介绍PLC技术在火力电厂输煤系统实物校验改造中的应用，着重介绍了相关系统的组成、部分控制功能的实现、几种 解决输入、输出点数不足的方法及Modbus Plus网络在PLC间网络通讯的应用。

实物校验装置是一种高精度的静态电子秤，其精度远高于 链码标定和挂码标定，主要适用于煤炭、矿石、粮食、水泥等散料 物流的计量系统,是精确进行计量管理和商贸结算的关键设备。

电子秤实物校验系统关系到火力发电厂入厂煤的准确计量。 我厂的实物校验系统，改造前主要以手动操作为主，实践中存在 料门开度不能自由控制，砝码提升机机械限位开关易失灵，校验 时与集中控制室联系不方便，上行皮带、犁煤器及出料皮带运行 状态无法实现实时监控等问题。针对以上问题，我们对原系统进 行改造。改造后的系统采用美国Modicon公司的PC-E984-265 型PLC作为控制系统核心。上位机采用P233工控机并与 PLC间以Modbus实现通讯，改善了整个校验系统操作条件。

1.电子秤实物校验系统简介

系统由称重仓（料斗）、砝码提升机、料门、电动推杆、振动 器、砝码、千斤顶、传感器、出料皮带等构成。

散状物流经过输送设备进人校验装置料斗后，称重传感器 产生与物料重量成正比的电信号，该信号输人微处理器，经处理 后显示出物料的重量值，将校验装置表盘显示值和皮带枰所显 示的重量值相比较，达到对电子皮带秤进行校验的目的。

系统校验操作流程为：出料皮带运行—设置手动/自动—设 置检修/校验—提升砝码至校验位—启动煤源、煤流进人料斗→实物校验装置表计值电子秤表计值偏差对比—开启料门，经称 量后的原煤进人出料皮带—开启振动器

2.PLC硬件组成

系统主要由处理器模块EP-984-265、三块DIP216型输 人模块、三块DAP216N型输出模块及DC24V电源模块组成。 受控设备为砝码提升机、料门电机、振动器、犁煤器等。作为控制 核心的PLC完成系统的手动、自动操作，完成对Modbus网络 的协调管理，接受外围受控设备的状态信息，对外围设备运行状 态进行监控。

工控机RS232接口与PLC提供的RJ45 口通过Modbus 网络交换信息，传载、修改控制程序，通过人机对话设置修改参 数，并根据输人命令及外围传感器的位置信号，实时显示设备运 行状态及位置。Modbus节点的波物率、奇偶校验等设置统一。

3.PLC控制的实现

3.1软件的选用

上位机软件包丨nTouch是一种人机接口实用程序的生成 器，由WindowMaker和WindowViewe「两个主要部分组成，以 及六个实用程序、诊断程序。WindowMake「的图形功能能生成 友好复杂的人机交互式界面，并通过执行WindowViewe「运行 监控层程序，丨nTouch借助DDE(动态数据转换）可实现与其它 软件如VB等的联合工作。其广泛的丨/〇server功能，便于众多 相关设备的连接。

下位机软件包Concept V2.2具有较强的逻辑功能及加强 性能，可在专用编程器，或PC机上运行，用于984、〇uantum系 列控制器编程、测试、并提供应用逻辑文件。主要功能有：计算、 计时、计数、数据传送等，可实现离线、在线编程，可监视LD编 程语言的电流源。

3.2 PLC控制的实现

3.2.1料门开度控制

改造前的操作系统，料门控制只能处于全开或全关状态，不 能很好地控制料门出口煤流的大小，易使下行的出料皮带大量 撒煤，改造后，通过上位机点动操作，可根据需要任意掌握料门 开度。以#1单料门为例，其料门开度的表达式为：

#1单料门开度K1=(点击脉冲数Dtpsl/全程脉冲数 〇tps1 )x100%

其中，点击脉冲数Dtps是实际操作时根据开度大小所需的 0.1s脉冲个数，全程脉冲数Qtps表达式为：Qtps=单料门全关 状态至全开状态所需时间Ts/脉冲触发时间0.1s。

