电厂输煤皮带样煤采集自动化系统

1 引言

　 xdpq-100型皮带中部采样机是电厂输煤物料采样设备。一套可靠的自动控制对于连续、稳定的采样起着重要的作用。近年来，随着我国经济的飞速发展，各火力发电厂满负荷运行，大量的入炉煤需要进行入炉前抽样检查化验，为此急需研制入炉煤采样机，即入炉煤入炉前，不再人工取样，而是由入炉煤采样机进行随机取样，自动检验。该产品降低了工人劳动强度，极大的提高物料采制样工作效率，保证了采制样检验结果的客观公正性。机械采样与人工采样比较，不但安全可靠，劳动强度低，工作效率高，而且采样随机性强。xdpq-100型皮带采样机是依据gb/t18666《商品煤质量抽查和验收方法》，gb/t19494.1-2004《煤炭机械化采样》第一部分采样方法等相关要求研制开发，杜绝人为因素干扰和影响。

2 方案设计

　 在入炉煤采样中，必需保证连续安全可靠采样，才能有效降低运行成本。因此，如何在保证控制安全可靠的前提下，实现低成本自动化，是采制样自动控制设计者主要考虑的问题。该控制系统是根据入炉煤采样系统操作规程及控制要求设计的，具有对入炉煤采样系统进行全自动智能控制及故障检测保护等功能。主要控制对象为电机、采样桶。系统采用西门子6吋单色触摸屏作为显示和操作平台，以安阳鑫达公司采样统控制专用模plm作为信息处理和中央控制单元；同时予留了标准的通讯接口，可与中央操作系统连网实现自控及远程监控。

　 控制系统采用西门子plc技术平台，同时嵌入工业控制软件和控制外围的工艺结构。该系统软件不仅实现了入炉煤采样系统的手/自动控制、工况监控、历史数据记录等一般的监控要求，还增加了公司针对近几年采样系统事故进行仔细分析和研究的成果，具备了丰富的采样故障检测、采样故障报警、故障处理等功能，最大限度的保证了智能采样系统的安全可靠运行。同时公司对控制柜进行了专业的造型设计，数控制造，使得控制柜内部结构和外部造型更符合工业现场要求和人体工程学，使得采样智能系统控制更加完美。

3 入炉煤采样系统设计

　 3.1 原理设计

　 本机有plc控制系统控制一电机-减速机，减速机输出轴上安装有采样铲，采样铲在plc控制系统的控制下，定时旋转采取运行中皮带上的煤样，被采取到的煤样经流槽流入盛样桶里，盛样桶放在可移动的小皮带机上，根据需要小皮带机上可放置数个盛样桶，小皮带机由机架、电机、减速机、皮带、托辊、接近开关组成，在同一个plc控制系统控制下，第一个盛样桶装满时，自动移动，将第二个盛样桶放在流槽下面等待装样，在第二个盛样桶装满时，自动移动，将第三个盛样桶放在流槽下面等待装样，依次第三、第四…..个盛样桶都装满，本系统还有数字显示板，数字显示板根据接近开关检测到盛样桶的移动次数，动态显示装满样桶数，提示取样工何时去换桶。本系统还配备有煤层监测系统，皮带机上无煤或煤少时延时取样。皮带采样机系统由plc控制系统、采样机、小皮带机和数字显示板组成。

　 3.2 电控设计

　 plc控制系统由壁挂式电器柜、接触器、plc、触摸屏组成，采样机由机架、电机、减速机、采样铲、机器罩、检测开关组成，小皮带机由机架、电机、减速机皮带、托辊、接近开关组成，数字显示板有检测开关、数码管、技术模块、钟表模块组成。

　 （1）整个采样系统系统控制器设计了电脑及强电两部分。
　
　（2）采样系统系统控制柜具有较强的人工智能，触摸屏以全中文菜单方式显示，以人机对话方式与采样系统系统用户交互信息，给操作者带来极大方便。

　 （3）采样系统控制器实时采集采样系统各项工况信号，并软件处理分析，实时采样系统的正常、安全运行。

　 3.3 功能设计

　 （1）现场信号采集：采集现场信号，进行信号处理、计算。并保存数据以方便用户查阅，同时对采样系统全自动运行进行实时监控。确保采样系统的正常、安全运行。

　 （2）设置采样系统运行参数；设置采样系统全自动运行所需时间间隔、采样量多少、时段等参数。

　 （3）信息处理：将现场采集的信号进行智数据分析统计处理，完成故障预测、故障处理、数据查询打印等工作；

　（4）动识别故障并保护：发生故障时，软件自动识别故障，保护采样系统及附属设备安全。

（5）通讯功能：通过rs-485通讯可把工况数据实时传送至中心机房并接收中心指令，控制采样系统相关设备运行。

　（6）软手动功能：手动、自动切换功能。

　 （7）定时功能:该控制系统可以通过对定时功能操作，使系统自动进入上班或下班状态。控制系统可在365天内设置四组定时时段，不同季节时段用户可以设置不同的时段范围。

　（8）信息记录与查询功能:控制系统在正常工作时，每隔一个时间段记录采样系统运行工况数据，负载累计运行时间、设备运行状况等。当故障发生时系统将及时记录故障信息。触摸屏可存储一个月信息量，自动生成工作报表及故障记录，存储的信息可通过查询键在触摸屏上查询，也可打印输出。

4 结束语

　 本系统投入运行半年来，稳定可靠，采样有效率大幅度提高，以低成本及完善的功能赢得了操作人员的好评。通过这次成功的设计实践我们认为，一套控制系统的设计不能一味求大求先进。采用集中控制还是分散控制，应充分考虑系统的工艺特点投资成本。研制过程中，各控制单元、执行机构、检测元件都充分考虑了其可靠性抗干扰性。以plc为控制核心的采样控制系统,可以实现全自动实时监控运行，采样效率高, 节能环保,劳动强度大大降低，采样间隔精确。采样装置具有人机界面友好、操作简单、运行可靠、负荷适应性强、管理方便等特点。使原有采样制样设备得到改进和完善，不仅适合在焦化冶金行业中采用, 也适合在火电厂中应用。