基于PLC的给煤机流量计设计.pdf
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2022-11-17
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基于 PLC 的给煤机流量计设计
摘要：本文主要介绍了习水发电厂给煤机流量计基于 PLC 改造的设计，文中说明
了如何使用 PLC 实现给煤机流量计的功能。
关键词：给煤机流量积算仪、PLC、流量计、TD400C
1 引言
习水发电厂原给煤机流量积算仪使用美国拉姆齐公司 MINI11-101F 积算器，
共计 8 台，因 MINI11-101F 积算器因使用时间长，各积算器逐渐损坏，而且进口
设备价格较高，经咨询和讨论决定将其改为徐州拉姆齐公司国产 SHT-08 积算器。
在使用过程中发现国产 SHT-08 积算器由于设计和制造等原因，经常发生显示不准、
输入输出板损坏、校验不准等故障。现将其改造为以西门子 S7 200PLC 为核心的
积算器。本设计采用西门子 S7 200 系列小型控制器 CPU224 为中央处理器模块，
AI/AO 模块采用 EM235，使用 TD400C 作为积算器显示单元。
2 给煤机流量积算器设计
2.1 给煤机流量积算器的设计原理
给煤机流量积算仪的工作原理是测量皮带上单位长度的煤重 q（kg/m）和皮
带的行进速度 V（m/s）两者相乘得出实际的给煤率。把实际的给煤率对时间 t（s）
进行积分，得到实际的给煤量。
W== （1）
其中：t0、t1 是煤从 x0 到 x1 通过的时间，qv 为给煤率。
2.2 给煤机流量积算器构成
改造后的给煤机流量积算器主要由西门子 S7 200 系列控制器 CPU224、AI/AO
模块 EM235、显示单元 TD400C、开关电源明纬 D-50F 构成。
2.3 给煤机流量积算器设计方法
给煤机流量积算器通过 CPU 及 AI/AO 模块采集称重传感器信号和速度传感器
信号，CPU 将处理过的称重传感器信号和速度传感器信号按照公式（1）进行计
算就可得到给煤机的瞬时流量。
2.3.1 给煤机流量积算器各参数检测、处理。
2.3.1.1 速度传感器信号
习水发电厂给煤机皮带速度采用编码器测量，通过定义 PLC 高速计数器来采
集编码器信号，高速计数器的定义需根据编码器的测量方式进行。本设计采用
HSC0 高速计数器采集编码器信号来计算皮带速度。
需要注意的是不同的 CPU 高速计数器的数量不同，不同高速计数器的输入端
子也是不同的，一旦选定高速计数器并做好该高速计数器的定义后，对应的输入
端子就只能划给该高速计数器使用，不能用作他途。例如本设计定义 HSC0 采用
模式 0 进行计数，那么输入端子 I0.0 就被分配给 HSC0 使用，即 I0.0 只能接编码
器的脉冲信号，不能连接其他信号。
2.3.1.2 称重传感器信号
称重传感器的输入电压、灵敏度、传感器个数、输出信号都是设计的重要参
数。称重传感器的信号由 AI/AO 模块（EM235）采集，AI/AO 模块（EM235）采集
称重传感器的信号时，称重传感器的输入电压基准应与 AI/AO 模块的输入电压基
准一致，否则测量的称重传感器输出信号将出现较大偏差。
称重传感器的满量程=称重传感器的输入电压×称重传感器的灵敏度，称重传
感器的输入电压一般在 9 到 12VDC，灵敏度恒定不变。所以影响称重传感器量程
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