①1#換熱器二次供水溫度調(diào)節(jié)控制回路

    主要功能:通過(guò)控制1#換熱器一次蒸汽管網(wǎng)入口蒸汽調(diào)節(jié)閥CV-101A實(shí)現(xiàn)1#換熱器二次側(cè)熱水出口溫度的自動(dòng)控制。

    控制回路名稱:TIC-101A

    過(guò)程變量:TI-202A(1#換熱器二次供水溫度)

    控制輸出:CV-101A(1#換熱器一次蒸汽調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)信號(hào))

    ②1#換熱器冷凝水水位調(diào)節(jié)控制回路字串5

    主要功能:通過(guò)控制1#換熱器冷凝水排水調(diào)節(jié)閥CV-301A實(shí)現(xiàn)1#換熱器冷凝水水位的自動(dòng)控制。

    控制回路名稱:LIC-301A

    過(guò)程變量:LI-301A(,1#換熱器冷凝水水位)

    控制輸出:CV-301A(1#換熱器冷凝水排水調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)信號(hào))

    ③補(bǔ)水流量調(diào)節(jié)控制回路

    主要功能:通過(guò)控制補(bǔ)水流量調(diào)節(jié)閥CV-302實(shí)現(xiàn)二次回水壓力的定壓自動(dòng)控制。

    控制回路名稱:FIC-302

    過(guò)程變量:PI-204(次回水壓力/泵入口)

    控制輸出:CV-302(二次回水補(bǔ)水流量調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)信號(hào))

    字串5

    ④二次供水壓力調(diào)節(jié)控制回路

    主要功能:通過(guò)控制循環(huán)水泵變頻器轉(zhuǎn)速實(shí)現(xiàn)二次供水壓力的定壓自動(dòng)控制。

    控制特性:

    變頻器最小轉(zhuǎn)速為額定轉(zhuǎn)速的20%(10Hz)。

    控制偏差為±0.625%(±0.01MPa)

    待系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定后將1#/2#補(bǔ)水泵調(diào)節(jié)回路設(shè)為自動(dòng)控制。

    控制回路名稱:BPQ2

    過(guò)程變量:PI-203(二次供水壓力/換熱器出口總管)

    控制輸出:2BPQ-F(1#/2#循環(huán)水泵變頻器轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)信號(hào))

    ⑤二次回水壓力自動(dòng)控制回路

    主要功能:通過(guò)控制疏水水泵變頻器轉(zhuǎn)速實(shí)現(xiàn)二次回水壓力自動(dòng)定壓控制。

    控制特性:

    當(dāng)二次回水壓力低于0.46MPa時(shí)自動(dòng)啟動(dòng)變頻器對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行補(bǔ)水,當(dāng)壓力達(dá)到額定值時(shí)變頻器穩(wěn)定在某轉(zhuǎn)速恒定運(yùn)行,系統(tǒng)穩(wěn)定后可手動(dòng)停止變頻器運(yùn)行。 為避免變頻器在達(dá)到額定壓力時(shí)出現(xiàn)轉(zhuǎn)速波動(dòng)的情況,控制死區(qū)寬度設(shè)置為1.6×±0.625%=±0.01MPa,即當(dāng)測(cè)量壓力與設(shè)定壓力出現(xiàn)±0.01MPa誤差時(shí),變頻器轉(zhuǎn)速恒定不變。

    變頻器最小轉(zhuǎn)速為額定轉(zhuǎn)速的20%(10Hz)。

    待系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定后將1#/2#補(bǔ)水泵調(diào)節(jié)回路設(shè)為自動(dòng)控制。

    控制回路名稱:BPQ1

[NextPage]

    過(guò)程變量:PI-204(二次回水壓力/濾污器出口)

    字串6

    控制輸出:1BPQ-F(1#/2#疏水泵變頻器轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)信號(hào))

