人机接口模块。这些智能与CPU和内存的I / O模块，既扩展PLC的功能，灵活和易于使用，扩大了PLC的应用范围。
（4）增强外部故障的检测与处理能力
据统计资料表明：在PLC控制系统的故障中，PLC内部故障占5%，外部故障则占所有故障的95%。因此，制造业的PLC制造商都致力于研究和开发可应用于检测专用智能模块，以提高PLC系统的可靠性外部故障。 （5）编程语言多样化
随着PLC的系统结构的发展，PLC的编程语言也越来越丰富，也不断提高。除了梯形图语言，但已发现的顺序控制步进编程语言，用于过程控制的流程图语言与计算机的高级语言兼容。共存，补充多种编程语言的发展是一个趋势。 1.3 输煤系统的特点发展及应用 1.3.1 输煤系统的特点
输煤系统是世界上最大，最装备领域，最零碎，控制过程中最复杂的之一。火控系统由装卸煤处理系统，煤堆系统，配煤系统和系统组件。输煤系统主要有以下几项特点： （1）控制处理系统的设备多，以及它们之间的链接复杂 （2）输煤系统的控制过程具有很强的时序性；
（3）在恶劣的环境中，灰尘，潮湿，振动，噪声，电磁干扰是比较严重，给操作和维护控制装置是不方便;
（4）整个系统控制布局较分散，覆盖距离远[2]。 1.3.2 输煤系统的发展及应用
输煤系统经过几十年的发展，由原始的现场操作控制发展到了程度较高水平的自动化。其主要发展历程如下：
（1）输煤程控思想的形成
20世纪80年代初，由于自动化控制水平比较低下，我国的火电厂输煤系统设备只由现场就地操作方式进行控制。然而火电厂输煤系统运煤设备包括输煤皮带、运煤设备、装卸煤设备、碎煤设备、煤质净化设备、煤仓卸煤设备、煤量计量设备，系统根据运煤路线选择设备，设备多样且零散。整个输煤线路布满这些设备，分散加上运行环境恶劣，不够完善的设备间的联锁保护功能，且设备的维护量大，这增加了操作人员的工作量和工作强度。因此，把这些设备集中控制成为当时的迫切需求，遂输煤的程序控制的思想也逐步形成。 （2）输煤程控技术的发展
随着国内PLC技术的推广和应用，至20世纪80年代中期，输煤系统具备了向集中控制发展的基础。在那个时候，集中控制与PLC控制核心处理系统的系统，该系统需要被引入到信号监视到PLC和主机PLC逻辑操作之后，通过该网站的一部分的致动器的控制信号来操作该设备的输出，控制室模拟屏，光板等操作从显示终端的控制信号的另一部分。当时的输煤集中控制系统主要由四部分组成：集中控制操作台、PLC本地系统、设在操作台对面的信号模拟屏和现场传感器及设备运行执行元件。集中控制操作台，主要设置受控设备的操作按钮、主令开关、工作指示光字牌、电流电压显示仪表；PLC本地系统，包括：CPU及本地I/O模块，该部分是输煤系统集中控制的核心；设在操作台对面的信号模拟屏，主要用来模拟输煤系统的全貌及设备的运行情况；现场传感器及设备运行执行元件。这就是早期输煤程控系统。
20世纪80年代末到90年代中期，随着计算机技术的应用和发展，国外越来越多的PLC品牌进入中国市场，输煤程控系统也有了质的变化。上位机系统（包括工业用计算机和与之配套的人机界面监控软件）取代了模拟屏和集中控制操作台；PLC系统根据现场设备的实际布置情况，合理的设置I/O远程分站，各受控设备监控信号就近引入I/O分站，各远程分站与本地站之间靠通讯电缆连接（一般称为现场控制网络）；PLC系统与上位机系统靠专用的通讯网络进行连接（一
般称为上位监控网络）；传感器系统和设备执行元件仍然是输煤程控系统的重要组成部分，但随着自动化控制和检测技术的发展，该部分设备也在不断的更新换代。
