【正文】 當處于運行系統(tǒng)中時，報警記錄運行系統(tǒng)負責(zé)執(zhí)行己定義的監(jiān)控任務(wù)。圖形編輯器是界面系統(tǒng)的組態(tài)組件，它用于創(chuàng)建畫面的編輯器?？刂蒲h(huán)泵的啟動/停止，設(shè)定變頻器的頻率和管網(wǎng)出水壓力，同時監(jiān)視循環(huán)泵系統(tǒng)的壓力、溫度、電壓、電流、功率等號。（StrategyBuilder）—控制策略生成器是面向控制的新一代軟件邏輯自動化控制軟件，采用符合IEC11313標準的圖形化編程方式，提供包括：變量、數(shù)學(xué)運算、邏輯功能、程序控制、常規(guī)功能、控制回路、數(shù)字點處理等在內(nèi)的十幾類基本運算塊，內(nèi)置常規(guī)PID、比值控制、開關(guān)控制、斜坡控制等豐富的控制算法。 （DB）— 實時數(shù)據(jù)庫是力控軟件系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理核心，構(gòu)建分布式應(yīng)用系統(tǒng)的基礎(chǔ)。PCAuto174。(2)串口通訊支持RS23RS42RS485和多串口設(shè)備，并支持無線電臺、電話撥號、電話輪巡撥號等方式。力控監(jiān)控組態(tài)軟件是對現(xiàn)場生產(chǎn)數(shù)據(jù)進行采集與過程控制的專用軟件，最大的特點是能以靈活多樣的“組態(tài)方式”而不是編程方式來進行系統(tǒng)集成，它提供了良好的用戶開發(fā)界面和簡捷的工程實現(xiàn)方法，只要將其預(yù)設(shè)置的各種軟件模塊進行簡單的“組態(tài)”，便可以非常容易地實現(xiàn)和完成監(jiān)控層的各項功能，縮短了自動化工程師的系統(tǒng)集成的時間，大大地提高了集成效率。循環(huán)泵控制程序的設(shè)計流程圖如圖66所示。下設(shè)定出水溫度和爐膛負壓，通過PID運算穩(wěn)定出水溫度和爐膛負壓，從而確定電機的轉(zhuǎn)速。下面是本控制系統(tǒng)程序的基礎(chǔ)功能塊說明，通過調(diào)用這些基礎(chǔ)功能塊就構(gòu)成了系統(tǒng)控制程序。此外，S7 CPU還有兩個累加器、兩個地址寄存器、兩個數(shù)據(jù)塊地址寄存器和一個狀態(tài)字寄存器。不同的CPU提供不同的SFB、SFC功能。該附屬數(shù)據(jù)塊叫做背景數(shù)據(jù)塊(Instance Data Block)，存放在背景數(shù)據(jù)塊中的數(shù)據(jù)在FB塊結(jié)束時繼續(xù)保持，即被“記憶”。OB塊根據(jù)操作系統(tǒng)調(diào)用的條件(如時間中斷、報警中斷等)分成幾種類型，這些類型有不同的優(yōu)先級，高優(yōu)先級的OB可以中斷低優(yōu)先級的OB。這樣，PLC的程序組織明確，結(jié)構(gòu)清晰，易于修改。二、液位傳感器的選型本設(shè)計采用光電傳感器OPG01，該光電傳感器包含一個紅外LED和光接收器。,輸出電壓為200V級時，220V時的容量；輸出電壓為400V級時，440V時的容量。一、變頻器頻率范圍的設(shè)定基本頻率與最高頻率電動機的額定頻率稱為變頻器的基本頻率，當頻率給定信號為最大值時，變頻器的給定頻率，稱為最高頻率，在上升時間一定的情況下，最高頻率決定了變頻器輸出頻率的變化速度。下位機采用S7300系列PLC，CPU315一2DP，內(nèi)部集成有MPI接口，用于與上位機全局通訊、PLC在線編程。固化有3964(R)協(xié)議和ACSII協(xié)議兩個標準通信協(xié)議。系統(tǒng)組成:(l)電源負載模塊(PS307)：用于將SIMATIC S7300連接到120/230VAC電源，輸出24VD，它與CPU模塊和其他信號模塊之間通過電纜連接，而不是通過背板總線誰接。當接觸器KM1吸合時，中間繼電器KA1接通，變頻器STF接通，變頻器啟動。在整個控制系統(tǒng)中，所有控制電機、接觸器的動作，都是按照PLC的程序邏輯來完成的。第五章 鍋爐控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計根據(jù)本設(shè)計的要求，本系統(tǒng)風(fēng)機和循環(huán)泵采用變頻啟動和調(diào)速。