基于PROFIBUS DP的电厂供煤自动化系统设计

摘 要：工业是时代发展的基础，作为一个基础产业，工业的发展不仅需要历史的考验，还应具备更多的科技沉淀，在这一系列过程中要花费较多的改革时间，同时也需要不断注入新的理念、技术以及设备。自动化控制就是当前信息时代的关键性产物，其普及的意义不仅是为了提升生产效率的不足，同时也能够更大程度避免生产中出现的错误。研究煤矿电厂供煤系统中加入供煤自动化系统的可行性与最终效果，也将会对煤矿电厂的发展与转型带来关键性的价值。

关键词：PROFIBUS DP；电厂供煤自动化；系统设计

PROFIBUS DP现场总线技术是工业自控系统运用较多的一类技术，通过该技术则可以实现自动化管控、生产环节管控及技术管控，根据应用方向的差异，PROFIBUS DP现场总线技术本身可以划分为现场总线报文规范、分散型外围设备、过程自动化等多个类型。

就分散型外围设备而言，代表的是一类数字化、多点通信的网络结构，其主要脱胎于OIS模型，实质是借鉴模型物理、数据连接及用户接口等完成燃料的高效传输过程。就此，笔者拟本文，将从PROFIBUS DP技术入手，针对电厂供煤自动化系统设计方面，进行具体的研究分析与探讨。

一、Profibus-DP设备选择

一般Profibus-DP总线设备可以涵盖总站与分站，两者之间主要是通过令牌传递方法对总线进行管控，此外总站还能够对分站传输数据，或者接受分站反馈的数据。而对于分站而言，往往无法管控总线的运作，仅仅是反馈总站的需求或者确定从总站获得的数据。对于一般煤矿电厂供煤系统而言，Profibus-DP总线设备需要满足对系统内部的设备进行统一管控，同时保证彼此之间的数据高效传递。其中总站可以选择PLC S7-300（西门子公司生产），以CP5611通信卡完成和工控机的信息交换；而分站同样选择以上设备配置，总站与分站之间主要以电缆关联，电缆材质主要是屏蔽雙绞铜类。

二、供煤系统的运作流程

对于传统供煤系统的运作，主要分为以下流程：首先，作为发电用途的煤通过煤机传递至输送机，然后通过除铁器除掉其中多余的铁，再经过阀门送到细碎机中，经过一段时间粉碎后通过筛分设备完成重复筛选，最后经过转载输送带到达备料存放处，即作为最终发电的燃料供应。在以上流程中，需要重点注意的物理量包含供煤设备、粉碎设备、筛分设备等各环节的输送带的开启停止状况、备料存放处的堆煤情况、烟雾浓度值等。

三、基于PROFIBUS DP的电厂供煤自动化系统设计

（一）硬件系统设计

对于供煤自动化系统而言，主要的硬件系统涵盖工控设备、PLC模块、现场控制设备、传感设备、打印设备等等。整个供煤体系主要包含2个破碎楼，一个作为总站，一个作为分站。此外，还有一些其他的设备，这些设备的通信与管控则需要运用PROFIBUS DP总线展开，

调度室内的工控设备型号为研华的IPC610A。下位设备控制体系则需要体现出设备联锁、电动设备电路获得、煤堆高度参数等方式获取。所以应当选择PLC模块同现场控制设备、传感设备实现连接，连接方式主要可以涵盖一对多的方法。

（二）软件系统设计

就软件系统而言，主要可以涵盖下位系统与上位系统两类。对于前者，组态编程则可以依靠STEP7 V5.4得以达到，其主要作用在于对供煤体系的所有设施的开启、工作、停滞状况进行监测，以便于获得堆煤的高度参数、烟雾浓度情况等等数据，并且将这些参数传达到上位系统。其主要方式是运用模块编程技术，将各类项目整合为工作站点，再导入硬件及信息功能模块。

例如：由SIMATIC工作站中拓展出各类功能模块。此外，过程管控系统主要是按照煤从处理到输送的过程，然后通过各类联锁关联以形成各个运行方法，而且在集控室强化对设施联锁运作的管控。编程达到以上目的时，就可以根据不同的运作流程编写各类功能程式，然后通过组织模块实现调用，以达到各类需求。其主要特征可以体现在三个方面：

第一，软件方面，以模块作为编程划分，可分作多个逻辑模块，各模块都涵盖特定任务的逻辑指令程式。当必要时，方能通过组织块OB1中调用以达到目前任务的方向和功能块，增强CPU的使用效率。

第二，抗干扰方面，一般运用算术平均计算，以增强信噪比。选择在某个周期段多次变化的电流数据，然后以采用平均数据进行取代。

第三，增强系统安全性，主要体现在各类预警措施与防护程式，以带式输送设备为例，不管出现偏离、滑动以及料位过高或者过低任何状况都会导致预警或者设备主动停止。

此外，对于上位系统而言，可以实现各种参数，并且将他们用于实时监控与故障监测等过程。人机交互界面的设定需要基于WinCC V6.0组态软件，主要用于获得下位系统的数据，动态显示工控设备实际运转的特点，给予警报及参数变化图示，以达到智能管控的效果。

（三）人机界面设计

WINCC组态软件主要用于实现现场数据采集，过程可视化及过程监控功能的高性能工业自动化软件。上位系统的人机界面基于WINCC软件，主要结合C语言及脚本语言编写。实时数据由其对应的驱动程序以各类方法获取，最后存放到数据库内，控制人员则采用工控设备就可以了解到目前现场参数，同时将预警、管控过程以传输命令的形式发送给现场设施，以达到实际的分布式管控。

四、结语

自动化系统的普及会让工业生产呈现出高效性与科学化的发展趋势，特别是对于煤矿电厂供煤系统而言，传统供煤往往难以达到预期的效果，而且花费大量的人力、时间等成本，生产往往难以达到预期的目标，这将严重制约整个企业的发展。因而，对于多数煤矿电厂而言，供煤系统改造在所难免，基于PROFIBUS DP的电厂供煤自动系统则可以有效解决以上大部分的生产问题，具有较强的灵活性与可控性，对生产出现的问题能够快速反应，进而最大程度减少生产事故产生，保证生产的安全性。

参考文献：

[1] 罗云.电厂热工自动化系统检修常见问题分析及处理[J].科技与创新，2016，02（02）：145-147.

[2] 李树飞.浅析电厂热控自动化系统运行的稳定性[J].科技创新与应用，2015，05（05）：115-117.

[3] 缪锦文.试论电厂热控自动化系统的运行稳定性[J].中国高新技术企业，2016，07（07）：131-132.

作者简介：代佰亮（1983-），男，汉族，山东新泰人，本科，工程师，研究方向：电站机务专业。