GE 9030 PLC在电厂斗轮机升级改造过程中的应用
日期：2006-5-7 23:20:13 来源：本文摘自《PLC&FA》
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用于燃料输送的输煤斗轮机，是在上安电厂一期工程时由美国GE公司安装的，采用的型号为GE S6系列，自安装运行以来运行状况良好，基本可以满足电厂输煤要求。可是随着产品的更新换代以及电厂自动化水平的提高，原有的S6系列PLC操作比较繁琐，DOS人机交互界面使得技术人员在维护时感到非常得不方便，原有的梯形图逻辑存在却缺陷导致斗轮机行走振颤，甚至停机警报,设备出现老化现象，特别是S6系列PLC在九十年代中期已经停产，一旦现有的PLC故障需要更换，则很难找到备用的模件，给电厂生产正常运行带来很大的不便。因此迫切需要对原有的S6系列PLC进行升级改造。
斗轮机的作用主要分为两大部分，一是把煤通过传送带在指定地点煤集中堆放;二是根据需要把堆放好的煤通过传送带传输到中转站。斗轮机的功能分为悬臂旋转、悬臂升降、大车行走、斗轮旋转、夹轨器、挡板、拖车皮带、就地控制、远程控制、自动等十四部分。其中大车行走驱动电机使斗轮机运动至煤堆附近，接着悬臂进行旋转或者升降将斗轮运行到适合取煤的位置，斗轮开始转动取煤，通过皮带运送走，或者通过拖车皮带将需要堆放的煤集中存放到指定地点。
改造包含E1盘配电室和E2盘远程控制驾驶室两部分。E1盘配电室内配有两层机架，第一层为安装有CPU的I/O机架，另一层为隶属于第一层机架的I/O扩展机架。两层机架之间通过扩展电缆进行连接和通讯，现场的各类开关量信号，报警接电信号，PLC输出到现场电机的起停信号均通过端子排与PLC I/O模块相连;E2盘远程驾驶员室内配有一层机架，该层为隶属于配电室第一层机架的远程扩展I/O机架，与主机架之间通过远程通讯电缆进行通讯。驾驶室内的监控硬件为发光二极管组成的光子排，通过端子排以简单明了的指示驾驶员各种操作状态以及报警信号。
3.1 硬件改造
(1) PLC选型
PLC采用GE公司的9030系列，参照原有PLC配置，共有输入300余点，输出400余点，故选用11个32位的输入模件IC693MDL655，6个32位的输出模件 IC693MDL753，输入与输出模件均使用一对24针D形连接器(分为AB、CD两组)及电缆IC693CBK001进行数据传输;电源模件选用IC693PWR322，可满足所有输出和输入模件的需求;同时PLC的微处理器选用高性能的CPU363，系统运行速度高，可达0.5ms/K指令。能快速执行梯形图逻辑，并实时刷新计算输出，并可在线监视执行状态。完全可以满足实时控制的要求。具体的输入和输出模件位置分配为:E1盘主机架6个输入模件，扩展机架1个输入模件，3个输出模件;E2盘4个输入模件，3个输出模件。PLC硬件配置图(主机架)参见图1。
原有的110V直流电源全部更换作24V直流电源;PLC的输入模件与输出模件电源接线均采用负逻辑方式，具体方法可参考图2，并将输入模件和输出模件的24针D形连接器数据传输电缆剖开，按照图2和图3所标明的接线方式求将不同颜色的数据线分为AB组和CD组，分别打印出线标志，以保证连接到端子排上的位置准确无误。
(3) 接线线路改造
原有的PLC全部拆除,端子排全部更换，E1盘和E2盘的输入模件以及E2盘的输出模件对应端子排上的外部信号接线位置均保持不变，E1盘的输出模件直接驱动继电器上控制外部回路，对应的端子排上的外部控制信号线均保持不变;不同颜色信号线分为AB组和CD组，参考图2和图3，分别打印出线标志。按照接线图将连接到对应的位置，重新铺设驾驶室连接至配电室之间的通讯电缆，并在电缆外部套上绝缘皮管，以保证信号不受干扰。
1 引言
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用于燃料输送的输煤斗轮机，是在上安电厂一期工程时由美国GE公司安装的，采用的型号为GE S6系列，自安装运行以来运行状况良好，基本可以满足电厂输煤要求。可是随着产品的更新换代以及电厂自动化水平的提高，原有的S6系列PLC操作比较繁琐，DOS人机交互界面使得技术人员在维护时感到非常得不方便，原有的梯形图逻辑存在却缺陷导致斗轮机行走振颤，甚至停机警报,设备出现老化现象，特别是S6系列PLC在九十年代中期已经停产，一旦现有的PLC故障需要更换，则很难找到备用的模件，给电厂生产正常运行带来很大的不便。因此迫切需要对原有的S6系列PLC进行升级改造。
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2 斗轮机系统功能分析
