鍋爐中央控制管理計算機負(fù)責(zé)完成所有鍋爐系統(tǒng)重要運行參數(shù)的歷史記錄、存儲、和產(chǎn)生報表并能打印輸出以及各鍋爐運行負(fù)荷的統(tǒng)一調(diào)配；同時根據(jù)鍋爐的運行狀況進(jìn)行節(jié)能優(yōu)化，使鍋爐房成為新一代節(jié)約型能源中心。整個控制系統(tǒng)的設(shè)計充分體現(xiàn)了控制分散，信息管理集中的現(xiàn)代工業(yè)設(shè)備控制思想的發(fā)展理念，具有投資性價比高，可靠性好、便于擴展，技術(shù)先進(jìn)等優(yōu)點。
證書號:軟著登字第2723985號
一、 方案特點
1.1減輕工人的勞動強度
◆ 鍋爐燃燒系統(tǒng)遠(yuǎn)程集中控制的實現(xiàn)，減少了司爐人員的操作強度，正常情況下，司爐人員只需監(jiān)視鍋爐系統(tǒng)的運行狀態(tài)即可，非正常情況，司爐人員可隨時的將系統(tǒng)切換到手動運行的狀態(tài)，通過后備儀表系統(tǒng)操作鍋爐的正常運行。
◆ 鍋爐系統(tǒng)的生產(chǎn)報表可通過上位機的定時、隨機打印功能，按要求打印生產(chǎn)報表，減少了司爐人員的定點抄表工作量。
◆ 司爐人員有更多的精力投入到鍋爐設(shè)備的尋檢和管理當(dāng)中。
1.2保障鍋爐的安全穩(wěn)定運行
本控制系統(tǒng)的故障報警保護(hù)功能完善，循環(huán)泵故障停機保護(hù)功能以及電機過載、欠壓、過流、堵轉(zhuǎn)等保護(hù)功能。利用本系統(tǒng)提供的聯(lián)鎖保護(hù)接點可方便的實現(xiàn)鍋爐各電機的聯(lián)鎖停爐保護(hù)。
1.3提高公司的自動化管理水平
該自控系統(tǒng)工程設(shè)計方案具備全面實現(xiàn)對鍋爐系統(tǒng)的計算機自動監(jiān)控和管理功能。各系統(tǒng)均能夠由獨立的PLC控制站（主控下位機）自主完成鍋爐系統(tǒng)的自動運行與安全檢測。
2．1 設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)
我方在進(jìn)行本控制系統(tǒng)設(shè)計時，嚴(yán)格遵循以下國家制定的鍋爐及相關(guān)行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)：
◆ GB/T 15317 --94《工業(yè)鍋爐節(jié)能監(jiān)測方法》
◆ GB10180 《工業(yè)鍋爐熱工試驗規(guī)范》
◆ GBJ/232-90、92《電氣裝置安裝工程施工及驗收規(guī)范》
◆ 《鍋爐房安全管理規(guī)則》（勞鍋字[1988]74號）
◆ GB50259-96《電氣裝置安裝工程電氣照明裝置施工及驗收規(guī)范》
◆ GB50171-92《電氣裝置安裝工程盤及二次回路結(jié)線施工及驗收規(guī)范》
◆ GB10180-88《工業(yè)鍋爐熱工試驗規(guī)范》
◆ 《電氣裝置安裝工程接地裝置施工及驗收規(guī)范》
◆ 《鍋爐壓力容器安全監(jiān)察規(guī)程》
◆ 《儀表系統(tǒng)接地設(shè)計規(guī)定》
◆ 《分散控制系統(tǒng)工程設(shè)計規(guī)定》
◆ 《電氣設(shè)備安全設(shè)計導(dǎo)冊》
◆ 《儀表供電設(shè)計規(guī)定》
2．2 系統(tǒng)設(shè)計原則
我方在進(jìn)行本控制系統(tǒng)設(shè)計時，將嚴(yán)格遵循以下系統(tǒng)設(shè)計原則：
安全性原則：由于鍋爐屬于壓力容器，而且工作環(huán)境比較惡劣，因此，控制系統(tǒng)首先要保證的就是鍋爐系統(tǒng)運行的安全性，這是首要設(shè)計原則。為了達(dá)到安全的目的，在一次儀表和二次儀表的選型上，要嚴(yán)格遵循行業(yè)規(guī)范，從根源上保證系統(tǒng)的安全。
