基于組態(tài)軟件在發(fā)電廠鍋爐熱控工程中的設(shè)計與應用
出處:xuyaqi 發(fā)布于:2011-08-23 19:04:21
一、概述
隨著計算機、電子技術(shù)、通訊技術(shù)的高速發(fā)展,電力系統(tǒng)的二次設(shè)備及自動化水平也發(fā)生著新的變化?,F(xiàn)代電廠的熱工控制系統(tǒng)已經(jīng)逐漸拋棄了傳統(tǒng)的基于模擬技術(shù)的控制器,而轉(zhuǎn)向采用大規(guī)模集成電路為主,基于數(shù)字技術(shù)的數(shù)字控制器。
組態(tài)軟件在國內(nèi)是一個約定俗成的概念,并沒有明確的定義,它可以理解為"組態(tài)式監(jiān)控軟件". "組態(tài)(Configure)"的含義是"配置"、"設(shè)定"、"設(shè)置"等意思,是指用戶通過類似"搭積木"的簡單方式來完成自己所需要的軟件功能,而不需要編寫計算機程序,也就是所謂的"組態(tài)".它有時候也稱為"二次開發(fā)",組態(tài)軟件就稱為"二次開發(fā)平臺". "監(jiān)控(Supervisory Control)",即"監(jiān)視和控制",是指通過計算機信號對自動化設(shè)備或過程進行監(jiān)視、控制和管理。
某熱電廠鍋爐原來采用的是常規(guī)測量指示儀表,反應緩慢,無人機界面功能,基本不具備自動調(diào)節(jié)與控制功能。此外由于系統(tǒng)的逐漸老化,使得機組在運行中存在很多隱患,威脅機組的運行安全,熱工人員的維護工作難度越來越大。因此,對熱控設(shè)備的改造成為一個十分迫切的問題。
二、改造要求
1、減少熱控設(shè)備系統(tǒng)備品備件投資。
2、達到減員增效的目的。
3、大大降低煤耗。
4、延長機組使用壽命。
5、減少機組起停次數(shù)。
8、控制系統(tǒng)與現(xiàn)代管理手段相結(jié)合產(chǎn)生效益。
三、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
整個系統(tǒng)采用一體化結(jié)構(gòu),具有易裁剪性,根據(jù)現(xiàn)有機組的實際情況,分期分項進行技術(shù)改造?!妒兰o星組態(tài)軟件》系統(tǒng)采用客戶/服務器結(jié)構(gòu),具有的開放能力。在工廠總工程師和廠長辦公室設(shè)立計算機監(jiān)視系統(tǒng),可隨時監(jiān)視現(xiàn)場運行狀況。
SCADA操作站內(nèi)置高速串行通訊卡(與MODCELL控制站以MODBUS(RS485)協(xié)議進行數(shù)據(jù)通訊?!妒兰o星組態(tài)軟件》的硬件驅(qū)動程序針對該系統(tǒng)作了特殊優(yōu)化,保證系統(tǒng)的動態(tài)響應特性。
SCADA(Supervisory Control And Data Acquisition)系統(tǒng),即數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)。SCADA系統(tǒng)的應用領(lǐng)域很廣,它可以應用于電力系統(tǒng)、給水系統(tǒng)、石油、化工等領(lǐng)域的數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制以及過程控制等諸多領(lǐng)域。在電力系統(tǒng)以及電氣化鐵道上又稱遠動系統(tǒng)。SCADA系統(tǒng)是以計算機為基礎(chǔ)的生產(chǎn)過程控制與調(diào)度自動化系統(tǒng)。它可以對現(xiàn)場的運行設(shè)備進行監(jiān)視和控制,以實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、設(shè)備控制、測量、參數(shù)調(diào)節(jié)以及各類信號報警等各項功能。
系統(tǒng)拓撲圖如下:

系統(tǒng)在功能上分為三個級別:
1、過程控制級:此級直接面向生產(chǎn)過程的現(xiàn)場儀表,完成生產(chǎn)過程的數(shù)據(jù)采集、自動調(diào)節(jié)控制、順序控制和批量控制等。其過程輸入信息是來自現(xiàn)場的各種傳感器和變送器信號,其輸出直接驅(qū)動執(zhí)行機構(gòu),這由MODCELL控制單元完成。
