某冶煉廠(chǎng)余熱鍋爐汽包與除氧器控制系統

4.控制方案的設計
4.1下位機程序控制設計
將控制系統分為四個(gè)大的功能塊:汽包液位控制、主蒸汽壓力控制、除氧氣液位和壓力控制。
（1）汽包液位控制采用串級三沖量給水控制的工作原理，主調節器為1HAD10DL101,副調節器為1LAB10DF101,主調節器接受水位信號去控制副調節器，副調節器接受主調節器信號外，還接受主蒸汽流量溫壓補償信號和給水流量的溫度補償信號，組成一個(gè)三沖量的串級控制系統。以達到汽包水位在動(dòng)態(tài)范圍內自動(dòng)調節。
（2）蒸汽包的壓力控制在６Mpa范圍內，采用單回路PI調節器，如果汽包壓力突然超過(guò)一定范圍時(shí)，可用調節器1HAD10DP102打開(kāi)啟動(dòng)蒸汽控制閥，通過(guò)消音裝置將一部分蒸汽排放，以保證蒸汽包的蒸汽壓力穩定。
4.2上位機監控程序設計
上位機對所有采集到的模擬量實(shí)時(shí)顯示并存儲,開(kāi)關(guān)量進(jìn)行狀態(tài)追憶。對重要參數指標如給水導電率、飽和蒸汽的電導率、鍋爐水的電導率等進(jìn)行在線(xiàn)分析、監測和報警。監控畫(huà)面上設有“自動(dòng)”、“半自動(dòng)”及“軟手操”三個(gè)按鈕并可進(jìn)行相互切換?！白詣?dòng)”狀態(tài)時(shí)，只能監測不能對設備進(jìn)行操作；“手動(dòng)”時(shí)，可任意調節閥門(mén)的開(kāi)度。在由自動(dòng)到手動(dòng)時(shí)，閥門(mén)之間的轉換是無(wú)擾動(dòng)進(jìn)行切換的。在操作員站上可根據工藝的改動(dòng)，修改各個(gè)PID回路的設定點(diǎn)，但是某些參數只有具有不同操作權限的級別才可相應進(jìn)行修改?！败浭植佟睍r(shí)，可獨立對閥門(mén)進(jìn)行操作。同時(shí)PID調節回路可以選擇自動(dòng)手動(dòng)以及汽包液位的單回路和串級三沖量控制。設密碼保護（如設置和修改某一調節回路的比例、積微分時(shí)時(shí)間等）。為便于生產(chǎn)維護和安全，用不同的顏色區分設備不同的開(kāi)關(guān)狀態(tài)，重要設備的集中監視畫(huà)面

5.軟件實(shí)現
SIEMENS公司的WinCC工控組態(tài)軟件，功能齊全，具有很強的過(guò)程監視、控制和信息管理功能。本系統上位機監控程序采用WinCC編制，開(kāi)發(fā)了豐富的、漢化的工藝流程畫(huà)面及操作圖表，有下列特點(diǎn)：1）兼有監視系統總貌、分部流程等操作畫(huà)面，參數設定與調整靈活、人機界面友好。2）設備的自動(dòng)、手動(dòng)、軟手操可切換，操作簡(jiǎn)單，減輕操作工的勞動(dòng)強度。3）重要參數的歷史趨勢和實(shí)時(shí)曲線(xiàn)顯示，實(shí)時(shí)報表打印及報警處理功能。如下圖6汽包調節畫(huà)面所示：

下位機程序用西門(mén)子公司提供的STEP5V5.1.02。STEP5編程軟件具有下列優(yōu)點(diǎn)：1）具有三種不同的基本編程語(yǔ)言：LAD梯形圖，STL語(yǔ)句表，FBD功能塊，對不同專(zhuān)業(yè)工程設計人員提供很方便的編程工具。如梯形圖編程方式對電氣自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)人員；語(yǔ)句表針對計算機專(zhuān)業(yè)人員；功能塊對工藝專(zhuān)業(yè)人員等。2）硬件和網(wǎng)絡(luò )組態(tài)簡(jiǎn)單靈活，所有西門(mén)子公司的模塊都可以通過(guò)STEP7再加上相應的軟件包即可組態(tài)。3）STEP7編程軟件具有硬件診斷功能，系統中任何一處出現故障，都可以通過(guò)它進(jìn)行診斷出來(lái)，以便維護工程師對系統進(jìn)行快速發(fā)現故障點(diǎn)，急時(shí)處理。4）STEP7標準庫中提供了大量的標準系統功能和功能塊，如標準的軟PID控制功能塊，同時(shí)提供在線(xiàn)英文幫助。使編程設計人員方便靈活。

6.結束語(yǔ)
余熱鍋爐控制系統投入使用后，完全達到預期的控制目標，目前系統運行十分穩定。是同類(lèi)鍋爐控制系統中最具代表性的一個(gè)過(guò)程控制典型系統。該系統是將集散控制系統（DCS）與可編程控制器（PLC）融合為一體的、控制系統不論是放案設計還是控制方式都比較先進(jìn)，為以后該廠(chǎng)蒸汽的利用打下了良好的基礎。投運后大大提高了生產(chǎn)效率，并取得了良好的經(jīng)濟效益和社會(huì )效益，屬?lài)鴥阮I(lǐng)先水平。在同類(lèi)控制系統中推廣應用前景很好。