料门总开度K=#1单料门开度K1+#2单料门开度K2 = (Dtps1/Qtps1+Dtps2/Qtps2)x100%

通过对料门开度表达式的链接，实现料门开度实时数据显 示和状态动态显示，使料门开度的控制操作准确、直观。

3.2.2砝码提升机手动/自动控制

提升机是以电动机作为动力源，经摆线针轮减速机减速，通 过安全离合器把转矩传给丝杆，由螺旋副把丝杆的旋转运动转 变为直线运动。该系统共有砝码提升机共10台，以对称面均布 方式安装，以#1砝码提升机指令为例，图2为其程序流程图。

砝码提升机在自动控制状态时，为了防止料斗秤刀口因秤 体不平衡而损坏，砝码提升是按照对角的顺序依次进行。以砝码 提升机三个状态间行程的实测时间作为时间功能块TON的输 人设置参数，可起到加强机械式限位开关的功能，对砝码提升机 动作进行限时保护。

3.2.3出料皮带与料门联锁控制

在系统自动校验状态下，按照“逆煤流开机”原则，料门的开 启，需在出料皮带启动的前提下，才能实现。以#1单料门为例， 其开启的程序梯形图如图3。

其中输人%1:00011、％1:00001的InTouch代号分别为出 料皮带运行状态、#1单料门非开状态。内部变量％0:00101、％0: 00110的Intouch代号为#1单料门开指令及料门与出料皮带 联锁指令。％0:00001为#1单料门开指令输出。

3.3节省丨/〇点的方法

3.3.1内部时间功能块(计时器）的利用

在该系统实物校验砝码提升机动作过程中，其上下行速度 基本相同，在下降位（最低位）、校验位（中间位）、检修位（最高 位）三种不同的状态，是采用机械限位开关作为状态传感器，实 际操作过程中，状态临界位易发生因卡死、接触不良等原因引起 的故障。时间功能块TON作为PLC内部元件，以其限时功能实 现PLC回路的通断，即以“软”触点代替“硬”触点，节省了输入点数，且可避免机械式限位开关在自控系统中应用的不足，对砝 码提供机起到了限时保护作用，降低了故障率。

3.3.2内部16位内部寄存器的使用

在使用R400XX16系列位内部寄存器时，使16位中的各位 与各输入输出点一一对应。如寄存器R400xx.y1、R400xx.y2、 R400xx.y3分别对应#1砝码提升机的检修位、升起位、降下位。 这样使得原本需要三个输人点的情况，只需要使用R400xx ?个内部寄存器的三个数位即可解决，即原本需16个I/O点，通 过使用一个16位内部寄存器，占用一个输人点就够了。以 Concept编程软件里，丨/〇点与寄存器之间的对应置换关系，通 过IEC-BMD丨功能块实现。

3.3.3具有切换功能的固定按钮的应用

如实物校验砝码的校验/检修、手动/自动等功能，可通过调 用WindowMaker图库内的固定按钮，各只需一个点即可实现 两种相对功能状态的切换。

3.4 PLC间网络通讯

入厂煤电子秤及人炉煤电子秤的数值采集由集中控制室PLC1完成，校验室的数据如煤流、人厂煤量、人炉煤量、上行皮 带的状态开关量等则主要通过校验室PLC2与集中控制室的 PLC1间的Modbus Plus网络通信来实现，网络传输介质为屏 蔽双绞电缆，传送速率为1MB/ScJ该系统中的PLC1、PLC2作为 对等逻辑关系的节点，可通过获得令牌来传递信息。PLC通过功 能块、数据字段来实现PLC间的查询、应答功能，PLC的功能块 决定其所执行的功能。PLC1数据字段包括执行该功能所需的数 据信息，如从PLC2读保持寄存器的开始地址、该寄存器的内容 以及存储这些数据所需的寄存器个数。PLC2查询信息的数据字 段应包括读取的数据、节点地址（N0DERDDR)、远程路径ROUTPATL)、从属寄存器(SLAVEREG)地址、寄存器数量。该 实物校验系统PLC2的通讯功能由CREADREG功能块完成， 共占用内部寄存器26个，较好地解决了校验室与集中控制室之 间的通讯问题。

4.结束语

改造后实物校验系统的自动/手动校验、料门开启、出料流 量控制、及相关设备的启/停、联锁、解锁实现全自动化操作。具 有定值设置、超时限保护功能。通过与上位机联网，可直观地反 映系统相关设备的运行状态。该系统作为上煤、配煤程序控制系 统PLC的远程站，方便实物校验室与集中控制室的信息交流。