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锅炉热控系统操作使用说明大连四方自控工程有限公司目录一、工程概况··········································1二、系统构成及说明····································22.1仪表系统············································22.2计算机系统··········································3三、用户软件··········································73.1软件功能············································73.2现场控制站软件······································8四、操作使用说明······································104.1设备的启动及控制····································104.2软件安装············································144.3监控画面说明········································15五﹑结束语··············································21一、工程概况本工程是对热水锅炉实现计算机自动控制的系统工程。其控制单元采用德国西门子公司生产的S7-300系列可编程控制器，操作员站采用台湾生产的工业控制计算机；压力\差压变送器全部或部分采用重庆伟岸及上海威尔泰仪表公司生产的电容式1151系列变送器；温度传感器采用安徽福特的PTIOO传感器；二次仪表全部采用百特的智能显示仪和智能双光柱操作器；执行单元采用国产或国外系列变频器，直接控制鼓风、引风、炉排、给煤、循环水泵、补水泵电机。流量检测部分采用超声波流量计。电器柜内全部采用德国金钟-默勒公司的电器元件。该控制系统可对热水锅炉房热工参数进行检测、控制。控制室置于锅炉间运转层炉前部，便于对锅炉生产过程进行连续监视，实时控制和安全保护。本系统的主要功能有:对系统采集的工艺参数进行CRT屏幕显示和打印机制表记录;对系统申的重要参数进行越限报警和打印记录；对系统中的重要参数进行瞬时值显示和定期累计；对锅炉燃烧过程进行调节和锅炉热效率自动分析;对锅炉补水能在锅炉出现超温超压时自动停止给煤并顺序切断引鼓风。该系统采用MPI网，将各PLC与操作员站联接成网。另外，利用操作员站的串行通讯，对锅炉房运行数据进行统一管理，统一报表。采用世界名牌产品的最优组合，配以先进的SIMATICWINCC软件系统，结合本公司研制开发的工业控制软件，本项目所使用的技术已达到当代国际水平。1二、系统构成及说明该系统是由仪表系统和计算机系统两大部分构成。仪表系统是由一次仪表；二次仪表；执行单元组成。计算机系统是由硬件；软件；操作系统组成。2．1仪表系统2.1.1一次仪表一次仪表是对热水锅炉热工参数进行变送检测。压力\差压参数是采用压力\差压变送器（二线制）将该物理量变送成电信号（4-20mA），流量参数是采用流量计（超声波或电磁）将该物理量（流速）送成电信号（4-20mA），温度参数是采用铂电阻（PT100）将温度变送成电阻信号（Ω）。以上信号均通过导线传输到二次仪表和计算机系统进行显示，监控。2.1.2二次仪表二次仪表是由智能显示仪和智能双光柱操作器组成。智能显示仪接受一次仪表的电信号或电阻信号进行压力、温度、流量显示、报警。智能双光柱操作器根据所检测到的压力、温度、流量信号能自动的方式接受计算机的控制信号（4-20mA）传输到执行单元或人工手动的方式直接将控制信号（4-20mA）传输到执行单元。