(2)可編程控制器本系統(tǒng)選用西門子公司S7300系列可編程控制器，S7300是模塊化中小型PLC系統(tǒng)，它能滿足中等性能要求的應(yīng)用?，F(xiàn)場控制層: 該層以西門子S7300系列可編程控制器為核心，一方面通過MPI多點接口與上位機通訊，接收上位機管理層的控制命令。控制系統(tǒng)以兩臺工業(yè)控制機作為上位機，以西門子S7300可編程控制器為下位機。第四章 鍋爐控制系統(tǒng)總體設(shè)計本系統(tǒng)供暖鍋爐自動控制系統(tǒng)，主要由進口變頻器、可編程控制器、壓力變送器、溫度變送器和泵房機組以及電氣控制柜等組成。對于給定出水溫度的情況下，需要調(diào)節(jié)鼓風(fēng)量與給煤量的比例，使鍋爐運行在最佳燃燒狀態(tài)。壓力調(diào)節(jié)PID變頻器管網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)定值 出水壓力 圖33循環(huán)流量PID控制原理圖供暖鍋爐燃燒系統(tǒng)是一個多變量輸入、多變量輸出、大慣性、大滯后且相互影響的一個復(fù)雜系統(tǒng)。在整定時，可先置微分時間為零。在湊試時，可參考3個參數(shù)對控制過程的影響趨勢，對參數(shù)實行先比例，后積分，再微分的整定步驟。積分分離閥值應(yīng)根據(jù)具體對象及控制要求確定。 PID控制器的改進計算機控制是一種比較準確的控制方式，只要系統(tǒng)偏差存在且大于傳感器的精度范圍，計算機就不斷進行控制量增量的計算，并輸出相應(yīng)的控制信號給執(zhí)行機構(gòu)，改變執(zhí)行機構(gòu)的狀態(tài)，這樣容易產(chǎn)生某些動作過于頻繁而引起振蕩。 PID被控對象 + 圖31 PID控制系統(tǒng) PID控制器的基本形式PID控制分兩種基本形式，即模擬PID控制器和數(shù)字PID控制器。第二章 鍋爐控制系統(tǒng)原理 偏差控制方式偏差控制是指當熱工參數(shù)實際采集值與用戶設(shè)定值之間存在偏差時，系統(tǒng)通過調(diào)節(jié)某些量來減小偏差，直至實際采集值等于用戶設(shè)定值為止。其中，曲線1是風(fēng)機在額定轉(zhuǎn)速下的曲線，曲線2是風(fēng)機在某一較低速度下的曲線，曲線3是風(fēng)門開度最大時的曲線，曲線4是風(fēng)機在某一較小開度下的曲線可以看出當實阮工況風(fēng)量由下降到時，如果在風(fēng)機以額定轉(zhuǎn)速運轉(zhuǎn)的條件調(diào)節(jié)風(fēng)門開度，則工況點沿曲線1由點移到點。為電機磁極對數(shù)。變頻 調(diào) 速 技術(shù)的基本原理是根據(jù)電機轉(zhuǎn)速與工作電源輸入頻率成正比的關(guān)系：其中表示電機轉(zhuǎn)速。水泵的節(jié)能分析類似?？梢钥闯觯谙嗤娘L(fēng)量下，變頻控制方式比風(fēng)門調(diào)節(jié)方式能耗更小，二者之差可由下述經(jīng)驗公式表示:其中為風(fēng)機運行時實際風(fēng)量；為風(fēng)門開度為最大，且電機運行在額定轉(zhuǎn)速時的風(fēng)量；為風(fēng)門開度為最大，且電機運行在額定轉(zhuǎn)速時的功率。PID控制，即按偏差的比例(P)、積分(1)、微分(D)控制，是控制系統(tǒng)中應(yīng)用最為廣泛的一種控制規(guī)律。當采樣周期足夠短時，用求和代替積分，使模擬PID離散化變?yōu)椴罘址匠?，如式?3）所示。為克服這個缺點，可采用積分分離的方法，即偏差較大時，取消積分作用。但過大的比例系數(shù)會使系統(tǒng)有較大的超調(diào)，并產(chǎn)生振蕩，使穩(wěn)定性變差。整定時首先置積分時間T,為一較大值并將經(jīng)第夕步整定得到的比例系數(shù)，略為減小()，然后減小積分時間，使在保持系統(tǒng)良好動態(tài)性能的情況下，靜差得到消除。PID控制在偏差控制的基礎(chǔ)上對出水壓力進行微調(diào)，其原理如圖33所示。同時測量系統(tǒng)的回水溫度和爐膛溫度，若回水溫度過低則適當加大給煤量，反之則適當減少給煤量。