可靠性原則：可靠性原則是針對控制系統(tǒng)的安全而言的，同樣是為了保證鍋爐的安全運行，在控制系統(tǒng)設(shè)計時，要注意控制的層次和相應(yīng)層次的操作等級、權(quán)限。目前，國際上普遍認(rèn)同的可靠控制系統(tǒng)分為三個等級：計算機上位監(jiān)控子系統(tǒng)、實時控制子系統(tǒng)和就地強電手動操作子系統(tǒng)，本項目也將嚴(yán)格按這種方式來設(shè)計整體控制系統(tǒng)。
科學(xué)性原則：科學(xué)性原則是指控制系統(tǒng)中選用的一次、二次儀表都屬于目前國內(nèi)和國際上的主流產(chǎn)品，同時，控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)是合理的，具有行業(yè)針對性的。
經(jīng)濟性原則：經(jīng)濟性原則是指在設(shè)計控制系統(tǒng)時，從元器件品牌的選擇上，采用合理的配置，注重整體的效果，而不是一味選擇高價格的配置。畢竟，成本是項目實施中非常重要的一個因素。
先進(jìn)性原則：先進(jìn)性原則是指在系統(tǒng)科學(xué)設(shè)計和元器件經(jīng)濟合理的前提下，要盡量保證控制系統(tǒng)符合國際上自動化控制系統(tǒng)的發(fā)展方向，保證本控制系統(tǒng)在5-10年內(nèi)仍屬于比較先進(jìn)的鍋爐控制系統(tǒng)。
系統(tǒng)構(gòu)架的設(shè)計是指整個鍋爐控制系統(tǒng)的框架設(shè)計，在嚴(yán)格遵循控制系統(tǒng)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計原則的基礎(chǔ)上，我方根據(jù)燃?xì)庹羝仩t的運行特點和中央監(jiān)控系統(tǒng)的功能要求，并考慮控制系統(tǒng)的科學(xué)性和先進(jìn)性要求，將整個群控系統(tǒng)按操作的等級分為上位監(jiān)控子系統(tǒng)、單臺鍋爐實時控制子系統(tǒng)兩個部分。
上位監(jiān)控子系統(tǒng)是整個鍋爐群控系統(tǒng)的指揮中心，所有鍋爐的信息都集中顯示在中央控制計算機中，在正常運行情況下，操作員可以在指揮中心對模塊鍋爐進(jìn)行遠(yuǎn)程操控，如控制參數(shù)的設(shè)置、修改，啟動優(yōu)化控制程序，建立鍋爐節(jié)能分析報表等；同時，上位監(jiān)控子系統(tǒng)起到信息和人員的管理職能，如建立重要鍋爐參數(shù)的歷史報表和趨勢，對現(xiàn)場操作人員的生產(chǎn)監(jiān)督，中央監(jiān)控操作員的權(quán)限設(shè)置等。上位監(jiān)控子系統(tǒng)一般建立在鍋爐房控制室內(nèi)，由監(jiān)控軟件、通訊電纜、監(jiān)控操作平臺、打印機、不間斷電源等部分組成。
單臺鍋爐實時控制子系統(tǒng)是整個鍋爐群控系統(tǒng)的控制核心，如果說上位集中監(jiān)控子系統(tǒng)是“大腦”的話，那么單臺鍋爐實時控制子系統(tǒng)就是“心臟”。所有正常狀態(tài)下的鍋爐控制都是由鍋爐控制柜來實現(xiàn)的。考慮到系統(tǒng)的安全性和可靠性，我方采用控制器和強電手動操作共同來實現(xiàn)具體的控制功能；同時，采用工業(yè)上標(biāo)準(zhǔn)的RS485接口/MODBUS通訊協(xié)議實現(xiàn)鍋爐控制器與上位監(jiān)控子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交互。實時控制子系統(tǒng)建立在鍋爐房控制室內(nèi)，核心控制器與上位監(jiān)控子系統(tǒng)安裝在同一平臺中，主要由一次傳感器、變送器（現(xiàn)場安裝）、核心控制模塊、強電手動控制、控制柜等部分組成。
