產(chǎn)品說(shuō)明:

一、 方案特點(diǎn)

1.1減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度

    ◆   鍋爐燃燒系統(tǒng)遠(yuǎn)程集中控制的實(shí)現(xiàn)，減少了司爐人員的操作強(qiáng)度，正常情況下，司爐人員只需監(jiān)視鍋爐系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)即可，非正常情況，司爐人員可隨時(shí)的將系統(tǒng)切換到手動(dòng)運(yùn)行的狀態(tài)，通過(guò)后備儀表系統(tǒng)操作鍋爐的正常運(yùn)行。

    ◆   鍋爐系統(tǒng)的生產(chǎn)報(bào)表可通過(guò)上位機(jī)的定時(shí)、隨機(jī)打印功能，按要求打印生產(chǎn)報(bào)表，減少了司爐人員的定點(diǎn)抄表工作量。

    ◆   司爐人員有更多的精力投入到鍋爐設(shè)備的尋檢和管理當(dāng)中。

1.2保障鍋爐的安全穩(wěn)定運(yùn)行

     本控制系統(tǒng)的故障報(bào)警保護(hù)功能，循環(huán)泵故障停機(jī)保護(hù)功能以及電機(jī)過(guò)載、欠壓、過(guò)流、堵轉(zhuǎn)等保護(hù)功能。利用本系統(tǒng)提供的聯(lián)鎖保護(hù)接點(diǎn)可方便的實(shí)現(xiàn)鍋爐各電機(jī)的聯(lián)鎖停爐保護(hù)。

1.3提高公司的自動(dòng)化管理水平

該自控系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)方案具備全面實(shí)現(xiàn)對(duì)鍋爐系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)自動(dòng)監(jiān)控和管理功能。各系統(tǒng)均能夠由獨(dú)立的PLC控制站（主控下位機(jī)）自主完成鍋爐系統(tǒng)的自動(dòng)運(yùn)行與安全檢測(cè)。

二、 設(shè)計(jì)依據(jù)

2．1  設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)

我方在進(jìn)行本控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，嚴(yán)格遵循以下國(guó)家制定的鍋爐及相關(guān)行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)：

    ◆   GB/T 15317 --94《工業(yè)鍋爐節(jié)能監(jiān)測(cè)方法》

    ◆   GB10180 《工業(yè)鍋爐熱工試驗(yàn)規(guī)范》

    ◆   GBJ/232-90、92《電氣裝置安裝工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》

    ◆   《鍋爐房安全管理規(guī)則》（勞鍋?zhàn)諿1988]74號(hào)）

    ◆   GB50259-96《電氣裝置安裝工程電氣照明裝置施工及驗(yàn)收規(guī)范》

    ◆   GB50171-92《電氣裝置安裝工程盤(pán)及二次回路結(jié)線(xiàn)施工及驗(yàn)收規(guī)范》

    ◆   GB10180-88《工業(yè)鍋爐熱工試驗(yàn)規(guī)范》

    ◆   《電氣裝置安裝工程接地裝置施工及驗(yàn)收規(guī)范》

    ◆   《鍋爐壓力容器安全監(jiān)察規(guī)程》

    ◆   《儀表系統(tǒng)接地設(shè)計(jì)規(guī)定》

    ◆   《分散控制系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)規(guī)定》

    ◆   《電氣設(shè)備安全設(shè)計(jì)導(dǎo)冊(cè)》

    ◆   《儀表供電設(shè)計(jì)規(guī)定》

2．2  系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則

我方在進(jìn)行本控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，將嚴(yán)格遵循以下系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則：

安全性原則：由于鍋爐屬于壓力容器，而且工作環(huán)境比較惡劣，因此，控制系統(tǒng)首先要保證的就是鍋爐系統(tǒng)運(yùn)行的安全性，這是首要設(shè)計(jì)原則。為了達(dá)到安全的目的，在一次儀表和二次儀表的選型上，要嚴(yán)格遵循行業(yè)規(guī)范，從根源上保證系統(tǒng)的安全。

可靠性原則：可靠性原則是針對(duì)控制系統(tǒng)的安全而言的，同樣是為了保證鍋爐的安全運(yùn)行，在控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，要注意控制的層次和相應(yīng)層次的操作等級(jí)、權(quán)限。目前，國(guó)際上普遍認(rèn)同的可靠控制系統(tǒng)分為三個(gè)等級(jí)：計(jì)算機(jī)上位監(jiān)控子系統(tǒng)、實(shí)時(shí)控制子系統(tǒng)和就地強(qiáng)電手動(dòng)操作子系統(tǒng)，本項(xiàng)目也將嚴(yán)格按這種方式來(lái)設(shè)計(jì)整體控制系統(tǒng)。

