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摘 要： 针对电厂输煤系统粉尘和噪声比较大，设备运行环境恶劣的情况，提出采用可编程逻辑控制器（PLC）与模糊控制相结合的控制系统。研究表明，模糊控制下的煤炭传输系统相比较于传统控制方法，具有可靠性高响应快等特点，并进一步设计和谐的人机界面，增强可操作性，在工业生产中具有一定的实际意义与经济效益。
关键词： 可编程逻辑控制器（PLC）；模糊控制；人机界面
中图分类号：TP273 文献标识码：A 文章编号：1671－7597（2011）0810081－01
0 引言
火力发电厂的输煤系统是辅机系统的重要部分。输煤系统承担从煤码头或卸煤沟至储煤场或主厂房原煤仓的运煤任务。输煤系统的安全、可靠运行是保证电厂安全、高效运不可缺少的环节。
由于电厂输煤系统粉尘和噪声比较大，设备运行环境恶劣，由传统的常规电器构成的控制系统运行可靠性差，而将可编程控制器与模糊控制方法相结合具有可靠性高，抗干扰能力强，响应速度快，易于控制和掌握，对系统参数的变化有较强的鲁棒性等优点，因此由其构成的输煤控制系统目前日益得到普遍应用。
1 煤炭传输控制系统
整个输煤系统硬件由上位机和PLC、变频器和皮带传输机、带有步进电机和光电传感器的料仓三个部分组成。其中上位机与PLC为整个系统的控制核心，模糊控制的算法通过此部分发挥作用。当系统开始运作时料仓打开，皮带机转动，料仓上安装的光电传感器将料斗中物料的位置传递给PLC，同时上位机计数器将所测得的步进电机转角（即料仓口开度）传递给PLC，PLC与上位机根据获得的数据和算法作出决策，控制料仓下部步进电机转动，从而调整开口大小；同时调整变频器参数控制皮带运行速度。随着料仓开口变化，物料位置发生变化，随着变频器参数的改变皮带机的转动速度发生变化，这样传递给PLC的信号也发生变化，进而再次控制步进电机与变频器，通过这样的过程形成闭环控制系统。
2 模糊控制器
2.1 控制规则表的建立
系统为双输入双输出闭环系统，双输入量为：料仓物料位置（料位）、料仓开口大小（开口大小）；双输出量为：变频器的设置值（设置转速）、料仓开口大小增量（开口增量）。对以上四个变量分别取语言变量值如下：
料位{偏多（PS），适中（ZO），偏少（NS）}
开口大小{太快（PL），偏快（PS），正常（ZO），偏慢（NS），太慢（NL）}
设置转速{加快（PS），不变（ZO），减慢（NS）}
开口增量{大幅增大（PL），增大（PS），不变（ZO），减小（NS），大幅减小（NL）}
3 模糊算法设计
首先，微动开关状态分别对应料仓开口是否应经完全闭合，系统根据微动开关状态决定停机或是进入下一步，当料仓开口未完全闭合时，根据人机界面手动自动切换按钮状态决定是否调用模糊控制程序，若处于手动状态，系统将屏蔽模糊控制程序调用，根据操作人员的具体操作进行相应的动作，根据操作人员输入变频器频率改变电机转速，根据界面点击开口按钮来接收脉冲；当系统处于自动状态时，系统将依次进行初始化、调用模糊控制器来进行改变频率与开口等动作。系统每次进行动作改变后都会检测微动开关状态，进入下一循环。PLC程序设计流程图如下图所示：
4 人机界面
为了提高系统的可操作性，本项目设计了和谐的人机界面，通过该人机界面的主要显示内容及输入控制实现远距离对自动化设备进行监视与控制，大大提高了现代化生产的集成度与工作效率。
人机界面主要包括自动显示区与手动控制区，点击自动/手动切换按钮进入自动控制状态时，系统将调用模糊控制算法对系统进行实时监控，界面将显示变频器频率、步进电机转向等状态；在手动控制状态，系统将屏蔽模糊控制算法，操作人员可以根据需要控制电机转速与料仓开口。
5 结束语
经实践研究表明，将可编程逻辑控制器与模糊控制相结合，可以大大提高系统的响应速度与可靠性，特别适合发电厂这样对设备运行抗干扰能力要求较高的场合，同时，人机界面提高了系统的可操作性，实现系统智能化实时监控的目的。
参考文献：
[1]陈若珩，火力发电厂输煤控制系统概述[J].机械工程与自动化，2007.第一期：156-159页.
[2]刘云静、顾德英，电厂输煤系统的研究[J].仪器仪表学报：2005，第26卷，第8期增刊：166-169页.
[3]张增福、孙恩涛、刘瑞，可编程控制器（PLC）在电厂输煤系统中的应用[J].2006年研究综述与技术论坛专刊：2006，第三期：143-145页.