同时能显示执行单元的阀位反馈信号，在系统手动／自动切换中起到无扰动的作用（详见智能仪表使用说明书）。2.1.3执行单元执行单元是由变频器、电动调节阀、电动执行器等组成。该执行单元接受来自仪表或计算机的控制信号（4-20mA）驱动各种电动机或执行机构以达到系统控制目的。22．2计算机系统2.2.1硬件构成系统由两个操作员站和一个现场控制站通过MPI网构成，通过RS232串行口与一号炉控制系统进行通讯，操作员站由两台工控机构成，现场控制由一台西门子S7-30OPLC构成。⑴现场控制站现场控制站是完成现场测控的重要站点。本系统采用德国西门子公司的SlMATICS7-300PLC作为现场控制站。SIMATlCS7-300是适合小规模性能要求的模块化小型PLC系统。S7-300有如下特点：◇广泛的工业适用性具有模块化、无排风扇结构，易于实现分布。具有高电磁兼容性，允许的最高环境温度达60℃，具有抗振动性和抗冲击性。◇诊断功能智能化的CPU诊断系统连续监控系统功能，并记录下出错和特定的系统事件(例如:超时，更换模板等)，为了便于以后排除故障，将这些事件存入环形缓冲器，并设有时间标志。◇高速的指令处理每条指令的处理时间只有0.3μS。◇浮点数运算可有效地实现更为复杂的算术运算。3◇操作方式选择开关钥匙抽出时，不可改变操作万式，可防止非法删除或改写用户程序。◇灵活布置机架可根据最佳布置水平或垂直安装。⑵操作员站操作员站由高可靠工业微机配以外围设备组成，安装在操作台中。硬件配置要求如下：◇高可靠微机，80586，Pentium266MHzCPU，64M内存，4.3G硬盘◇80速光驱。◇标准键盘，鼠标。◇LG19”工业彩色监视器，分辨率1024*768。◇EPSON型打印机。◇MPI网卡。⑶通讯、联网方式本工程有一个现场控制站、两个操作员站，它们之间通过MPI网实现联网。作为现场控制站的PC机中插有MPI网卡，作为现场控制站的PLC的CPU内集成有多点MPI接口，可以万便地进行联网。通过方便的STEP7用户接口组态MPI通讯，为网络中的每一个节点定义一个唯一的MPI地址，定义好通讯双万(发送端和接收段)，然后SIMATICS7-300就建立了与距离和网络无关的通讯联系。方便的操作和监视(HMI)服务己集成在S7-3004操作系统内，SIMATICHMI-系统从S7-300中请求过程数据，S7-300按用户指定的刷新速率传送这些数据，SIMATICS7-300的操作系统自动接收传送数据，而且所有这些都使用统一的符号和数据库。网络中的每一个操作员站都可以访问任何一个PLC的数据。2.2.2软件平台一、SIMATICWinCCV4.0WinCC是世界上第一个集成的人机界面(HMI)软件系统，用来处理生产和过程自动化中的图形显示和控制等任务，真实地将工厂控制软件集成到自动化过程中。此系统提供了在工业上用于图形显示、信息、归档和报表的功能模块。其强大的驱动程序接口、快速图像更新和安全归档功能具有很高的实用性。WinCC为用户提供了基于开放式接口的解决万案。这些接口将WinCC集成到复杂的、公司级的自动化解决万案中。通过标准接口ODBC和SQL能够访问所有集成的归档数据。对象和文件的插入可通过OLE2.0和OLE常规控制(OCX)来集成。这些技术使WinCC成为Windows环境下的一个富有才能、容易交流的合作伙伴。WinCC基于32位操作系统MSWindowsg5或MSWindowsNT。二者均具有优先多任务的能力，他保证了对过程事件的快速反应并将防止丢失数据的安全性提高到了一个高的水平。WinCC软件是32位的应用软件，采用最现代化的、面向对象的软件技术开发。二STEP75STEP7使用于SIMATIC可编程逻辑控制器的组态和编程的标准包。它是SIMATIC工业软件的组成部分。STEP7基本软件为用户执行自动化工程提供各种工具:SIMATIC管理器为便于测览，集中管理有关SIMATICS7、SIMATICC7和SIMATICM7的所有工具软件和数据。