從橫向角度來看，上述群控系統(tǒng)的設(shè)計符合國際上流行的“控制分散、監(jiān)視集中”的群控系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)。對于每個鍋爐系統(tǒng)而言，控制是相互獨立的，彼此不會干擾，而監(jiān)視系統(tǒng)又是集中的，信息是共享的，這有利于整體管理。從縱向角度看，鍋爐控制系統(tǒng)是安全可靠的，在正常情況下，操作員在上位監(jiān)控系統(tǒng)就可以對所有鍋爐進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控，一旦上位系統(tǒng)發(fā)生故障，操作員可以通過鍋爐控制系統(tǒng)進(jìn)行操作，即使發(fā)生極端情況，操作員也可以通過控制柜的強電手動操作對鍋爐進(jìn)行簡單的操作，而不會因為控制系統(tǒng)影響鍋爐的正常運行。因此，這樣的控制系統(tǒng)是強壯的、科學(xué)的、合理的。
以下是本群控系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D，在以后的章節(jié)中將具體就單臺鍋爐控制系統(tǒng)和上位監(jiān)控系統(tǒng)的實現(xiàn)進(jìn)行詳細(xì)的描述。
4.1鍋爐房監(jiān)控系統(tǒng)軟件基本功能
本系統(tǒng)具備很高的可靠性和實時性；采用成熟、先進(jìn)的開發(fā)平臺，保證其開放性和可擴展性，設(shè)計符合標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化要求。具有良好的可擴性、穩(wěn)定性和聯(lián)網(wǎng)功能。便于功能和系統(tǒng)的擴充和升級，并充分保護(hù)用戶投資，使系統(tǒng)能適應(yīng)功能的增加和規(guī)模的擴充等要求。主要功能如下：
① 密碼保護(hù)
② 監(jiān)控點摘要
③ 監(jiān)控點報警
④ 監(jiān)控點歷史
⑤ 動態(tài)記錄
⑥ 動態(tài)圖形
⑦ 表格監(jiān)視
⑧.運行時間累積
4.2鍋爐房監(jiān)控系統(tǒng)軟件運行下的監(jiān)視和控制功能
系統(tǒng)計算機監(jiān)視系統(tǒng)的LCD液晶顯示器上實時監(jiān)控軟件操作畫面包括：系統(tǒng)模擬動態(tài)運行流程圖總貌、煙氣、熱水、供（補）水等各子系統(tǒng)的工作流程與狀態(tài)，報警一覽、數(shù)據(jù)一覽等。系統(tǒng)連續(xù)采集和處理所得鍋爐有關(guān)的監(jiān)測點和設(shè)備狀態(tài)信號，及時向操作員提供有關(guān)運行信息。實現(xiàn)鍋爐安全運行，一旦發(fā)生任何異常工況，及時報警，提高鍋爐的可利用率。系統(tǒng)包括模擬顯示、成組顯示、表格顯示、報警顯示、制表記錄、值班記錄與歷史數(shù)據(jù)存儲和檢索及打印等。
采用圖控軟件組態(tài)設(shè)計監(jiān)控工作站的運行監(jiān)控軟件，具有中文界面，操作提示和幫助系統(tǒng)。操作界面主要以流程圖方式表示，從總體流程圖直到每個單體的局部流程圖。在流程圖上顯示的設(shè)備均可以點擊進(jìn)入，以了解該設(shè)備的進(jìn)一步細(xì)節(jié)數(shù)據(jù)或?qū)ζ溥M(jìn)行控制。工藝過程、運行參數(shù)和設(shè)備狀態(tài)均以圖形方式直觀表示。
工藝流程與運行監(jiān)視圖形包括：
A.系統(tǒng)總流程圖， B.鍋爐系統(tǒng)圖， C.煙氣子系統(tǒng)圖，
D.供水子系統(tǒng)圖， E.熱供、回水子系統(tǒng)圖, F.設(shè)備運行狀態(tài)圖,
G.系統(tǒng)運行參數(shù)圖 H. 報警記錄圖表等。
系統(tǒng)主要參數(shù)的棒圖包括：
A. 鍋爐供回水溫度
B. 鍋爐所供能量(熱量)；
C. 鍋爐排煙溫度
D. 電動蝶閥開度
4.4數(shù)據(jù)庫的生成及查詢功能
提供整個監(jiān)控系統(tǒng)運行的各種數(shù)據(jù)參數(shù)、各設(shè)備狀態(tài)以及各接口設(shè)備狀態(tài)的實時數(shù)據(jù)庫及歷史數(shù)據(jù)庫，并能根據(jù)信息分類生成各種專用數(shù)據(jù)庫，具有在線查詢、修改、處理、打印等數(shù)據(jù)庫管理軟件，可進(jìn)行日常的操作及維護(hù)，可以同其它關(guān)系數(shù)據(jù)庫建立共享關(guān)系，使之將來能與管理系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)操作。