    （7）該換熱首站監(jiān)控系統(tǒng)共需處理72個(gè)數(shù)字量輸入點(diǎn)、64個(gè)數(shù)字量輸出點(diǎn)、48個(gè)模擬量輸入點(diǎn)和10個(gè)模擬量輸出點(diǎn)。

    （8）可使運(yùn)行操作人員通過(guò)上位機(jī)中的視頻窗口實(shí)時(shí)監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備運(yùn)行狀況。

    按照上述設(shè)計(jì)要求，整個(gè)換熱首站自控系統(tǒng)可具有良好的自適應(yīng)能力，完全可以實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守、高效節(jié)能的設(shè)計(jì)目標(biāo)。

    3系統(tǒng)選型及特點(diǎn)

    為了滿足上面提到的換熱首站自控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求，我們選用西門子公司SIMATICS7-300可編程控制器（PLC）和研華公司IPC-610工控機(jī)（IPC）構(gòu)成的自控系統(tǒng)，再配以先進(jìn)的WinCC監(jiān)控軟件，來(lái)實(shí)現(xiàn)換熱首站自控系統(tǒng)的各項(xiàng)功能。

    當(dāng)前可編程控制器（PLC）是專為工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，已經(jīng)成為電氣控制系統(tǒng)中應(yīng)用最為廣泛的核心位置，它不僅能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的邏輯控制，還能完成各種順序或定時(shí)的閉環(huán)控制功能，并且抗干擾能力強(qiáng)、可靠性高、穩(wěn)定性好、體積小，能在惡劣環(huán)境下長(zhǎng)時(shí)間、不間斷運(yùn)行，且編程簡(jiǎn)單，維護(hù)方便，并配有各類通訊接口與模塊處理，可方便各級(jí)連接。字串2

    S7-300采用模塊化結(jié)構(gòu)、適合密集安裝，模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使得各種單獨(dú)的模塊之間可進(jìn)行廣泛組合以用于擴(kuò)展。在一塊機(jī)架底板上可安裝電源、CPU、I/O模板、通信處理器CP等模塊，并且可以通過(guò)接口模塊實(shí)現(xiàn)多個(gè)機(jī)架的擴(kuò)展工作方式。根據(jù)要求本系統(tǒng)所選用的硬件產(chǎn)品，如下所示：

    （1）工業(yè)控制計(jì)算機(jī)（IPC）

    ADVANTECHIPC-610，PentiumⅣ2.8GHz處理器，512M內(nèi)存，80G硬盤；

    （2）中央處理單元(CPU)

    CPU314，24V供電，48KB工作內(nèi)存，DI/DO最大1024點(diǎn)，AI/AO最大256點(diǎn)；

    字串3

    （3）信號(hào)模塊(SM)

    SM321，數(shù)字量輸入模塊3塊；

    SM322，數(shù)字量輸出模塊2塊；SM331，模擬量輸入模塊6塊；

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    SM332，模擬量輸出模塊2塊；

    （4）通訊處理器(CP)

    RS485中繼器2塊；

    （5）負(fù)載電源模塊(PS)

    PS370，電源模塊1塊。

    （6）接口模塊(IM)