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斗轮机的作用主要分为两大部分，一是把煤通过传送带在指定地点煤集中堆放;二是根据需要把堆放好的煤通过传送带传输到中转站。斗轮机的功能分为悬臂旋转、悬臂升降、大车行走、斗轮旋转、夹轨器、挡板、拖车皮带、就地控制、远程控制、自动等十四部分。其中大车行走驱动电机使斗轮机运动至煤堆附近，接着悬臂进行旋转或者升降将斗轮运行到适合取煤的位置，斗轮开始转动取煤，通过皮带运送走，或者通过拖车皮带将需要堆放的煤集中存放到指定地点。
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3 改造方案设计
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改造包含E1盘配电室和E2盘远程控制驾驶室两部分。E1盘配电室内配有两层机架，第一层为安装有CPU的I/O机架，另一层为隶属于第一层机架的I/O扩展机架。两层机架之间通过扩展电缆进行连接和通讯，现场的各类开关量信号，报警接电信号，PLC输出到现场电机的起停信号均通过端子排与PLC I/O模块相连;E2盘远程驾驶员室内配有一层机架，该层为隶属于配电室第一层机架的远程扩展I/O机架，与主机架之间通过远程通讯电缆进行通讯。驾驶室内的监控硬件为发光二极管组成的光子排，通过端子排以简单明了的指示驾驶员各种操作状态以及报警信号。
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3.1 硬件改造
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(1) PLC选型
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PLC采用GE公司的9030系列，参照原有PLC配置，共有输入300余点，输出400余点，故选用11个32位的输入模件IC693MDL655，6个32位的输出模件 IC693MDL753，输入与输出模件均使用一对24针D形连接器(分为AB、CD两组)及电缆IC693CBK001进行数据传输;电源模件选用IC693PWR322，可满足所有输出和输入模件的需求;同时PLC的微处理器选用高性能的CPU363，系统运行速度高，可达0.5ms/K指令。能快速执行梯形图逻辑，并实时刷新计算输出，并可在线监视执行状态。完全可以满足实时控制的要求。具体的输入和输出模件位置分配为:E1盘主机架6个输入模件，扩展机架1个输入模件，3个输出模件;E2盘4个输入模件，3个输出模件。PLC硬件配置图(主机架)参见图1。
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图1 PLC硬件配置图(主机架)
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(2) 电源改造
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原有的110V直流电源全部更换作24V直流电源;PLC的输入模件与输出模件电源接线均采用负逻辑方式，具体方法可参考图2，并将输入模件和输出模件的24针D形连接器数据传输电缆剖开，按照图2和图3所标明的接线方式求将不同颜色的数据线分为AB组和CD组，分别打印出线标志，以保证连接到端子排上的位置准确无误。
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图2 输入模件负逻辑接线图
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图3 输出模件负逻辑接线图
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(3) 接线线路改造
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原有的PLC全部拆除,端子排全部更换，E1盘和E2盘的输入模件以及E2盘的输出模件对应端子排上的外部信号接线位置均保持不变，E1盘的输出模件直接驱动继电器上控制外部回路，对应的端子排上的外部控制信号线均保持不变;不同颜色信号线分为AB组和CD组，参考图2和图3，分别打印出线标志。按照接线图将连接到对应的位置，重新铺设驾驶室连接至配电室之间的通讯电缆，并在电缆外部套上绝缘皮管，以保证信号不受干扰。
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