保存在內(nèi)存中的實時數(shù)據(jù)庫應(yīng)存貯有各種監(jiān)控對象的動態(tài)數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)刷新周期應(yīng)可設(shè)置，以保證關(guān)鍵數(shù)據(jù)的實時響應(yīng)速度。短期歷史數(shù)據(jù)庫能保存7天的實時數(shù)據(jù)和組合數(shù)據(jù)，并不斷地予以刷新（其數(shù)據(jù)來自于實時數(shù)據(jù)庫）。歷史數(shù)據(jù)庫中能存入各設(shè)備的運行參數(shù)、報警記錄、事故記錄、調(diào)度指令等。
4.5圖形生成及查詢功能
系統(tǒng)組態(tài)軟件具有功能強、實用有效的圖形顯示功能，能畫出工藝流程總圖、設(shè)置布置圖等。在確定監(jiān)控畫面后，可對監(jiān)控對象進(jìn)行形象的圖符設(shè)計、組態(tài)、連接、生成完整的實時監(jiān)控畫面，使用戶能在監(jiān)視器（顯示屏）上查詢到各種監(jiān)控對象的動態(tài)運行及超限位、故障信息，其形式可以是圖像、報表、曲線以及直方圖等。
同時還具有友好的漢化人機接口界面，采用圖形、圖標(biāo)方式，使管理人員方便地使用鼠標(biāo)及鍵盤對系統(tǒng)進(jìn)行管理、控制，通過監(jiān)控畫面的切換，進(jìn)行數(shù)據(jù)查詢、狀態(tài)查詢、數(shù)據(jù)存貯、控制管理等各種操作。
可根據(jù)用戶需求選擇打印內(nèi)容，輸出至激光打印機。
4.6鍋爐房監(jiān)控系統(tǒng)組態(tài)圖
① 全貌圖
系統(tǒng)通過顯示屏顯示運行狀態(tài)，操作員通過顯示屏定時對鍋爐等設(shè)備運行過程監(jiān)視和操作。
顯示屏每幅畫面顯示過程變量的實時數(shù)據(jù)和運行設(shè)備狀態(tài)，這些數(shù)據(jù)每秒鐘刷新一次。
② 控制回路：
控制系統(tǒng)劃分若干子系統(tǒng)，每個子系統(tǒng)的設(shè)計完全遵守“獨立完整”的原則。
在自動控制范圍內(nèi)，控制系統(tǒng)能處于自動方式而不需要任何性質(zhì)的人工干預(yù)。
控制系統(tǒng)能調(diào)節(jié)控制裝置以達(dá)到規(guī)定的性能指標(biāo)，控制設(shè)備實現(xiàn)性能要求的能力，不受到控制系統(tǒng)的限制。
控制系統(tǒng)有連鎖保護(hù)功能，以防止控制系統(tǒng)誤動作，保證鍋爐正常運行。
③ 成組顯示：
將相關(guān)的模擬量信號，組合成成組顯示畫面，便于運行操作人員調(diào)用查看。
成組信號分：鍋爐壓力、溫度等分別成組顯示。
④ 報警顯示：
報警顯示按時間順序排列.顯示最近產(chǎn)生報警信息。可查詢一年內(nèi)某天某時報警信息。工程師/操作員站能對報警信息進(jìn)行聲光報警。
具有報警應(yīng)答，對重要報警事件由操作員進(jìn)行及時的應(yīng)答處理，報警應(yīng)答記錄報警產(chǎn)生時間和應(yīng)答時間，為事后進(jìn)行事故分析提供實際處理。
⑤ 報表：
報表包括交接班記錄、數(shù)據(jù)查詢和打印。交接班記錄和數(shù)據(jù)查詢可輸入日期查詢。
⑥ 歷史數(shù)據(jù)的檢索：
設(shè)置歷史數(shù)據(jù)的檢索目的是為了保存長期的運行資料，以便日后檢查。
4.7 系統(tǒng)功能
設(shè)有系統(tǒng)交流電源穩(wěn)壓和計算機系統(tǒng)UPS不間斷電源供電功能，以提高系統(tǒng)工作的穩(wěn)定性與各儀器、儀表的使用壽命；并有利于信息的保存。
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