从90年代中期到现在为止，输煤系统的总体框架并没有质的变化，但随着自动化技术，对改变越来越多的细节水平的提高。例如，PLC系统由单CPU系统变成双CPU冗余系统；从一个单一的网络通信领域的控制网络和主机的监测网络变得冗余双网的通信;引入了移动设备无线通讯控制和电力载波控制；输煤工业电视监测系统与输煤程控系统进行联网；输煤程控系统的监控和管理信息连接到厂MIS/SIS网络中；现场个别的执行元件和传感器直接利用现场总线技术挂在PLC现场控制网络上等。
目前，输煤程控系统已经成为火电厂的一个重要的生产辅助控制系统，得以广泛地应用在火力发电厂。
第二章 输煤系统的工艺流程及控制要求 2.1 工艺流程
主要输煤线路一般有以下三种方式： （1）卸煤装置至主厂房原煤仓； （2）卸煤装置至斗轮机堆取料入煤场； （3）斗轮堆取料机从煤场到主厂房煤仓。
以上方式是输煤系统的基本运行线路，也是该系统的主要运行线路。通过双路带式输送机，由电动三通挡板及二工位置头部伸缩的伸缩装置切换，可组成多种运行线路。输煤系统的两条输煤线和两条存煤线，包括给煤机、皮带机、滚轴筛、除铁器、犁煤器、斗轮机、除尘器、拉绳装置、采样机、碎煤机、三通挡板等设备，输煤系统采用自动、联锁、手动三种控制方式，控制方式可以在上位机进行切换。图2-1所示为某工程实例的输煤线路流程图。 图2-1 输煤线路流程图
2.2 控制要求 2.2.1 总体要求
输煤系统采用了程序控制，并设有就地手动操作装置。程序控制通过PLC控制，LCD显示，并以键盘、鼠标进行操作。监控系统应具有数据采集，过程控制，显示，自诊断，自动报警，PC管理功能。 2.2.2 程控信号
交通系统程序控制装置应具有以下的可编程信号：
（1）与卸煤装置、斗轮堆取料机等有操作室的设备、系统之间的联系信号； （2）系统流程预示信号；
（3）系统或设备启动前的预示信号；
（4）所有系统设备（如翻车机，堆取料机，皮带输送机，屏幕破碎设备，除了设备的块，取样设备，皮带秤和校准装置，分离器，煤溜槽说唱设备和其他辅助设备）的运行状态信号; （5）程序的控制位置信号转换成位置信号和所述移动设备的链接挡板；
（6）盘式除铁器交替工作时的位置、滚轴筛旁路挡板、犁式卸料器、刮水器位置信号； （7）煤斗（煤仓）的煤位信号； （8）设备运行异常的事故信号； （9）电子皮带秤输出信号；
（10）带式输送机头喷雾抑尘、煤场喷洒装置工作信号等；
（11）煤场喷淋系统的控制和信号反馈； （12）排污泵运行状态信号；
（13）运煤系统除尘器运行状态信号等。 2.2.3 程序编制和联锁要求
程序的编制和联锁主要有以下几个要求： （1）运煤系统所有的电动三通挡板随程序联动。
（2）包括在主程序中的控制装置，这将启动煤的流动方向相反的顺序，沿煤流方向正常关闭序列（破碎设备应当被延迟关断）
（3）分离器，除尘设备及其它辅助设备应与主要设备方案，主要相关设备后，正常关机延时停机切换。当运输系统带负荷停机，清洗设备，应立即停止运行。
（4）主厂房煤储仓勾兑采取连续混合方法的位置。已发出低煤仓的信号，应该掺和优先;禁用掩体应当能够人为地假定为满煤。配煤程序的设计应充分考虑采用侧煤仓后配置三路配煤皮带机的特殊性，做到每路均可自动配煤。
（5）滚轴筛设有旁路落煤管，具有切换到旁路的功能。
（6）入厂、入炉煤采制样装置作为自动运行的成套设备，可单独执行启、停，也可进行联锁起停机。
（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联锁和安全联锁。联锁装置程序应根据启动和停止程序，以确定，当本地控制可以解锁。
（8）运煤设备的启动应与启动预告音响信号装置联锁（船用声光报警器 AC 220V）。启动警告信号不拒绝或不够响亮20S情况下，设备无法启动。 2.2.4 参与程序控制系统的设备或部件
