摘要：输煤程控设备的选型以及各设备间联锁逻辑关系的制定对此系统是否能稳定运行起着至关重要的作用。本文基于元宝山发电有限责任公司的厂外输煤系统构建了长距离输煤系统程序控制的理论框架，探讨了长距离输煤系统程序控制应遵循的原则，对提高系统的自动化水平具有指导意义。
关键词：程序 控制 输煤 连锁 保护
1、引言
输煤系统的程序控制必须保证系统的安全性和经济性，并达到如下目的：(1)保证系统生产管理、操作、维修中人员与设备的安全；(2)保证系统功能的可靠性，防止因程控系统问题造成的系统瘫痪、保护失灵、驱动装置损坏、胶带严重刮损等事故。(3)保证系统功能的完备性和经济性，能够完成机组的供煤任务。
元宝山发电有限责任公司厂外输煤系统全长5.557公里，最大单机水平长度1.960公里，设计出力1500吨／时。系统起点为元宝山露天矿筒式储煤仓下的933、934带式给煤机，终点是元宝山发电厂#1、#2筒式储煤仓，是典型的长距离输煤系统。由于系统采用单条线供煤方式，故对程序控制的可靠性要求较高。笔者认为，构建程序控制的理论框架是不断提高系统安全性和经济性的基础，以下内容为基于元宝山发电有限责任公司厂外输煤系统的程序控制系统提出的理论框架。
2、厂外输煤程控系统理论框架
2.1一股规定
(1)厂外输煤系统全部带式输送机及保护装置、辅助设备，均应纳入程序控制，纳入程序控制的设备必须充分保证可靠性。
(2)可根据季节条件选择启停的设备(如加热风机、轴流风机等)可不进入程序控制，但必须保证远方操作功能。
(3)现场各控制分站PLC柜及辅助设备(如液压拉紧装置)的PLC柜、控制调整元件(比例阀等)必须保证环境条件：温度在0℃－55℃范围内，相对湿度低于95％；大气压力66－108kpa。
(4)辅助设备的PLC柜应就近安装，以便于运行人员操作或查看人机界面，查找故障原因。
(5)厂外输煤系统程序控制总连锁关系必须解决与露天矿供煤设备的接口、连锁启停的条件，保证运煤流程的可靠。
(6)带式输送机的就地急停按钮及拉绳开关应能够保证在PLC电源失电、因环境条件变化或意外破坏(如雷击)而死机、瘫痪的情况下就地停止设备运行。
2.2集中控制要求
(1)厂外输煤系统除采用程序控制外，除铁器、取样机、实物校验装置、除尘器、轴流风机、加热风机、电动三通、犁式卸料器等还应设置就地手动操作和集控室远方操作。
(2)厂外输煤系统通廊、工业场地各重要环节设置工业电视监视，各重要环节包括煤流转运点、犁煤器、驱动装置、缺陷点、重点防盗部位。
(3)纳入程序控制的设备应保证以下基本功能：1)带式输送机的保护装置。速度检测装置、打滑监测装置检测准确、可靠；两级跑偏开关能够分别在轻度跑偏时报警，在严重跑偏时停机，并准确显示故障位置；拉绳开关在紧急停机时能够可靠动作、防止故障扩大，并准确显示故障位置；纵向撕裂检测器能够在落煤点处的胶带发生撕裂时及时动作，在正常运行中不发生误动作；物料堵塞保护装置能够在落煤筒堵煤时可靠动作，在正常运行中不发生误动作。液力偶合器报警开关能够在温度达到145摄氏度时可靠动作，发出报警信号。2)液压拉紧装置必须随带式输送机连锁启停，自动控制启动张力、运行张力、停机张力，同时瞬时张力检测器能够准确检测胶带张力，并在集中控制室准确显示。3)CST可控启动装置必须与带式输送机、制动器可靠连锁，同时保证两台CST的功率调节在允许的偏差范围内，启动时的速度曲线及启动时间应能够保证胶带受到的冲击负荷最小，启动时间视带式输送机的机长、提升高度在首次单机调试时确定。带式输送机紧急停机时必须保证制动器及时动作，CST及电机在最短的时间内及时停止。CST控制箱应与程控系统分站的PLC柜可靠通讯，保证报警信息及故障信息能够在集中控制室实时监控。4)制动器须保证在带式输送机启动前解除制动，在带式输送机逆转、超速及其它紧急状态下及时制动。5)电子皮带秤、实物校验装置。电子皮带秤应能向集中控制室提供符合系统控制要求的输出信号。实物校验装置进行校验时可由独立控制系统单独控制，根据现场情况可手动操作犁式卸料器。
