一、客戶需求
1. 數(shù)據(jù)采集
監(jiān)控系統(tǒng)能夠采集到包括換熱站和熱源鍋爐房在內(nèi)的所有運行參數(shù)，將之存儲在數(shù)據(jù)庫中，并能按一定方式查詢。
2. 實時監(jiān)視
通過實時顯示運行參數(shù)和設(shè)備狀況來監(jiān)視換熱站和熱源鍋爐的運行狀況。
3. 控制功能
熱源鍋爐的燃燒控制、定壓自動補水控制、設(shè)備安全聯(lián)鎖控制，換熱站二次供水溫度控制，氣候補償控制，自動補水控制，換熱站獨立工作和遠(yuǎn)程控制。
解決方案
監(jiān)控中心設(shè)在熱源鍋爐房，上位機由3 臺DELL商用計算機組成（2 臺操作員站，1 臺工程師站），內(nèi)裝Win2000 操作系統(tǒng)，配備一臺行式網(wǎng)絡(luò)打印機，以打印報警信息和報表?？刂圃O(shè)備采用GE 公司的DCS 系統(tǒng)，其中硬件控制器選用的是PA30 和9030 系列I /O模塊，軟件采用OpenProcess™。換熱站的控制器由VersaMax 系列PLC 和觸摸屏組成。各個換熱站和熱源廠之間通過光纜連接，整個網(wǎng)絡(luò)的傳輸數(shù)據(jù)（包括熱源廠內(nèi)的上位機和下位機設(shè)備）采用以太網(wǎng)通訊協(xié)議。
熱源廠內(nèi)每臺鍋爐都設(shè)有設(shè)有后備手操屏，以保證控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，運行人員可以進行應(yīng)急操作以及切換到手動狀態(tài)繼續(xù)運行。
每個換熱站中設(shè)有光電轉(zhuǎn)換設(shè)備和控制箱，結(jié)點處設(shè)有100M Switch HUB。控制箱設(shè)有就地和遠(yuǎn)程控制轉(zhuǎn)換開關(guān)，當(dāng)轉(zhuǎn)換到遠(yuǎn)程控制時，可以接受監(jiān)控中心的指令和參數(shù)設(shè)定，真正做到無人職守的換熱站。光纜環(huán)型敷設(shè)可保證通訊更加可靠。
熱源廠和換熱站的控制器中存有當(dāng)?shù)氐貐^(qū)的供熱曲線，實現(xiàn)熱源出水溫度和換熱站二次供水溫度的氣候補償控制。換熱站的供熱曲線可以遠(yuǎn)程修正。
1.系統(tǒng)組態(tài)
系統(tǒng)的監(jiān)控軟件采用G E 公司的D C S 軟件。包括P L C 編程軟件ME 2 . 6 和OpenProcess™ 7.10，上位機組態(tài)軟件Cimplicity HMI 6.0。ME 2.6 對PLC進行硬件設(shè)置和梯形圖編程，OpenProcess™ 7.10 對PLC進行策略圖編程。
• 配置PLC硬件
在用OpenProcess™ 7.10 進行控制算法編程之前，要先在ME中配置PLC，包括CPU 和I /O模塊。主要是通訊端口配置，通訊協(xié)議選擇，I /O地址分配，以及PLC的其他工作特性設(shè)置。
• 在OpenProcess 中編程
OpenProcess 的編程環(huán)境（Designer Workbench）界面非常簡潔，類似Windows 的資源管理器。整個界面分三部分：上面是主菜單，下面是左右并列的兩個窗口，左面的是項目目錄窗口，按樹形目錄形式顯示一個項目的結(jié)構(gòu)，右面的內(nèi)容窗口詳細(xì)顯示左面被選項的內(nèi)容。
OpenProcess編程是以回路為基礎(chǔ)的，形式類似組態(tài)，操作方法以鼠標(biāo)拖放為主。
• 定義標(biāo)簽