負壓過大，爐膛的漏風(fēng)量增大，增加引風(fēng)機的電耗和煙氣帶走的熱量損失。(3)監(jiān)控設(shè)計根據(jù)用戶需求，人機界面及故障報警功能，計算機還可以產(chǎn)生相應(yīng)的各種參數(shù)報表，供隨時查詢和打印參數(shù)變化實時趨勢圖和歷史趨勢圖、報警記錄和數(shù)據(jù)記錄報表等。操作人員也隨時可以通過計算機，了解現(xiàn)場每臺鍋爐的運行狀況，并對風(fēng)機、水泵等電機進行啟停控制和參數(shù)設(shè)定。(1)主機系統(tǒng)采用兩臺工業(yè)控制計算機，其中一臺為主控機，另一臺為輔控機，分別安裝于主控室和輔控室，構(gòu)成雙機冗余系統(tǒng)。 (4)變頻控制室包括電源控制柜、鍋爐變頻控制柜、循環(huán)泵變頻控制柜。變頻器主電路電源輸入端子(R, S, T)經(jīng)過隔離開關(guān)與三相電源連接，變頻器主電路輸出端子(U. V, W)經(jīng)接觸器接至三相電動機上，如圖51所示。其控制電路圖如圖52所示。圖52 控制系統(tǒng)的控制回路 PLC的選型一、PLC系統(tǒng)配置根據(jù)系統(tǒng)控制要求，統(tǒng)計出本系統(tǒng)對主PLC的I/O總能力要求為:開關(guān)量輸入64點，開關(guān)量輸出32點，模擬量輸入8通道。每個信號模塊都配有自編碼的螺緊型前連接器，外部過程信號可方便地連在信號模塊的前連接器上。以上的配置都留有余量，為以后的系統(tǒng)擴展提供方便。變頻調(diào)速器與外界的聯(lián)系點基本上分三部分：一是主電路接線端，包括工頻電網(wǎng)的輸入端（R，S，T），接電機的頻率，電壓連續(xù)可調(diào)的輸出端（U，V，W）。5．內(nèi)置RS485通信口。 本設(shè)計所所選變頻器的型號：基本型號最大使用電機容量（KW ）輸出額定電流（A）電壓等級（v）FRF540L90KCH90180400FRF54037KCH3770400FRF540L75KCH75144400FRF540L75KCH75144400一、壓力傳感器的選型本設(shè)計中采用CYB20S普通型壓力傳感器。額定電流的計算：90KW引風(fēng)機的額定電流：(A)37KW鼓風(fēng)機的額定電流：(A)75KW循環(huán)泵的額定電流：(A)5KW工頻電動機的額定電流：(A)選擇電器元件，編制電器原理圖元件明細表，見表附錄1。STL(語句表)語言類似于計算機的匯編語言，特別適合于來自計算機領(lǐng)域的工程人員，它使用指令助記符創(chuàng)建用戶程序，屬于面向機器硬件的語言。其他的OB塊隨所用的CPU性能和控制過程的要求而定。用戶可以直接調(diào)用它們，高效地編寫自己的程序。(3)工作存儲區(qū):物理上占用cPu模塊中的部分RAM，其存儲內(nèi)容是CPU運行時所執(zhí)行的用戶程序單元(邏輯塊和數(shù)據(jù)塊)的復(fù)制件。如果要生成一個多點輸入輸出的綜合系統(tǒng)，應(yīng)先組態(tài)硬件，這樣STEP7自動根據(jù)硬件的位置確定好I/O點地址，有利于編程。 圖62主程序結(jié)構(gòu)組織塊OB1調(diào)用功能塊FCFCFCFCFC5。其設(shè)計流程圖如圖65所示。OB1為CPU的主循環(huán)組織塊，它由5個網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成，梯形圖如下所示： 第七章 監(jiān)控組態(tài)軟件設(shè)計 組態(tài)軟件設(shè)計特點。一臺運行三維力控174?？梢圆杉涗泝x、錄波器數(shù)據(jù)，支持SOE，完成事件監(jiān)視。 力控軟件由以下幾個主要部分組成： —工程管理器用于創(chuàng)建工程、工程管理等用于創(chuàng)建、刪除、備份、恢復(fù)、選擇當前工程等。（PortServer）— 通信程序支持串口、電臺、撥號、移動網(wǎng)絡(luò)通信。監(jiān)視每臺鍋爐運行時出水溫度、回水溫度、出水壓力、回水壓力、爐膛溫度、出水流量等模擬量參數(shù)以及電機轉(zhuǎn)速和輸出電壓、流信號的變化。對于超溫超壓報警，必要時要停止風(fēng)機和水泵等電機