参与程序控制系统主要有翻车机、碎煤机、电子皮带秤及循环链码校验装置等，具体如下： （1）翻车机：设独立控制室，该控制系统与运煤程控之间的联锁。
（2）斗轮堆取料机：机上控制，与后方设备联锁，发出运行工况信号、位置信号。
（3）带式输送机及保护装置如拉绳开关、跑偏开关、速度信号、防撕裂信号等。煤场皮带机头尾驱动，双向运行。
（4）碎煤机：与后方设备联锁，延时停机，发出运行工况信号和报警信号。 （5）除大块装置、滚轴筛：与后方设备联锁，发出运行工况信号和报警信号。
（6）入厂、入炉煤取样装置，可单独启停、可联锁启动，发出运行工况信号和报警信号。 （7）电子皮带秤及循环链码校验装置，可在程控室程控系统屏幕上显示电子皮带秤瞬时流量和累积流量煤量，实现数据的采集、管理报表输出、打印等功能，向程控室发出运行工况信号和报警信号。
（8）实物校验装置，可在程控室显示设备状态信号、故障型号、超重、允许上煤、瞬时流量及累计量等。
（9）煤仓层配煤设备及料位检测：发出运行工况信号及煤位信号。 （10）电动三通，发出位置信号及随程序联动。
（11）堵煤检测与振打装置，发出堵煤信号及运行状态信号。可按设定的运输路径启动与路径相关的振打装置，也可一对一起停选定路径上的振打装置。
（12）除尘器：除尘器与转运站、碎煤机室内受料皮带联动。在皮带运行前提前5分钟，先打开运行皮带上吸风管上的电动风阀（若有），再启动除尘风机，只有在电动风阀打开及除尘风机启动后除尘器才能启动。皮带停运后延迟5分钟后，先除尘器停运，再停除尘风机及关闭吸风管上的电动风阀。除尘器控制系统留有干节点接口(硬接线方式)，以便与运煤程控系统至少能互通下列信号：除尘器控制系统接受的信号：a.皮带状态（运行、停止）信号；b.喷雾信号；c.室内消防报警信号；除尘器控制系统输出的信号：a.除尘系统状态（包括除尘器、电动风阀、冲灰电磁
阀、喷雾电磁阀的运行和停止）信号b.公共报警信号。 （13）导料槽喷水装置等。
程序的编制必须严格按照联锁和编制要求，否则在调试时很容易发生事故。另外，程控信号和参与控制的设备需要吻合。
第三章 输煤系统的设计 3.1 系统配置 3.1.1 软件配置
上位采用IFIX 4.0软件进行组态和配置，下位机逻辑组态软件采用Unity Pro XL 4.0进行程序编制。 3.1.2 硬件配置
硬件主要有程控装置主机、各个站点以及远程I/O站。
程控装置采用双机100%热备。工作时一台为主机，另一台为热备机，如主机发生故障或自检失败时可和热备机进行无扰切换，切换时间小于50ms。CPU模块应标准配置RS232/485，Modbus Plus，USB等通讯及编程接口。本系统选用施耐德MODICON的Quantum系列PLC，主控制器为140CPU67160。Quantum140系列PLC有模板可以是可扩展的架构进行实时控制，包括CPU，I / O模板，通信接口，如电源和背板。
（2）采用操作员站对PLC整个系统进行监测和控制。即通过用LCD画面和键盘对PLC整个输煤系统进行监测和控制。
（3）用于就近采集信号和控制的远程I/O站。
（4）运煤程控系统设立一台工程师站、一台操作员站和一台SIS接口站，其硬件配置的等级要求与操作员站相同。工程师编程台煤可以能够将所有屏幕，逻辑和硬件，通信网络的配置。除了所有功能，工程师站PLC编程功能，还应该有操作员站，它可以处理屏幕操作员站进行监测，编程和配置。操作员站采用工业级计算机，如DELL、研华工控机等产品。 （5）数据库服务器
