【正文】 定的技術(shù)，如專用的遠(yuǎn)程客戶端、由專業(yè)開(kāi)發(fā)商提供的 ActiveX 控件或 Java 技術(shù)實(shí)現(xiàn)。從上可以看出能嵌入先進(jìn)控制和優(yōu)化控制策略的組態(tài)軟件必將受到用戶的極大歡迎。其中監(jiān)控層對(duì)下連接控制層，對(duì)上連接管理層， 不但實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與控制，且在自動(dòng)控制系統(tǒng)中完成上傳下達(dá)、組態(tài)開(kāi)發(fā)的重要作用。對(duì)用戶而言 ,操作簡(jiǎn)單易學(xué)且編程簡(jiǎn)單 ,參數(shù)輸入與修改靈活 ,具有多次或重復(fù)仿真運(yùn)行的控制能力 ,可以實(shí)時(shí)地顯示參數(shù)變化前后系統(tǒng)的特性曲線 ,能很直觀地顯示控制系統(tǒng)的實(shí)時(shí)趨勢(shì)曲線 ,這些 很強(qiáng)的交互能力使其在自動(dòng)控制系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)中可以發(fā)揮理想的效果。 報(bào)警和事件窗口設(shè)計(jì) 運(yùn)行報(bào)警時(shí)間記錄是監(jiān)控軟件必不可少的功能，“組態(tài)王”提供了強(qiáng)有力的支持和簡(jiǎn)單的控制運(yùn)行報(bào)警和時(shí)間記錄方法。通過(guò)表格模板在數(shù)據(jù)庫(kù)表中建立表格；通過(guò)記錄體建立數(shù)據(jù) 庫(kù)表格列和組態(tài)王之間的聯(lián)系，允許組態(tài)王通過(guò)記錄體直接操作數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)。即可以制作實(shí)時(shí)報(bào)表，也可以制作歷史報(bào)表。PID 控制器就是根據(jù)系統(tǒng)的誤差 ,利用比例、積分、微分計(jì)算出控制量進(jìn)行控制的。這樣 ,即便誤差很小 ,積分項(xiàng)也會(huì)隨著時(shí)間的增加而加大 ,它推動(dòng)控制器的輸出增大使穩(wěn)態(tài)誤差進(jìn)一步減小 ,直到等于零。 微分（ D）控制 在微分控制中 ,控制器的輸出與 輸入誤差信號(hào)的微分（即誤差的變化率）成正比關(guān)系。其控制器的輸出與輸入誤差信號(hào)成比例關(guān)系。 繪制實(shí)時(shí)報(bào)表 界面如 圖 44。 繪制數(shù)據(jù)庫(kù)連接界面如圖 43。通過(guò)這 些報(bào)警和事件，用戶可以方便地記錄和查看系統(tǒng)的報(bào)警、操作和各個(gè)工作站的運(yùn)行情況。 最后設(shè)置串口通訊參數(shù)，將通信方式選為 RS485，其他默認(rèn)。通過(guò)對(duì)監(jiān)控系統(tǒng)要求及實(shí)現(xiàn)功能的分析，采用組態(tài)王對(duì)監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)。 組態(tài)王是一個(gè) 具有易用性、開(kāi)放性和集成能力的通用組態(tài)軟件。 隨著企業(yè)提出的高柔性、高效益的要求，以經(jīng)典控制理論為基礎(chǔ)的控制方案已經(jīng)不能適 應(yīng)，以多變量預(yù)測(cè)控制為代表的先進(jìn)控制策略的提出和成功應(yīng)用之后，先進(jìn)過(guò)程控制受到了過(guò)程工業(yè)界的普遍關(guān)注。在生產(chǎn)制造過(guò)程中，需要現(xiàn)場(chǎng)的大量數(shù)據(jù)進(jìn)行流程分析和過(guò)程控制，以實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)流程的調(diào)整和優(yōu)化。類 C/Basic語(yǔ)言要求用戶使用類似高級(jí)語(yǔ)言的語(yǔ)句書(shū)寫(xiě)腳本，使用系統(tǒng)提供的函數(shù)調(diào)用組合完成各種系統(tǒng)功能。由于 COM 技術(shù)是在二進(jìn)制代碼級(jí)實(shí)現(xiàn)的，所以服務(wù)器 和客戶可以由不同的廠商提供。隨著技術(shù)的發(fā)展，監(jiān)控組態(tài)軟件將會(huì)不斷被賦予新的內(nèi)容。 