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毕业设计（论文）

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锅炉车间输煤机组PLC电气控制系统设计

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锅炉车间输煤机组PLC电气控制系统设计

摘要：本文针对锅炉车间输煤机组PLC电气控制系统进行设计，分析了输煤机组的工作原理和工艺流程，提出了基于PLC的电气控制系统设计方案。通过对PLC控制系统的硬件选型、软件设计、现场调试等方面的研究，实现了对输煤机组的自动化控制，提高了生产效率和安全性。本文的研究成果对于提高锅炉车间输煤机组自动化水平具有重要的理论和实际意义。

随着我国工业的快速发展，能源需求不断增加，锅炉车间作为能源消耗的重要场所，其输煤机组的自动化控制成为提高生产效率和降低能源消耗的关键。PLC作为现代工业自动化控制的核心技术，具有结构简单、可靠性高、易于编程等优点。本文针对锅炉车间输煤机组PLC电气控制系统进行设计，旨在提高输煤机组的自动化水平和生产效率。

一、1.输煤机组概述

1.1输煤机组的工作原理

(1)输煤机组是锅炉车间中用于将煤炭从储存地点输送到锅炉燃烧系统的关键设备。其工作原理主要基于输送带和驱动装置的协同运作。输送带通常由多层帆布或橡胶制成，具有耐磨损、耐高温和耐腐蚀的特性。在输送过程中，煤炭通过输送带从进料端均匀地输送到出料端，这一过程通常伴随着输送带的速度和角度的调整，以确保煤炭能够以稳定的流量进入锅炉。

(2)输煤机组的核心部件包括驱动装置、输送带、托辊、张紧装置和控制系统。驱动装置通常采用电动机，其功率根据输送量的大小和输送带的长度进行选择。以某电厂为例，其输煤机组的驱动电动机功率为150kW，输送带长度为200米，输送能力达到1000吨/小时。在输送过程中，输送带通过一系列托辊支撑，这些托辊分为驱动托辊、导向托辊和滚筒托辊，分别起到驱动、引导和支撑的作用。张紧装置则用于保持输送带的张紧状态，防止输送带因长时间运行而松弛。

(3)输煤机组的控制系统是实现自动化控制的关键。控制系统通过检测煤炭的输送量、输送速度和输送带的状态，实时调整驱动电动机的转速和输送带的运行参数。例如，当检测到输送带上的煤炭堆积时，控制系统会自动降低输送带的速度，以防止煤炭过多堆积影响锅炉的正常运行。此外，控制系统还具有故障诊断和报警功能，当检测到异常情况时，能够及时发出警报并停止输送，保障人员和设备的安全。以某电厂的输煤机组为例，其控制系统采用了PLC（可编程逻辑控制器）技术，通过编程实现对整个输煤过程的精确控制。

1.2输煤机组的工艺流程

(1)输煤机组的工艺流程通常包括煤炭的接收、储存、输送和卸载等环节。煤炭首先通过皮带输送机从火车、汽车或皮带运输系统进入储存堆场，堆场内的煤炭通常通过自动堆取料机进行堆放和取料。以某电厂为例，其输煤堆场的储存能力可达20万吨，堆场面积约为5000平方米。

(2)接下来，根据锅炉的燃烧需求，堆场中的煤炭被自动输送机送至输煤皮带。输煤皮带通常由多个输送段组成，每个输送段由不同的输送速度和倾斜角度组成，以确保煤炭能够顺利地通过不同高度和距离。在输送过程中，煤炭的粒度、水分和含尘量等参数都会对输送效率产生影响。例如，某电厂输煤机组的皮带输送速度设定在3米/秒，以适应不同粒度的煤炭输送需求。

(3)输送至锅炉前的煤炭还需经过筛选、破碎和干燥等预处理环节。筛选环节用于去除煤炭中的杂质和异物，破碎环节将大块煤炭破碎成符合燃烧要求的粒度，干燥环节则降低煤炭的水分含量。以某电厂的输煤机组为例，其预处理系统包括一套筛分设备、两套破碎设备和一套干燥设备。经过预处理后的煤炭，通过输送皮带进入锅炉燃烧室，为电厂提供稳定的能源供应。

1.3输煤机组的主要设备

(1)输煤机组的主要设备包括输送皮带、驱动装置、托辊系统、张紧装置、给煤机、除铁器、破碎机、筛选设备、干燥设备和控制系统等。输送皮带是输煤机组的主体，其长度和宽度根据输送能力要求进行设计，例如，某电厂的输煤皮带宽度可达1.6米，长度可达200米。

(2)驱动装置是输煤机组的动力来源，通常由电动机、减速器、传动带和轴承等组成。电动机的功率根据输送机组的输送能力和输送带长度进行选择，如某电厂使用的驱动电动机功率范围在100kW至400kW之间。托辊系统用于支撑和引导输送带，包括驱动托辊、导向托辊和滚筒托辊，确保输送带的平稳运行。

(3)张紧装置用于保持输送带的张紧状态，防止输送带因长时间运行而松弛，从而影响输送效率和皮带寿命。常见的张紧装置有液压张紧器和机械张紧器，如某电厂采用液压张紧器，其张紧力可调节，适应不同工况的需求。控制系统则是输煤机组的核心，通过PLC或DCS（分布式控制系统）实现自动化的控制和管理，包括启停控制