2.3程序控制设备和信号
(1)运煤程序通过PLC控制时，控制台应设置“手控——解除——远控”切換、程序选择、全系统“程序启动”、“程序停机”和“紧急停机”等按钮。监控系统具有数据采集、程序控制、显示、自诊断、自动报警、上位机的管理等功能。
(2)纳入程序控制的所有设备的就地操作箱、控制柜，应具备“就地——解除——远控”切換开关和紧急停机开关。
(3)101带式输送机电动机启动后应返回运行信号，防止电动机异常跳闸后逻辑回路中的启动指令不能复位，造成电动机误启动。
(4)厂外输煤系统程序控制应具有以下信号系统：1)程序与露天矿控制室、厂内三期集控室的联系信号；2)程序与CST可控驱动装置的联系信号；3)流程预示信号；4)系统或设备启动前的预示信号；5)系统中所有设备(筒式储煤仓、带式给煤机、带式输送机、电动三通、除铁器、取样机、犁式卸料器等)的运行状态及煤量信号；6)纳入程序控制的移动设备及犁式卸料器、三通挡板的位置信号，并应有露天矿933、934带式输送机的三通挡板位置信号；7)原煤仓的煤位信号及温度、可燃气体、烟气浓度信号；8)运行异常和事故信号，其中拉绳开关信号应保证能够准确显示故障位置；9)电子皮带秤、实物校验装置的输出信号；10)除尘器、轴流风机、加热风机等装置的工作信号。
信号的颜色设置应符合电力标准及运行人员的操作习惯，即绿色——热备状态，允许操作；黄色——警告；红色——工作状态，谨慎操作；红色闪烁——故障状态。
2.4程序连锁条件
(1)筒式储煤仓煤位信号应与带式输送机系统连锁，并达到如下功能：1)接近高煤位时报警，提示切断露天矿来煤，两个煤仓满煤时停止带式输送机；2)低煤位时报警，提示上煤；3)上煤过程中跟踪计量煤位(与电子皮带秤的称量值比较)，计算并即时显示剩余上煤时间，提前足够时间提示集控人员通知露天矿停煤。4)两个筒式储煤仓的配煤宜采取按煤仓位置顺序配煤的方式，已发出低煤位信号的煤仓，应能优先配煤；停用的煤仓应能人为地假定为满仓。
(2)电动三通挡板随程序联动，当101带式输送机启动时，露天矿933、934带式输送机的三通挡板切換为与101带式输送机对接，程序连锁有效；当101带式输送机停止时，三通挡板切換与1001、1020带式输送机(露天矿进行铁路装煤)对接，程序连锁无效。
(3)程序启动顺序为逆煤流方向依次延时启动，正常停机顺序为顺煤方向依次延时停止。
(4)设备紧急停机时，其逆煤流方向的设备同时停机；系统紧急停机时全部设备同时停机。
(5)除铁器和除尘设备等辅助设备应随主要设备程序启动，在相关的主要设备正常停机后延时停机，当带负荷停机时，除尘装置应延时停止运行，除铁器应延时停机。
(6)筒式储煤仓的自动气力破拱(空气炮)系统宜为独立程序，并由煤仓下端的控制系统(厂内)控制。
(7)纳入集中控制的设备以及与之相关的独立控制的设备应实行程序连锁和安全连锁。程序连锁应根据设备启、停程序确定，就地控制时应能解除连锁。
(8)在启动预警告信号未接通或未响够30秒的情况下设备不能启动。
3、结语
本文所提出的理论框架，在厂外输煤系统的调试、试生产中得到实践。从生产现场的情况来看，能够保证程序控制系统的安全稳定运行。受现有设备条件和软件工程师能力的限制，厂外输煤系统程控系统的完备性和经济性仍有较大改进空间。相信随着控制技术的不断提高和设备性能的不断完善改进，设备与人员之间的关系会不断趋向和谐，从而最终实现人机协调。
参考文献
[1]《运输机械设计选用手册》编辑委员会《运输机械设计选用手册》北京：化学工业出版社,2004年3月.
[2]DLGJ1-1993《火力发电厂运煤设计技术规定》.
[3]侯友夫.黄民，张永忠.《带式输送机动态特性及控制技术》北京：煤炭工业出版社，2004年7月.
