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以紫金橋組態(tài)軟件為核心的鍋爐供暖控制系統(tǒng)

紫金橋軟件技術(shù)有限公司

在工業(yè)控制系統(tǒng)中，上位機(jī)通常只監(jiān)控系統(tǒng)的運(yùn)行，采集系統(tǒng)信號(hào)，以畫(huà)面、報(bào)表、曲線等方式顯示系統(tǒng)狀態(tài)，簡(jiǎn)單地下發(fā)一些開(kāi)關(guān)量或模擬量信號(hào)，調(diào)節(jié)系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)。而自控參數(shù)的運(yùn)算由PLC或智能儀表來(lái)完成。其實(shí)紫金橋組態(tài)軟件完全能完成這些智能設(shè)備的功能，程序編寫(xiě)也非常方便，減少設(shè)備投資。

下面以某鍋爐供暖控制項(xiàng)目為例，介紹以紫金橋組態(tài)軟件為核心控制單元的工程的實(shí)現(xiàn)方法。

監(jiān)控畫(huà)面

下位設(shè)備情況

在本項(xiàng)目中被控設(shè)備包括：

兩臺(tái)4MW燃?xì)忮仩t，鍋爐配套有控制臺(tái)，帶有觸摸屏和西門(mén)子200PLC，

兩臺(tái)1.5KW 的補(bǔ)水泵

兩臺(tái) 15KW 的屏蔽循環(huán)泵

一個(gè)軟化水箱。

這些設(shè)備由一臺(tái)操作站來(lái)監(jiān)控。軟化水箱的超高和超低水位、系統(tǒng)超溫超壓信號(hào)在操作臺(tái)產(chǎn)生報(bào)警信息。操作人員通過(guò)監(jiān)控畫(huà)面很方便地了解設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，并可通過(guò)該畫(huà)面手動(dòng)控制調(diào)節(jié)設(shè)備的運(yùn)行。重要的參數(shù)可切換到曲線窗口，便于觀察分析。

曲線監(jiān)控窗口

鍋爐本身的控制臺(tái)有觸摸屏和S7-200PLC；循環(huán)泵和補(bǔ)水泵電源來(lái)自于四臺(tái)變頻器；控制室的空間狹窄，采集系統(tǒng)信號(hào)的儀表柜和變頻器柜的距離很小，變頻器的射頻等因素干擾操作站的通訊是必然存在的問(wèn)題。綜合考慮控制的獨(dú)立性、抗干擾性、節(jié)能性，鍋爐采用反饋控制方式，即操作站不下發(fā)鍋爐的啟停信號(hào)，而通過(guò)輸出供暖量調(diào)節(jié)鍋爐的啟停；供暖系統(tǒng)的信號(hào)由儀表柜中的S7-300PLC采集，上傳至操作站。用S7-300PLC采集信號(hào)和操作站通訊是為保證控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性，在強(qiáng)干擾環(huán)境中， S7-300的抗干擾能力遠(yuǎn)優(yōu)越于普通信號(hào)采集模塊；循環(huán)泵和補(bǔ)水泵的自控功能由操作站紫金橋組態(tài)軟件的腳本程序編寫(xiě)。也就是編寫(xiě)兩個(gè)智能設(shè)備程序，分別是變頻恒壓補(bǔ)水控制器和氣候補(bǔ)償器。

圖為自控參數(shù)設(shè)定窗口

變頻恒壓補(bǔ)水控制器用于控制補(bǔ)水泵，兩臺(tái)補(bǔ)水泵一用一備，當(dāng)一臺(tái)泵故障時(shí)另一臺(tái)泵自動(dòng)投入運(yùn)行，主備泵定時(shí)輪換，以延長(zhǎng)泵的壽命，由參數(shù)設(shè)定窗口設(shè)定補(bǔ)水壓力，組態(tài)軟件把采集的壓力參數(shù)和設(shè)定的壓力參數(shù)比較運(yùn)算，輸出補(bǔ)水泵的啟停和頻率信號(hào)，以保證供暖系統(tǒng)的恒定壓力。系統(tǒng)補(bǔ)水時(shí)，如果一臺(tái)泵的頻率已達(dá)到50HZ,運(yùn)行一定時(shí)間還沒(méi)達(dá)到設(shè)定的系統(tǒng)壓力，則該泵轉(zhuǎn)為工頻，變頻啟動(dòng)另一臺(tái)泵以補(bǔ)充。氣候補(bǔ)償器用于控制循環(huán)泵的節(jié)能運(yùn)行，兩臺(tái)循環(huán)泵一用一備，主備泵定時(shí)輪換，一臺(tái)泵故障時(shí)另一臺(tái)泵自動(dòng)投入運(yùn)行。由參數(shù)設(shè)定窗口設(shè)定供暖系統(tǒng)的基準(zhǔn)壓差，這個(gè)參數(shù)是保證整個(gè)系統(tǒng)都能循環(huán)的最小壓差。壓差與循環(huán)泵的頻率成正比，循環(huán)泵運(yùn)行頻率的高低又決定了流量的大小，流量與溫度反映系統(tǒng)的供熱量。因此頻率越高供熱量越大，反之越小。室外溫度降低時(shí)，用戶的熱能流失相對(duì)增大，為保證用戶的采暖溫度，就需要增大供熱量來(lái)補(bǔ)充流失的熱能，反之室外溫度升高時(shí)相對(duì)減小供熱量，節(jié)約能源。具體實(shí)現(xiàn)的方法就是循環(huán)泵的頻率隨室外溫度變化而自動(dòng)調(diào)節(jié)。供熱量的變化，反饋到熱源（鍋爐），就是熱功率變化，鍋爐操作臺(tái)跟據(jù)設(shè)定的參數(shù)和熱功需求量自動(dòng)調(diào)節(jié)鍋爐的啟停。這就是氣候補(bǔ)償節(jié)能運(yùn)行反饋控制的原理。通常氣候補(bǔ)償器通過(guò)采集室外溫度，輸出模擬量控制板式換熱器一次側(cè)電動(dòng)三通閥的開(kāi)度，從而調(diào)節(jié)供熱量。在該系統(tǒng)中沒(méi)有換熱環(huán)節(jié)，由鍋爐直接供熱。所以由氣候補(bǔ)償?shù)男盘?hào)直接調(diào)節(jié)變頻器的頻率。

系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)自動(dòng)形成工作報(bào)表并打印。如圖所示

本方案所介紹的系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用中運(yùn)行穩(wěn)定，這個(gè)實(shí)例說(shuō)明安裝組態(tài)軟件的上位機(jī)不僅用于監(jiān)控，還可成為自動(dòng)控制的核心。紫金橋組態(tài)軟件功能比較完善，便于系統(tǒng)維護(hù)與故障診斷。所以用電腦安裝紫金橋組態(tài)軟件用于自動(dòng)化控制系統(tǒng)的核心是穩(wěn)定的控制方案。

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