科學(xué)性原則：科學(xué)性原則是指控制系統(tǒng)中選用的一次、二次儀表都屬于目前國(guó)內(nèi)和國(guó)際上的主流產(chǎn)品，同時(shí)，控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)是合理的，具有行業(yè)針對(duì)性的。

經(jīng)濟(jì)性原則：經(jīng)濟(jì)性原則是指在設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)時(shí)，從元器件品牌的選擇上，采用合理的配置，注重整體的效果，而不是一味選擇高價(jià)格的配置。畢竟，成本是項(xiàng)目實(shí)施中非常重要的一個(gè)因素。

性原則：性原則是指在系統(tǒng)科學(xué)設(shè)計(jì)和元器件經(jīng)濟(jì)合理的前提下，要盡量保證控制系統(tǒng)符合國(guó)際上自動(dòng)化控制系統(tǒng)的發(fā)展方向，保證本控制系統(tǒng)在5-10年內(nèi)仍屬于比較的鍋爐控制系統(tǒng)。

三、 系統(tǒng)構(gòu)架設(shè)計(jì)

系統(tǒng)構(gòu)架的設(shè)計(jì)是指整個(gè)鍋爐控制系統(tǒng)的框架設(shè)計(jì)，在嚴(yán)格遵循控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計(jì)原則的基礎(chǔ)上，我方根據(jù)燃?xì)庹羝仩t的運(yùn)行特點(diǎn)和監(jiān)控系統(tǒng)的功能要求，并考慮控制系統(tǒng)的科學(xué)性和性要求，將整個(gè)群控系統(tǒng)按操作的等級(jí)分為上位監(jiān)控子系統(tǒng)、單臺(tái)鍋爐實(shí)時(shí)控制子系統(tǒng)兩個(gè)部分。

上位監(jiān)控子系統(tǒng)是整個(gè)鍋爐群控系統(tǒng)的指揮中心，所有鍋爐的信息都集中顯示在控制計(jì)算機(jī)中，在正常運(yùn)行情況下，操作員可以在指揮中心對(duì)模塊鍋爐進(jìn)行遠(yuǎn)程操控，如控制參數(shù)的設(shè)置、修改，啟動(dòng)優(yōu)化控制程序，建立鍋爐節(jié)能分析報(bào)表等；同時(shí)，上位監(jiān)控子系統(tǒng)起到信息和人員的管理職能，如建立重要鍋爐參數(shù)的歷史報(bào)表和趨勢(shì)，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)操作人員的生產(chǎn)監(jiān)督，監(jiān)控操作員的權(quán)限設(shè)置等。上位監(jiān)控子系統(tǒng)一般建立在鍋爐房控制室內(nèi)，由監(jiān)控軟件、通訊電纜、監(jiān)控操作平臺(tái)、打印機(jī)、不間斷電源等部分組成。

單臺(tái)鍋爐實(shí)時(shí)控制子系統(tǒng)是整個(gè)鍋爐群控系統(tǒng)的控制核心，如果說(shuō)上位集中監(jiān)控子系統(tǒng)是“大腦”的話(huà)，那么單臺(tái)鍋爐實(shí)時(shí)控制子系統(tǒng)就是“心臟”。所有正常狀態(tài)下的鍋爐控制都是由鍋爐控制柜來(lái)實(shí)現(xiàn)的?？紤]到系統(tǒng)的安全性和可靠性，我方采用控制器和強(qiáng)電手動(dòng)操作共同來(lái)實(shí)現(xiàn)具體的控制功能；同時(shí)，采用工業(yè)上標(biāo)準(zhǔn)的RS485接口/MODBUS通訊協(xié)議實(shí)現(xiàn)鍋爐控制器與上位監(jiān)控子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交互。實(shí)時(shí)控制子系統(tǒng)建立在鍋爐房控制室內(nèi)，核心控制器與上位監(jiān)控子系統(tǒng)安裝在同一平臺(tái)中，主要由一次傳感器、變送器（現(xiàn)場(chǎng)安裝）、核心控制模塊、強(qiáng)電手動(dòng)控制、控制柜等部分組成。

從橫向角度來(lái)看，上述群控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)符合國(guó)際上流行的“控制分散、監(jiān)視集中”的群控系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)于每個(gè)鍋爐系統(tǒng)而言，控制是相互獨(dú)立的，彼此不會(huì)干擾，而監(jiān)視系統(tǒng)又是集中的，信息是共享的，這有利于整體管理。從縱向角度看，鍋爐控制系統(tǒng)是安全可靠的，在正常情況下，操作員在上位監(jiān)控系統(tǒng)就可以對(duì)所有鍋爐進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控，一旦上位系統(tǒng)發(fā)生故障，操作員可以通過(guò)鍋爐控制系統(tǒng)進(jìn)行操作，即使發(fā)生情況，操作員也可以通過(guò)控制柜的強(qiáng)電手動(dòng)操作對(duì)鍋爐進(jìn)行簡(jiǎn)單的操作，而不會(huì)因?yàn)榭刂葡到y(tǒng)影響鍋爐的正常運(yùn)行。因此，這樣的控制系統(tǒng)是強(qiáng)壯的、科學(xué)的、合理的。