2、監(jiān)控操作級:此級以監(jiān)控操作為主要任務,它面向現(xiàn)場運行操作人員、系統(tǒng)工程師,提供現(xiàn)場過程的全部信息,并指導現(xiàn)場操作人員的工作,配備各種外部設(shè)備,大容量硬盤以及打印機等。
3、集中監(jiān)控級:此級是監(jiān)控系統(tǒng)的基本要求。系統(tǒng)將為對正常生產(chǎn)至關(guān)重要的測點設(shè)置了專用的監(jiān)視畫面,并設(shè)置了多媒體化的預警和報警功能,而且能夠自動切換到發(fā)生報警的畫面,等待操作人員的確認處理。
四、上位機監(jiān)控軟件
《世紀星組態(tài)軟件》是在PC機上開發(fā)的智能型人機接口軟件系統(tǒng),它以Windows 98/2000/NT/XP 中文平臺作為其操作系統(tǒng),全中文界面,并充分利用了Windows的各種便利功能。
組態(tài)軟件是有性的。一種組態(tài)軟件只能適合某種領(lǐng)域的應用。組態(tài)的概念早出現(xiàn)在工業(yè)計算機控制中。如DCS(集散控制系統(tǒng))組態(tài),PLC(可編程控制器)梯形圖組態(tài)。人機界面生成軟件就叫工控組態(tài)軟件。在其他行業(yè)也有組態(tài)的概念,如AutoCAD,PhotoShop等。不同之處在于,工業(yè)控制中形成的組態(tài)結(jié)果是用在實時監(jiān)控的。從表面上看,組態(tài)工具的運行程序就是執(zhí)行自己特定的任務。 工控組態(tài)軟件也提供了編程手段,一般都是內(nèi)置編譯系統(tǒng),提供類BASIC語言,有的支持VB,現(xiàn)在有的組態(tài)軟件甚至支持C#語言。
《世紀星組態(tài)軟件》由開發(fā)系統(tǒng)和運行系統(tǒng)組成。該系統(tǒng)具有先進完善的圖形生成功能;數(shù)據(jù)庫中有多種數(shù)據(jù)類型,不但能合理地抽象控制對象,而且能非常簡單、方便地對數(shù)據(jù)的報警、趨勢曲線、歷史數(shù)據(jù)記錄、安全防范等進行操作;方便的硬件設(shè)備安裝向?qū)Ш腿娴刂С謬鴥?nèi)國際工控底層設(shè)備,徹底實現(xiàn)工控現(xiàn)場的數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控功能。
運行系統(tǒng)是《世紀星組態(tài)軟件》系統(tǒng)的實時運行環(huán)境,用于顯示開發(fā)系統(tǒng)中建立的動畫圖形畫面,并負責數(shù)據(jù)庫與硬件設(shè)備的數(shù)據(jù)交換。運行系統(tǒng)能實時而形象地反映現(xiàn)場的所有參數(shù)和實際情況;可把數(shù)據(jù)的變化用動畫的方式形象地表示出來,同時完成實時和歷史報警、歷史數(shù)據(jù)記錄、實時和歷史趨勢曲線等監(jiān)控功能;可生成歷史數(shù)據(jù)文件,用于追憶歷史事件;靈活方便的組態(tài)式報表,可充分滿足用戶的各種報表需要。
五、工藝過程

2、實時棒圖
3、歷史報警
《世紀星組態(tài)軟件》提供了報警和安全系統(tǒng)。報警系統(tǒng)可用于生成、顯示、儲存報警和信息。可將報警和信息發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)上的任意節(jié)點、與《世紀星組態(tài)軟件》相連的打印機、磁盤文件、實時報警顯示、報警歷史窗口、多媒體報警。操作人員必須訪問登錄程序,輸入姓名和密碼。在登錄后,操作人員才能訪問權(quán)限允許范圍內(nèi)的內(nèi)容。
參考文獻:
[1]. RS485 datasheet http://m.58mhw.cn/datasheet/RS485_585289.html.
[2]. PLC datasheet http://m.58mhw.cn/datasheet/PLC_1248813.html.
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