[4]钱晓龙、李晓理，循序渐进PowerFlex变频器[M].北京：机械工业出版社，2006.
[5]罗克韦尔自动化公司，Logix5550控制器指令集参考手册，Allen-Bradley公司，2000.
关键词： 可编程逻辑控制器（PLC）；模糊控制；人机界面
中图分类号：TP273 文献标识码：A 文章编号：1671－7597（2011）0810081－01
0 引言
火力发电厂的输煤系统是辅机系统的重要部分。输煤系统承担从煤码头或卸煤沟至储煤场或主厂房原煤仓的运煤任务。输煤系统的安全、可靠运行是保证电厂安全、高效运不可缺少的环节。
由于电厂输煤系统粉尘和噪声比较大，设备运行环境恶劣，由传统的常规电器构成的控制系统运行可靠性差，而将可编程控制器与模糊控制方法相结合具有可靠性高，抗干扰能力强，响应速度快，易于控制和掌握，对系统参数的变化有较强的鲁棒性等优点，因此由其构成的输煤控制系统目前日益得到普遍应用。
1 煤炭传输控制系统
整个输煤系统硬件由上位机和PLC、变频器和皮带传输机、带有步进电机和光电传感器的料仓三个部分组成。其中上位机与PLC为整个系统的控制核心，模糊控制的算法通过此部分发挥作用。当系统开始运作时料仓打开，皮带机转动，料仓上安装的光电传感器将料斗中物料的位置传递给PLC，同时上位机计数器将所测得的步进电机转角（即料仓口开度）传递给PLC，PLC与上位机根据获得的数据和算法作出决策，控制料仓下部步进电机转动，从而调整开口大小；同时调整变频器参数控制皮带运行速度。随着料仓开口变化，物料位置发生变化，随着变频器参数的改变皮带机的转动速度发生变化，这样传递给PLC的信号也发生变化，进而再次控制步进电机与变频器，通过这样的过程形成闭环控制系统。
2 模糊控制器
2.1 控制规则表的建立
系统为双输入双输出闭环系统，双输入量为：料仓物料位置（料位）、料仓开口大小（开口大小）；双输出量为：变频器的设置值（设置转速）、料仓开口大小增量（开口增量）。对以上四个变量分别取语言变量值如下：
料位{偏多（PS），适中（ZO），偏少（NS）}
开口大小{太快（PL），偏快（PS），正常（ZO），偏慢（NS），太慢（NL）}
设置转速{加快（PS），不变（ZO），减慢（NS）}
开口增量{大幅增大（PL），增大（PS），不变（ZO），减小（NS），大幅减小（NL）}
3 模糊算法设计
首先，微动开关状态分别对应料仓开口是否应经完全闭合，系统根据微动开关状态决定停机或是进入下一步，当料仓开口未完全闭合时，根据人机界面手动自动切换按钮状态决定是否调用模糊控制程序，若处于手动状态，系统将屏蔽模糊控制程序调用，根据操作人员的具体操作进行相应的动作，根据操作人员输入变频器频率改变电机转速，根据界面点击开口按钮来接收脉冲；当系统处于自动状态时，系统将依次进行初始化、调用模糊控制器来进行改变频率与开口等动作。系统每次进行动作改变后都会检测微动开关状态，进入下一循环。PLC程序设计流程图如下图所示：
4 人机界面
为了提高系统的可操作性，本项目设计了和谐的人机界面，通过该人机界面的主要显示内容及输入控制实现远距离对自动化设备进行监视与控制，大大提高了现代化生产的集成度与工作效率。
人机界面主要包括自动显示区与手动控制区，点击自动/手动切换按钮进入自动控制状态时，系统将调用模糊控制算法对系统进行实时监控，界面将显示变频器频率、步进电机转向等状态；在手动控制状态，系统将屏蔽模糊控制算法，操作人员可以根据需要控制电机转速与料仓开口。
5 结束语
经实践研究表明，将可编程逻辑控制器与模糊控制相结合，可以大大提高系统的响应速度与可靠性，特别适合发电厂这样对设备运行抗干扰能力要求较高的场合，同时，人机界面提高了系统的可操作性，实现系统智能化实时监控的目的。
参考文献：
[1]陈若珩，火力发电厂输煤控制系统概述[J].机械工程与自动化，2007.第一期：156-159页.
[2]刘云静、顾德英，电厂输煤系统的研究[J].仪器仪表学报：2005，第26卷，第8期增刊：166-169页.
[3]张增福、孙恩涛、刘瑞，可编程控制器（PLC）在电厂输煤系统中的应用[J].2006年研究综述与技术论坛专刊：2006，第三期：143-145页.
[4]钱晓龙、李晓理，循序渐进PowerFlex变频器[M].北京：机械工业出版社，2006.
[5]罗克韦尔自动化公司，Logix5550控制器指令集参考手册，Allen-Bradley公司，2000.