以下是本群控系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D，在以后的章節(jié)中將具體就單臺(tái)鍋爐控制系統(tǒng)和上位監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)進(jìn)行詳細(xì)的描述。

四、 控制系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)

4.1鍋爐房監(jiān)控系統(tǒng)軟件基本功能

本系統(tǒng)具備很高的可靠性和實(shí)時(shí)性；采用成熟、的開(kāi)發(fā)平臺(tái)，保證其開(kāi)放性和可擴(kuò)展性，設(shè)計(jì)符合標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化要求。具有良好的可擴(kuò)性、穩(wěn)定性和聯(lián)網(wǎng)功能。便于功能和系統(tǒng)的擴(kuò)充和升級(jí)，并充分保護(hù)用戶(hù)投資，使系統(tǒng)能適應(yīng)功能的增加和規(guī)模的擴(kuò)充等要求。主要功能如下：

    ① 密碼保護(hù)

    ② 監(jiān)控點(diǎn)摘要

    ③ 監(jiān)控點(diǎn)報(bào)警

    ④ 監(jiān)控點(diǎn)歷史

    ⑤ 動(dòng)態(tài)記錄

    ⑥ 動(dòng)態(tài)圖形

    ⑦ 表格監(jiān)視

    ⑧.運(yùn)行時(shí)間累積

4.2鍋爐房監(jiān)控系統(tǒng)軟件運(yùn)行下的監(jiān)視和控制功能

系統(tǒng)計(jì)算機(jī)監(jiān)視系統(tǒng)的LCD液晶顯示器上實(shí)時(shí)監(jiān)控軟件操作畫(huà)面包括：系統(tǒng)模擬動(dòng)態(tài)運(yùn)行流程圖總貌、煙氣、熱水、供（補(bǔ)）水等各子系統(tǒng)的工作流程與狀態(tài)，報(bào)警一覽、數(shù)據(jù)一覽等。系統(tǒng)連續(xù)采集和處理所得鍋爐有關(guān)的監(jiān)測(cè)點(diǎn)和設(shè)備狀態(tài)信號(hào)，及時(shí)向操作員提供有關(guān)運(yùn)行信息。實(shí)現(xiàn)鍋爐安全運(yùn)行，一旦發(fā)生任何異常工況，及時(shí)報(bào)警，提高鍋爐的可利用率。系統(tǒng)包括模擬顯示、成組顯示、表格顯示、報(bào)警顯示、制表記錄、值班記錄與歷史數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和檢索及打印等。

采用圖控軟件組態(tài)設(shè)計(jì)監(jiān)控工作站的運(yùn)行監(jiān)控軟件，具有中文界面，操作提示和幫助系統(tǒng)。操作界面主要以流程圖方式表示，從總體流程圖直到每個(gè)單體的局部流程圖。在流程圖上顯示的設(shè)備均可以點(diǎn)擊進(jìn)入，以了解該設(shè)備的進(jìn)一步細(xì)節(jié)數(shù)據(jù)或?qū)ζ溥M(jìn)行控制。工藝過(guò)程、運(yùn)行參數(shù)和設(shè)備狀態(tài)均以圖形方式直觀(guān)表示。

工藝流程與運(yùn)行監(jiān)視圖形包括：

    A.系統(tǒng)總流程圖，         B.鍋爐系統(tǒng)圖，          C.煙氣子系統(tǒng)圖，

    D.供水子系統(tǒng)圖，         E.熱供、回水子系統(tǒng)圖,   F.設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)圖,

    G.系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)圖         H. 報(bào)警記錄圖表等。   

系統(tǒng)主要參數(shù)的棒圖包括：

    A.  鍋爐供回水溫度

    B.  鍋爐所供能量(熱量)；

    C.  鍋爐排煙溫度

    D.  電動(dòng)蝶閥開(kāi)度

4.4數(shù)據(jù)庫(kù)的生成及查詢(xún)功能

提供整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行的各種數(shù)據(jù)參數(shù)、各設(shè)備狀態(tài)以及各接口設(shè)備狀態(tài)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)及歷史數(shù)據(jù)庫(kù)，并能根據(jù)信息分類(lèi)生成各種專(zhuān)用數(shù)據(jù)庫(kù)，具有在線(xiàn)查詢(xún)、修改、處理、打印等數(shù)據(jù)庫(kù)管理軟件，可進(jìn)行日常的操作及維護(hù)，可以同其它關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)建立共享關(guān)系，使之將來(lái)能與管理系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)操作。