    IM365，接口模塊2塊。

    字串3

    4軟件組態(tài)過(guò)程與效果

    工控組態(tài)軟件WinCC(ControlCenter)是一個(gè)集成的人機(jī)界面（HMI）和監(jiān)控管理系統(tǒng)，它是西門子公司在過(guò)程自動(dòng)化領(lǐng)域中的先進(jìn)技術(shù)和微軟公司強(qiáng)大軟件功能相結(jié)合的產(chǎn)物，是世界上第一個(gè)集成的人機(jī)界面（HMI）軟件系統(tǒng)。它真實(shí)的將工廠控制軟件集成到自動(dòng)化過(guò)程中。HMI人機(jī)界面系統(tǒng)作為基礎(chǔ)自動(dòng)化系統(tǒng)重要組成部分，用于控制系統(tǒng)的各種數(shù)據(jù)的設(shè)定、顯示、故障報(bào)警，以及相應(yīng)操作和設(shè)備的在線調(diào)試及維護(hù)，發(fā)揮越來(lái)越重要的作用。換熱首站HMI系統(tǒng)信息以友好方式與用戶交互。通過(guò)自動(dòng)化控制系統(tǒng)接收過(guò)程計(jì)算機(jī)（PCS）和操作人員通過(guò)HMI輸入的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，處理后再將過(guò)程數(shù)據(jù)信息、機(jī)組狀態(tài)信息和各種測(cè)量值以符號(hào)、數(shù)值、曲線、圖表及歷史記錄的形式在HMI畫面上顯示。最終實(shí)現(xiàn)了在HMI操作站（上位機(jī)）上以最少的設(shè)備數(shù)量提供最大可能的信息，幫助操作人員和設(shè)備維護(hù)人員快速準(zhǔn)確的了解系統(tǒng)當(dāng)前狀態(tài)及其相關(guān)信息的設(shè)計(jì)目標(biāo)。

    在上位機(jī)上用WinCC軟件設(shè)計(jì)了標(biāo)準(zhǔn)的人機(jī)界面，主要包括以下幾個(gè)方面的內(nèi)容：

    （1）工藝流程圖：在畫面中通過(guò)編程實(shí)現(xiàn)模擬顯示整個(gè)換熱站現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)汽供水的全過(guò)程，并且在換熱器本體上實(shí)時(shí)顯示了各路汽、水的溫度與壓力，以便于操作者能及時(shí)準(zhǔn)確的掌握本體內(nèi)的換熱情況，能夠?qū)ΜF(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的故障進(jìn)行實(shí)時(shí)診斷。

    字串6

    （2）手操器的操作與對(duì)現(xiàn)場(chǎng)儀表的監(jiān)控：手操器有手動(dòng)和自動(dòng)兩種工作方式，在設(shè)備安裝調(diào)試階段一般用手動(dòng)操作方式，進(jìn)入正常運(yùn)作時(shí)常用自動(dòng)方式，以實(shí)現(xiàn)對(duì)一些重要的模擬量數(shù)據(jù)的精確控制，自動(dòng)調(diào)節(jié)程序由PID閉環(huán)控制回路完成。

    （3）報(bào)警記錄：對(duì)于如進(jìn)汽流量、供水壓力等一些重要的模擬量輸入?yún)?shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)報(bào)警，當(dāng)處于監(jiān)控下的任何一個(gè)變量超出預(yù)先設(shè)定的安全值時(shí)，報(bào)警燈就會(huì)立即閃爍，同時(shí)通過(guò)報(bào)警一覽表對(duì)話框可以檢查報(bào)警超出的范圍以及錯(cuò)誤的出處，并對(duì)此采取相應(yīng)的措施。

    （4）歷史趨勢(shì)：在此畫面中除了實(shí)時(shí)顯示變量的變化趨勢(shì)，操作員還可以檢查過(guò)去的過(guò)程數(shù)據(jù)記錄，通過(guò)對(duì)過(guò)去歷史趨勢(shì)的比較進(jìn)而可以對(duì)變量未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)做進(jìn)一步的預(yù)測(cè)。另外，還具有報(bào)警或變量記錄檔案庫(kù)數(shù)據(jù)的運(yùn)行報(bào)表。 （5）攝像監(jiān)控：通過(guò)攝像及圖像采集設(shè)備對(duì)圖像的處理，使操作人員通過(guò)視頻窗口實(shí)時(shí)監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備運(yùn)行狀況。

    5結(jié)論

    本文討論了基于可編程控制器的換熱站自控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，充分發(fā)揮了可編程控制器配置靈活、控制可靠、編程方便和可現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試的優(yōu)點(diǎn)，使整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性有了可靠保障。該控制系統(tǒng)已在最近的采暖期中得到實(shí)際應(yīng)用,為企業(yè)帶來(lái)了可觀的經(jīng)濟(jì)效益和良好的社會(huì)效益。