数据服务器主要包括电子设备间数据服务器以及其配置要求等一下几部分： 在除灰脱硫运煤综合楼电子设备间设置一台数据库服务器。使用业界标准的容错层云
ftServer2510服务器组件级冗余服务器，超过99.999 ％的可靠性，电源，CPU，内存，I / O控制部件冗余配置中使用。服务器是完全的硬件故障模式， CPU / MEM集成锁步（锁步）技术，冗余组件在指令的相同时钟周期内执行相同的，交换机不会产生一个组件发生故障时，动态数据是正确的保护。 IO冗余组件是成对的
工作，可以在故障情况下，以毫秒为单位的切换时间的接管。应用程序不需要使用任何软件和编写脚本。当发生硬件故障时，服务器自动故障自检测，故障隔离和恢复。而服务器可以配置为自动报警系统，当服务器出现故障时，管理人员可以自动连层云服务网络报警和远程维护和管理。服务器硬盘中，包括操作系统，应用软件，以及静态数据等使用
镜像（RAID1）模式保护;而服务器也有一个动态内存镜像来保护数据，确保实时数据的安全性。 b.服务器配置要求
单四核英特尔至强2.0GHz的处理器（逻辑CPU），缓存为2*6MB二级缓存，前端总线为1333MHz。 最小内存配置为2GB的DDR，最大可扩展到至少6GB（逻辑内存）。
简体中国Windows Server 2003标准版操作系统，并配置相应的服务器管理软件。
使用工业界标准的热插拔SAS硬盘146G（15000转）2作为系统盘，并配置四500G的SATA硬盘作为数据存储和保护的RAID1
配置至少一对互为冗余的10/100/1000自适应RJ45以太网口，同一IP地址，可随时进行故障切换；DVD驱动器可以读取和写入配置;配置远程维护调制解调器或使用远程管理控制卡。 服务器维护要求非常简便，所有部件均可以模块化的方式进行热插拔，即CPU、内存、电源、风扇、硬盘、网卡、所有I/O设备、甚至主机板出现故障时，均可不停机进行更换
，能把硬件故障导致的平均非计划停机时间控制在每年5分钟之内 。
设置一套实时数据库软件，安装于系统的服务器内，提供整个网络的数据存储、记录功能，并提供和厂级监控与管理信息系统（IT）等的数据接口。 3.1.3 I/O点数配置
系统程序设计过程中，需要对程序所涉及的I/O点进行配置，如表3-1: 表3-1 I/O点数统计表
项目 AO8 AI16 DI32 DO32 总计 程控 主站 使用 38 167 64 269 配置 48 192 96 336 模块数量 3 6 3 12
转运站 （1） 使用 7 15 93 34 149 配置 8 16 96 64 184 模块数量 1 1 3 2 7
转运站 （2） 使用 242 113 355 配置 256 128 384 模块数量 8 4 12
碎煤 机室 使用 2 113 44 159 配置 16 128 64 208 模块数量 1 4 2 7
煤仓 间 使用 12 220 112 344 配置 16 224 128 368 模块数量 1 7 4 12 总 计 使用 7 67 835 367 1276 配置 8 96 896 480 1480 模块数量 1 6 28 15 50
表3-1所述点数为控制系统的I/O参考点数，其中包括有15%的I/O备用量和15%的卡件插槽备用量。在工程建设中，部分测点的种类可能发生变化，预留的备用点正是为这一而准备的。此外还有一些其他类型的点，例如RTD。 3.2 系统网络图
一个工程师站兼做服务器（带一台打印机），一个操作员站，两台交换机，两台主控装置（采用双机热备方式，并采用双冗余电缆来提高系统通讯的可靠性），一个本地IO站，四个远程IO站（分别位于转运站两个，碎煤机室，煤仓间各一个）。 图3-1 系统网络图