保存在內(nèi)存中的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)存貯有各種監(jiān)控對(duì)象的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)刷新周期應(yīng)可設(shè)置，以保證關(guān)鍵數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)響應(yīng)速度。短期歷史數(shù)據(jù)庫(kù)能保存7天的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和組合數(shù)據(jù)，并不斷地予以刷新（其數(shù)據(jù)來(lái)自于實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)）。歷史數(shù)據(jù)庫(kù)中能存入各設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)、報(bào)警記錄、事故記錄、調(diào)度指令等。

4.5圖形生成及查詢(xún)功能

系統(tǒng)組態(tài)軟件具有功能強(qiáng)、實(shí)用有效的圖形顯示功能，能畫(huà)出工藝流程總圖、設(shè)置布置圖等。在確定監(jiān)控畫(huà)面后，可對(duì)監(jiān)控對(duì)象進(jìn)行形象的圖符設(shè)計(jì)、組態(tài)、連接、生成完整的實(shí)時(shí)監(jiān)控畫(huà)面，使用戶(hù)能在監(jiān)視器（顯示屏）上查詢(xún)到各種監(jiān)控對(duì)象的動(dòng)態(tài)運(yùn)行及超限位、故障信息，其形式可以是圖像、報(bào)表、曲線(xiàn)以及直方圖等。

同時(shí)還具有友好的漢化人機(jī)接口界面，采用圖形、圖標(biāo)方式，使管理人員方便地使用鼠標(biāo)及鍵盤(pán)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行管理、控制，通過(guò)監(jiān)控畫(huà)面的切換，進(jìn)行數(shù)據(jù)查詢(xún)、狀態(tài)查詢(xún)、數(shù)據(jù)存貯、控制管理等各種操作。

可根據(jù)用戶(hù)需求選擇打印內(nèi)容，輸出至激光打印機(jī)。

4.6鍋爐房監(jiān)控系統(tǒng)組態(tài)圖

    ① 全貌圖

    系統(tǒng)通過(guò)顯示屏顯示運(yùn)行狀態(tài)，操作員通過(guò)顯示屏定時(shí)對(duì)鍋爐等設(shè)備運(yùn)行過(guò)程監(jiān)視和操作。

    顯示屏每幅畫(huà)面顯示過(guò)程變量的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和運(yùn)行設(shè)備狀態(tài)，這些數(shù)據(jù)每秒鐘刷新一次。

    ② 控制回路：

    控制系統(tǒng)劃分若干子系統(tǒng)，每個(gè)子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)遵守“獨(dú)立完整”的原則。

    在自動(dòng)控制范圍內(nèi)，控制系統(tǒng)能處于自動(dòng)方式而不需要任何性質(zhì)的人工干預(yù)。

    控制系統(tǒng)能調(diào)節(jié)控制裝置以達(dá)到規(guī)定的性能指標(biāo)，控制設(shè)備實(shí)現(xiàn)性能要求的能力，不受到控制系統(tǒng)的限制。

    控制系統(tǒng)有連鎖保護(hù)功能，以防止控制系統(tǒng)誤動(dòng)作，保證鍋爐正常運(yùn)行。

    ③ 成組顯示：

    將相關(guān)的模擬量信號(hào)，組合成成組顯示畫(huà)面，便于運(yùn)行操作人員調(diào)用查看。

    成組信號(hào)分：鍋爐壓力、溫度等分別成組顯示。

    ④ 報(bào)警顯示：

    報(bào)警顯示按時(shí)間順序排列.顯示最近產(chǎn)生報(bào)警信息。可查詢(xún)一年內(nèi)某天某時(shí)報(bào)警信息。工程師/操作員站能對(duì)報(bào)警信息進(jìn)行聲光報(bào)警。

    具有報(bào)警應(yīng)答，對(duì)重要報(bào)警事件由操作員進(jìn)行及時(shí)的應(yīng)答處理，報(bào)警應(yīng)答記錄報(bào)警產(chǎn)生時(shí)間和應(yīng)答時(shí)間，為事后進(jìn)行事故分析提供實(shí)際處理。

    ⑤ 報(bào)表：

    報(bào)表包括交接班記錄、數(shù)據(jù)查詢(xún)和打印。交接班記錄和數(shù)據(jù)查詢(xún)可輸入日期查詢(xún)。

    ⑥ 歷史數(shù)據(jù)的檢索：

    設(shè)置歷史數(shù)據(jù)的檢索目的是為了保存長(zhǎng)期的運(yùn)行資料，以便日后檢查。

4.7 系統(tǒng)功能

設(shè)有系統(tǒng)交流電源穩(wěn)壓和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)UPS不間斷電源供電功能，以提高系統(tǒng)工作的穩(wěn)定性與各儀器、儀表的使用壽命；并有利于信息的保存。