符号编辑器用于定义符号名称、数据类型和全局变量的注释。硬件组态用于为自动化系统组态和为各模板进行参数设置。通讯用于定义经MPI连接的自动化组件之间时间中断的周期性数据传送或定义用MPI、PROFIBUS或工业以太网的事件中断的数据传输。信息功能用于测览CPU数据和查看用户所写程序在运行中出现故障原因。编程语言为生成用户所写程序，STEP7提供下列标准化编程语言:语句表(STL)梯形图(LAD)功能方框图(FBD)6三、用户软件3.1软件功能系统实现的主要功能有:◇数据采集功能每一循环扫描，cpu首先扫描输入模板的状态，将输入值装入过程输入映像表供软件使用。◇图形显示可以实时动态显示系统所要求的各类测点值，当测点值发生变化时，画面进行刷新，画面之间的切换可以通过画面上的按钮实现。◇人机对话系统所需的量纲转换参数、控制回路参数、报警限、流量计算系数、给煤量计算系数等可以通过人机对话输入和修改，为保证系统安全运行，这种参数设定拥有一定权限。◇锅炉生产过程自动控制功能锅炉的过程控制主要分为四个控制回路:给煤控制回路、鼓风控制回路、引风控制回路、炉排控制回路。具体控制万法见后面的控制回路万案。◇报警管理的显示通过强制和列表方式显示报警信息，在流程图上，变色显示有报警的对象;报警确认后，以回顾的万式列表显示报警信息。所有的报警列表都可打印。◇趋势显示7包括模拟量实时趋势及历史趋势显示两种，系统可容纳上千条曲线。一幅趋势画面可显示多条曲线，曲线可纵向放大，曲线上每一点的值可列出。◇打印功能系统打印分两类情况:一类是系统运行中自动定时打印。另一类是系统运行中管埋员或工程师手动实时打印上述报表及锅炉运行实时数据和统计数据表。另外可打印报警记录表、曲线及拷屏打印任何一幅画面。◇软启/停控制及连锁对循环水泵、引风机、鼓风机、炉排电机、给煤电机进行软启/停控制。连锁开关打开后，在引风机打开的情况下才能开鼓风机，在引风机关闭的情况下鼓风机自动关闭，否则系统会有提示。◇通讯可与一号、二号炉的监控系统通讯。◇其它可在线修改组态数据，可修改系统时钟等。3.2现场控制站软件◇程序结构现场控制站软件用STL语言编写，程序以组织块(OB)、功能(FB)功能(FC)构成，程序的基本结构如下:8◇量纲转换模块量纲转换模块分为两个部分:一部分当量纲转换参数改变时，一个量给定的六对数字量与工程量的对应关系计算出相应的量纲数;另一部分根据量纲转换系数，由采样得来的数字量转换成相应的工程量。◇报警模块对供水压力、供水压温度、给水压力、炉膛负压、鼓风压力等五个热工参数进行报警监测，若有报警则置相应的标志，并发出闪光和鸣笛信号，操作员站可进行消音定光。若供水压力超过上上限则启动停炉程序。◇PID控制模块PID控制万案将在后面作详细介绍。◇供水量、给煤量计算模块供水量、给煤量计算系数由操作员站设定。◇软启/停控制模块根据操作员站发出的指令对给循环水泵、引风机、鼓风机、炉排电机、进行启动/停止控制。◇PID控制方案燃煤工业锅炉是多变量系统。它的燃烧过程有明显的纯滞后特性和非线性待性，被控量时变性大，影响因素多，外部扰动频繁而内部关联强。控制燃烧的调节量有燃料量、鼓风量和引风量，为创造一个最佳燃烧环境必须使三个调节量能够协调改变，使煤风配比和负压同时达到最合适值。起炉后，要注意根据煤的品种及时调整引风，鼓风，炉排等的参数。注9意观察炉膛温度，含氧量参数，和实际观察的炉膛燃烧情况做出正确的调整。四﹑操作使用说明4·1设备的启动及控制该系统的引凤，鼓风等设备的启动分为仪表盘和计算机两种启动方式（以变频器为例）。⑴仪表操作盘启动及手动控制◇启动步骤第一步：将仪表操作盘上的启动转换开关打到仪表位置，根据启动顺序和需要以此按下引凤机，鼓风机等设备启动按钮（此时启动按钮灯亮），第二步：点动一次智能双光柱操作器的A／M键,MAN指示灯亮，使该表处于手动状态。第三步：按住智能双光柱操作器的▲键达到所控制的频率，此时该表上行显示的是输出给变频器给定频率的百分比数（0-50Ηz对应