標(biāo)簽的定義、查找、更改和刪除的操作簡便靈活。
對于現(xiàn)場的實際信號，要創(chuàng)建與之對應(yīng)的標(biāo)簽名。標(biāo)簽名的內(nèi)容很詳細(xì)包括名稱、描述、工程值范圍、工程單位、信號類型、信號量程、制造商信息、報警信息、級別、死區(qū)、高限、低限等。定義好的標(biāo)簽一起分配I /O地址。系統(tǒng)會自動將標(biāo)簽分類， 只顯示與模塊類型相同的標(biāo)簽，便于選擇。
• 策略圖編程
主要的控制算法的編程是在策略圖完成的。策略圖編輯窗口分以下幾部分：菜單、工具條、圖塊庫和畫圖區(qū)。
圖塊庫中包含豐富的功能圖塊，包括基本的數(shù)學(xué)、邏輯計算模塊，PLC 內(nèi)存訪問模塊，操作面板模塊，時間功能塊，其他的如PID、順序控制等復(fù)雜的功能塊。每個功能塊都有各自的管腳，接入的數(shù)據(jù)分模擬量和數(shù)字量，通過連線（分實線和虛線與之對應(yīng)）連接。
策略圖編程方便、簡潔、直觀，是一個帶無擾切換功能的簡單PID調(diào)節(jié)回路，具體表現(xiàn)在以下幾個方面：
[1] 編程時只須將功能塊從圖塊庫中拖放到畫圖區(qū)，設(shè)置好其參數(shù)，然后用連線連接，數(shù)據(jù)類型自動識別。
[2] 畫圖區(qū)的頁面大小可根據(jù)實際需要進行設(shè)置。
[3] 功能塊在拖放時自動按順序生成編號。
[4] 所有功能塊在的內(nèi)存中的地址自動分配，也可直接
訪問指定的PLC 內(nèi)存地址。
[5] 復(fù)雜的控制策略可分配到幾張策略圖中。
[6] 豐富的定位工具，方便對功能塊的定位。
[7] 策略圖中所有信息編譯時會自動輸出到上位機組態(tài)軟件HMI 中，可被直接引用，簡化組態(tài)工作。
[8] 編好的策略圖可存成模板，其他類似功能的策略可由此模板創(chuàng)建。
[9] 項目所有的信息可按類自動生成報表。
本項目的策略圖主要是針對鍋爐燃燒控制設(shè)計的，包含3 個回路：爐排控制回路，鼓風(fēng)控制回路和引風(fēng)控制回路，每個回路都采用PID 調(diào)節(jié)。一個PID 回路主要包含PID 算法，MAAU 操作面板，模擬量輸入、輸出四個功能塊。每臺爐的控制策略是獨立工作的，互不影響。爐排和給煤機的轉(zhuǎn)速由鍋爐出水溫度控制，鼓風(fēng)機轉(zhuǎn)速由爐排轉(zhuǎn)速和風(fēng)煤比設(shè)定，引風(fēng)機則保證爐膛負(fù)壓穩(wěn)定在設(shè)定值。
2. 上位機畫面
上位機畫面是在HMI 中完成的。到達任何一幅畫面的按鍵操作不超過兩次，畫面彈出的時間不超過1 秒。主要包括工藝流程、趨勢曲線、參數(shù)報表、棒圖顯示、報警、設(shè)備狀態(tài)、回路調(diào)節(jié)等窗口。
實施結(jié)果
監(jiān)控中心的遠(yuǎn)程監(jiān)控使得換熱站實現(xiàn)了真正的無人職守，聲光報警系統(tǒng)能及時向運行人員提供準(zhǔn)確的故障信息，從而將原來每天的定期巡檢工作變?yōu)榕紶柕臋z修工作，大大地節(jié)省了勞動力；數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)取代了按時抄表的工作，并能夠提供滿足要求的報表，提高了管理效率；燃燒控制系統(tǒng)保證鍋爐自動運行，無須運行人員頻繁操作，控制穩(wěn)定，效果良好，不僅節(jié)省了人力，而且節(jié)省了電力和燃料能源，得到了用戶的認(rèn)可和好評。
