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西門子是全球工業技術創新和應用領導者，中國作為高速發展的全球最大工業制造國正是西門子領先工業技術的核心應用場所。西門子一直致力于自動化產品的研究與創新工作，它推出的西門子S7-400系列PLC在電廠輸煤程控系 統中的得到了廣泛應用。

輸煤系統是燃煤火力發電廠最重要一環，輸煤系統的可靠性、穩定性及其自動化程度直接關系到機組的正常運轉和全廠的經濟效益。本文以某發電廠輸煤程控系統為例，介紹該系統的結構配置以及軟件編程等。

本輸煤系統主要的控制檢測對象包括：30條膠帶機及附屬設備拉繩、堵煤、跑偏、煤流、蝶閥、除塵器等；17個分煤擋板控制及監測；8臺移動設備(門機、橋機、斗輪機)的無線聯鎖；30個煤倉的煤位、犁煤器的監測與控制；2臺碎煤機的監測與控制。

入廠煤在萬噸碼頭、5千噸碼頭由橋機搬運上皮帶，通過后級輸送皮帶等設備運送到煤場或煤倉。煤場3臺斗輪機分別將煤流與3條傳送皮帶連接。運煤輸送線路分A、B兩路，兩路之間通過三通和分煤當班的切換實現交叉運行。輸煤系統流程示意圖見圖1，圖中省略了部分設備如斗輪堆取料機、除塵器、除鐵器、電動犁煤器等。圖中箭頭方向為煤流方向。除鐵器、除塵器等輔助設備既參與局部聯鎖，即隨著本級皮帶機等設備的啟停而啟停； 同時又可在監控系統下通過操作對其進行控制。系統提供自動、主控手動、現場手動3種運行方式；系統提供順序煤流停車、逆煤流停車及故障停車3種停車方式；系統提供標準煤
流程序及自定義流程程序；系統允許多達4條流程同時啟動監控；系統交互周期小于40ms。

1系統硬件組成
      本系統選用的下位機PLC為西門子公司的S7系列。上位機監控軟件為自主開發的監控系統軟件，運行于Windows2000或者Windows XP微軟操作平臺。為了提高控制系統的可靠性，上位機為雙機雙纜熱備冗余，下位機均為雙機雙纜半熱備冗余⋯ 。系統配備西門子$7-400系列雙CPU半熱備冗余主機系統。工作中主CPU帶電運行，備用CPU不帶電，主CPU出現故障時，備用CPU手動通電以后投用，保證整個PLC程控系統的正常運行。2臺上位機互為備用、并列工作。PLC主機CPU與上位機之間通PR0FIBUS 網絡通訊。在本系統中，設置16個遠程站柜。主站設置在中控室，在煤倉間設置了3個遠程站。主站機與各遠程站(即ET2OOM遠程分站)的通訊網絡為PR0FIBUS—DP現場總線網絡，采用雙通道、雙纜熱備冗余配置。各站以及上下位機之間通訊均通過光端機使用光纜通訊。最大通訊速率為1 5Mb／s。系統中，CPU主站接受外部2路獨立的220VAC電源，當一路電源失去時，另一路電源能自動投入。各遠程站均由一路220VAC獨立供電 。系統硬件及網絡結構配置見圖2。

    2 系統功能與軟件設計
    2．1程控自動
    2。1。1 流程控制
     在上位機程控員根據運煤路線定義好皮帶運行流程并進行確認后，PLC程序根據流程選定的皮帶和設備自動對位擋板。在限定時間內擋板不到位時，發出報警，并閉鎖相應的啟動命令。如擋板到達正確位置，則發出啟動允許提示，操作人員可通過啟動流程按鈕來啟動選中的流程上的皮帶和設備。

