 核心的PLC完成系統(tǒng)的手動、自動操作，完成對Modbus網絡 的協調管理，接受外圍受控設備的狀態(tài)信息，對外圍設備運行狀 態(tài)進行監(jiān)控。

工控機RS232接口與PLC提供的RJ45 口通過Modbus 網絡交換信息，傳載、修改控制程序，通過人機對話設置修改參 數，并根據輸人命令及外圍傳感器的位置信號，實時顯示設備運 行狀態(tài)及位置。Modbus節(jié)點的波物率、奇偶校驗等設置統(tǒng)一。

3.PLC控制的實現

3.1軟件的選用

上位機軟件包丨nTouch是一種人機接口實用程序的生成 器，由WindowMaker和WindowViewe「兩個主要部分組成，以 及六個實用程序、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，并通過執(zhí)行WindowViewe「運行 監(jiān)控層程序，丨nTouch借助DDE(動態(tài)數據轉換）可實現與其它 軟件如VB等的聯合工作。其廣泛的丨/〇server功能，便于眾多 相關設備的連接。

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、計數、數據傳送等，可實現離線、在線編程，可監(jiān)視LD編 程語言的電流源。

3.2 PLC控制的實現

3.2.1料門開度控制

改造前的操作系統(tǒng)，料門控制只能處于全開或全關狀態(tài)，不 能很好地控制料門出口煤流的大小，易使下行的出料皮帶大量 撒煤，改造后，通過上位機點動操作，可根據需要任意掌握料門 開度。以#1單料門為例，其料門開度的表達式為：

#1單料門開度K1=(點擊脈沖數Dtpsl/全程脈沖數 〇tps1 )x100%

其中，點擊脈沖數Dtps是實際操作時根據開度大小所需的 0.1s脈沖個數，全程脈沖數Qtps表達式為：Qtps=單料門全關 狀態(tài)至全開狀態(tài)所需時間Ts/脈沖觸發(fā)時間0.1s。

料門總開度K=#1單料門開度K1+#2單料門開度K2 = (Dtps1/Qtps1+Dtps2/Qtps2)x100%

通過對料門開度表達式的鏈接，實現料門開度實時數據顯 示和狀態(tài)動態(tài)顯示，使料門開度的控制操作準確、直觀。

3.2.2砝碼提升機手動/自動控制

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

砝碼提升機在自動控制狀態(tài)時，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行。以砝碼 提升機三個狀態(tài)間行程的實測時間作為時間功能塊TON的輸 人設置參數，可起到加強機械式限位開關的功能，對砝碼提升機 動作進行限時保護。

3.2.3出料皮帶與料門聯鎖控制

在系統(tǒng)自動校驗狀態(tài)下，按照“逆煤流開機”原則，料門的開 啟，需在出料皮帶啟動的前提下，才能實現。以#1單料門為例， 其開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單料門非開狀態(tài)。內部變量％0:00101、％0: 00110的Intouch代號為#1單料門開指令及料門與出料皮帶 聯鎖指令。％0:00001為#1單料門開指令輸出。

3.3節(jié)省丨/〇點的方法

3.3.1內部時間功能塊(計時器）的利用

在該系統(tǒng)實物校驗砝碼提升機動作過程中，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)，是采用機械限位開關作為狀態(tài)傳感器，實 際操作過程中，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。時間功能塊TON作為PLC內部元件，以其限時功能實 現PLC回路的通斷，即以“軟”觸點代替“硬”觸點，節(jié)省了輸入點數，且可避免機械式限位開關在自控系統(tǒng)中應用的不足，對砝 碼提供機起到了限時保護作用，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，使16位中的各位 與各輸入輸出點一一對應。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輸人點的情況，只需要使用R400xx ?個內部寄存器的三個數位即可解決，即原本需16個I/O點，通 過使用一個16位內部寄存器，占用一個輸人點就夠了。以 Concept編程軟件里，丨/〇點與寄存器之間的對應置換關系，通 過IEC-BMD丨功能塊實現。

3.3.3具有切換功能的固定按鈕的應用

如實物校驗砝碼的校驗/檢修、手動/自動等功能，可通過調 用WindowMaker圖庫內的固定按鈕，各只需一個點即可實現 兩種相對功能狀態(tài)的切換。

3.4 PLC間網絡通訊

入廠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、人廠煤量、人爐煤量、上行皮 帶的狀態(tài)開關量等則主要通過校驗室PLC2與集中控制室的 PLC1間的Modbus Plus網絡通信來實現，網絡傳輸介質為屏 蔽雙絞電纜，傳送速率為1MB/ScJ該系統(tǒng)中的PLC1、PLC2作為 對等邏輯關系的節(jié)點，可通過獲得令牌來傳遞信息。PLC通過功 能塊、數據字段來實現PLC間的查詢、應答功能，PLC的功能塊 決定其所執(zhí)行的功能。PLC1數據字段包括執(zhí)行該功能所需的數 據信息，如從PLC2讀保持寄存器的開始地址、該寄存器的內容 以及存儲這些數據所需的寄存器個數。PLC2查詢信息的數據字 段應包括讀取的數據、節(jié)點地址（N0DERDDR)、遠程路徑ROUTPATL)、從屬寄存器(SLAVEREG)地址、寄存器數量。該 實物校驗系統(tǒng)PLC2的通訊功能由CREADREG功能塊完成， 共占用內部寄存器26個，較好地解決了校驗室與集中控制室之 間的通訊問題。

4.結束語

改造后實物校驗系統(tǒng)的自動/手動校驗、料門開啟、出料流 量控制、及相關設備的啟/停、聯鎖、解鎖實現全自動化操作。具 有定值設置、超時限保護功能。通過與上位機聯網，可直觀地反 映系統(tǒng)相關設備的運行狀態(tài)。該系統(tǒng)作為上煤、配煤程序控制系 統(tǒng)PLC的遠程站，方便實物校驗室與集中控制室的信息交流。