     在定義的流程中所有的運煤設備按輸煤工藝要求進行聯鎖，防止任何設備超出順序啟動或停止(除解開聯鎖試驗調試以外)， 以防止在啟動或停止時煤在系統中堆積起來，甚至損壞設備。聯鎖按下述方式進行：a)啟動時按逆煤流方向，從最后一條皮帶(及相關設備)開始依次啟動，直到第一條皮帶(及相關設備)啟動后，才開始供煤。系統主要設備啟動前，均自動打鈴30S。b)停運時按順煤流方向，先停供煤設備，然后從第一臺至最后一臺設備依次停止，每臺設備之問按預定的聯鎖停機使能信號發停機命令，即要求前面設備的余煤清除后。
     2．3 就地(手動)控制
    程控操作(程控自動和主控手動)、就地手動兩類運行方式可通過監控界面上的“程控／手動”切換按鈕或者就地各設備控制箱上切換開關切換。只有當切換開關放在程控時， 中控室才能通過程控操作控制該設備； 當切換開關放在就地位置時， 只能在就地手動操作設備。就地手動操作時， 無程序聯鎖保護。
    2．4 配煤加倉控制
    本系統中配煤分為程控配煤和現場配煤2種方式，程控配煤方式下又分為自動配煤和手動配煤2種方式。各種方式的切換通過煤倉監控圖的“程控／現場” 切換按鈕來實現。具體見圖3。再停止后面設備的運行。C)故障時，故障點及其上游設備瞬時停機，故障點下游設備保持原工作狀態不變。待故障解除后，可以從故障點向上游重新啟動設備，也可以在故障未解除時，從故障點下游開始延時停設備。一般障礙或輕度故障(如輕跑偏)則只發出報警提示運行人員。在監控畫面上可以滾動條和報表的形式實時顯示當前最新故障和設備啟停狀態。當保護和報警信號裝置失效時，可在上位機上設置有關故障信號的屏蔽，從而保證整個控制流程的順利啟停。
    2．1．2 緊急停止
    當系統出現危害設備和人身的危險狀況時，運行人員可通過控制臺或者監控操作界面上的緊急停止按鈕使系統瞬間全停。除非運行人員復位緊急停止按鈕，否則，系統一直處于禁止啟動狀態 ]。
    2．2 主控手動
    此運行模式下，可通過監控界面對單條皮帶或單個設備進行操作。
    2．3 就地(手動)控制
     程控操作(程控自動和主控手動)、就地手動兩類運行方式可通過監控界面上的“程控／手動”切換按鈕或者就地各設備控制箱上切換開關切換。只有當切換開關放在程控時， 中控室才能通過程控操作控制該設備； 當切換開關放在就地位置時， 只能在就地手動操作設備。就地手動操作時， 無程序聯鎖
保護。
    2．4 配煤加倉控制
     本系統中配煤分為程控配煤和現場配煤2種方式，程控配煤方式下又分為自動配煤和手動配煤2種方式。各種方式的切換通過煤倉監控圖的“程控／現場” 切換按鈕來實現。具體見圖3。

2．4．1手動配煤加倉
手動配煤方式下，程控操作人員可通過監控界面對犁煤器進行抬起／落下操作，并進行檢“修倉” 和
“尾倉” 設置。
     2．4．2 自動配煤加倉
    自動配煤狀態下，無須對其進行任何操作，當皮帶開始運行，系統尋找除檢修倉和尾倉以外其他所有煤倉中煤位最低的煤倉進行加倉或補倉。加倉包含加低倉和補倉兩種方式，加低倉：如果最低煤位低于底限(可設置，如圖3中的6m)則對該煤倉進行加倉，加至高限(可設置，如圖3中的7m)，再找到最低的煤倉進行加倉或補倉；補倉：如果所找到的最低煤位高于低報警限，則進行補倉，即加至最高限(在管理員用戶
里進行設置，左右兩側高度不同)，再找到最低倉進行加倉或補倉，在補倉過程中，如果其他煤倉出現低報警(小于低限)則停止對當前煤倉的補倉，對出現低報警的煤倉進行加倉。

2。4。3現場配煤加倉
     現場配煤方式下，程控操作人員無法對犁煤器和煤倉進行任何操作。
    3總束語
    西門子S7-400系列PLC在傳統的PLC監控系統中引入了面向對象的PLC編程方式和含有動態數據庫的自主開發的上位機監控程序，為監控系統的開發開辟了一條嶄新的道路。根據現場生產試運行情況，本系統運行穩定可靠、功能具體完備、操作快捷方便。投運至今反饋良好。