19 4 過(guò)熱蒸汽溫度 度控 制 監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì) 組態(tài)軟件 概述 “組態(tài)”的概念是伴隨著集散型控制系統(tǒng)（ Distributed Control System,簡(jiǎn)稱 DCS）的出現(xiàn)，才被廣大的過(guò)程自動(dòng)化技術(shù)人員所熟悉的。 /； 負(fù)載電阻： 0600Ω ； 電源： 24V DC； 環(huán) 境溫度： 25℃ ～ +85℃ ； 貯存溫度： 25℃ ～ +125℃ ； 18 測(cè)量介質(zhì)溫度： 200℃ ～ +1600℃ ； 響應(yīng)時(shí)間：≤ 10mS； 可具有防暴特性 。 變送器 概述 及選型 SBWR/Z 系列一體化溫度變送器模塊是一種現(xiàn)場(chǎng)安裝式溫度變 送 單元。 當(dāng)選用熱電偶測(cè)溫時(shí)，必須注意正確使用補(bǔ)償導(dǎo)線的類型及其與熱電偶的配套連線和極性。鉑點(diǎn)至不僅在工業(yè)上作為測(cè)溫元件，而且還作為復(fù)現(xiàn)溫標(biāo)的基準(zhǔn)。 非接觸式測(cè)溫是通過(guò)接受被測(cè)介質(zhì)發(fā)出的輻射熱來(lái)判斷溫度的。 與人類生活關(guān)系最為密切，是工業(yè)控制過(guò)程中的 四 大物理量（溫度、壓力、流量和物位）之一，也是人類研究最早、檢測(cè)方法最多的物理量之一。 時(shí)間程序給定（ TSP） 每段 程序最長(zhǎng) 6000 分鐘 ， 曲線最多可設(shè) 16 段。 3）當(dāng)儀表具有自動(dòng)、手動(dòng)量程范圍的選擇時(shí)，使用自動(dòng)量程固然可以自動(dòng)測(cè)量參數(shù)，但往往 以犧牲測(cè)量精度為代價(jià) 。通過(guò)正確的設(shè)定 ,在測(cè)量介質(zhì)流向相反時(shí) ,也能正常輸出電流。 為了實(shí)現(xiàn)模擬信號(hào)的遠(yuǎn)距離傳送 ,并將多個(gè)現(xiàn)場(chǎng)變送器的模擬信號(hào)通過(guò)一對(duì)信號(hào)線傳送到控制中心 ,美國(guó) Rosemount公司于 1985年開(kāi)發(fā)出一種將模擬信號(hào)調(diào)制成數(shù)字調(diào)頻信號(hào) ,并用數(shù)字調(diào)頻信號(hào)實(shí)現(xiàn)傳輸?shù)? HART Highway Addressable Remote Transducer 協(xié)議 。 根據(jù)工藝流程和控制方案的選擇，可以得出本設(shè)計(jì)的控制流程 （圖 25）。主回路及主調(diào)節(jié)器的任務(wù)是維持 1? 恒定，一般選用比例積分調(diào)節(jié)器。在噴水量擾動(dòng)下 2? 肯定比主汽溫 1? 能提前反映控制作用。與簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)相比，串級(jí)控制系統(tǒng)只是在結(jié)構(gòu)上增加了一個(gè)內(nèi)回路，卻能收到顯的控制效果。由于工業(yè)過(guò)程的復(fù)雜、多變，因此其特性多半屬多變量、分布參數(shù)、大慣性、大滯后和非線性等等。由于生產(chǎn)規(guī)模大小不同，工藝要求各異，產(chǎn)品品種多樣，因此過(guò)程控制中的被控過(guò)程是多種多樣的。在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化中，過(guò)程控制技術(shù)正在為實(shí)現(xiàn)各種最優(yōu)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)、提高經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益、提高勞動(dòng)生產(chǎn)效率、節(jié)約能源、改善勞動(dòng)條件、保護(hù)環(huán)境衛(wèi)生、提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力等方面起著越來(lái)越巨大的作用。噴水減溫器有三種形式：多孔管式、渦旋式和文丘里管式噴水減溫器。當(dāng)送風(fēng)和引風(fēng)配合不當(dāng)而造成爐膛負(fù)壓變化使火焰中心位置變化時(shí)，也會(huì)造成 過(guò)熱蒸汽溫度 變化。 (4)減溫水的變化 減溫器中減溫水的溫度和流量的變化都會(huì)引起過(guò)熱器蒸汽側(cè)吸熱量的變化，從而使 過(guò)熱蒸汽溫度 發(fā)生變化。 (2)給水溫度的變化 在具有給水母管的系統(tǒng)中，給水溫度一般不會(huì)變動(dòng)很大，但 對(duì)于單元機(jī)組來(lái)說(shuō)，如果高壓加熱器不能投入運(yùn)行，給水溫度可能比額定值低 50120℃ 左右，而給水溫度的降低將增加給水進(jìn)入鍋爐后水加熱階段的吸熱量。 5 。高溫?zé)煔馀c水冷壁進(jìn)行強(qiáng)烈的輻射換熱，將熱量傳給管內(nèi)工質(zhì)水。位于煙溫較低區(qū)段的對(duì)流灌 束，因受熱較弱，汽水工質(zhì)的容量較大，而位于煙溫較高區(qū)段的對(duì)流管束，因受熱強(qiáng)烈，相應(yīng)的汽水工質(zhì)的容量較小，從而量大的工質(zhì)則向上流入下鍋筒，而容量小的工質(zhì)則向上流入上鍋筒形成了鍋水的自然循環(huán)。還有用來(lái)消除受熱面上積 4 灰以利用傳熱的吹灰器，以提高鍋爐運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。用 送風(fēng)設(shè)備 來(lái)供應(yīng)燃料所需的空氣。過(guò)熱器一般都裝在爐膛出口。所以鍋爐的中心任務(wù)是把燃料中的化學(xué)能有效的轉(zhuǎn)化為蒸汽的熱能。本課題利用智能儀表控制系統(tǒng)，結(jié)合組態(tài)王監(jiān)控軟件設(shè) 計(jì)人機(jī)對(duì)話界面，實(shí)現(xiàn)鍋爐過(guò)熱蒸汽控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，可以使過(guò)熱蒸汽溫度控制在合適的范圍內(nèi)?？刹捎?LCD顯示 ,清晰直觀 ,讀數(shù)方便。 課題研究意義 鍋爐是發(fā)電廠及其它工業(yè)企業(yè)中最普遍的動(dòng)力設(shè)備之一，功能是把燃料中的貯能，通過(guò)燃燒轉(zhuǎn)化成熱能，以蒸汽或熱水的形式輸向各種設(shè)備。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，我國(guó)共有各類鍋爐近 四十 萬(wàn)臺(tái)，每年的耗煤量達(dá) 三 億多噸，占我國(guó)原煤產(chǎn)量的三分之一。 intelligent instrument。因此，必須控制過(guò)熱器出口蒸汽溫度。通過(guò)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)系統(tǒng)數(shù)據(jù)的采集 處理，在組態(tài)王中實(shí)現(xiàn)動(dòng)畫(huà)顯示、報(bào)警處理、流程控制、實(shí)時(shí)曲線和報(bào)表輸出等功能。 鍋爐是化工、冶煉、發(fā)電等作為公用民用部門必不可少的主要?jiǎng)恿υO(shè)備，其產(chǎn)品是蒸汽， 即 將一次能源（煤炭、石油、提燃?xì)獾龋┺D(zhuǎn)換為二次能源（蒸汽）。然而我國(guó)近些年來(lái)的實(shí)踐表明，除設(shè)備本身經(jīng)過(guò)合理改進(jìn)或采用先進(jìn)的節(jié)能設(shè)備外，另一條節(jié)能的途徑就是通過(guò)對(duì)鍋爐的自動(dòng)控制。 2 對(duì)于工業(yè)鍋爐這個(gè)復(fù) 雜的系統(tǒng) ，鍋爐過(guò)熱蒸汽具有大慣性、大滯后的特點(diǎn) ,并且動(dòng)態(tài)特性隨機(jī)組負(fù)載變化而變化 ,運(yùn)行過(guò)程中擾動(dòng)多、難控制 ，由于其內(nèi)部能量轉(zhuǎn)換機(jī)理過(guò)于復(fù)雜，難以達(dá)到理想的控制效果，因此，必須采用智能控制方式控制，才能獲得最佳控制效果。具有內(nèi)部計(jì)算、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、自診斷、自校驗(yàn)等多種功能。要求通過(guò)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)系統(tǒng)數(shù)據(jù)的采集處理，在組態(tài)王中實(shí)現(xiàn)動(dòng)畫(huà)顯示、報(bào)警處理、流程控制、實(shí)時(shí)曲線和報(bào)表輸出等功能。 爐子：是使燃燒從充 分燃燒并釋放出熱量的設(shè)備。同時(shí)，由于提高了進(jìn)入氣包的給水溫度，所以減少了因溫差而引起的汽包壁的熱適應(yīng)力，從而延長(zhǎng)了氣包的使用壽命。省煤器出口煙溫度高，裝上空氣預(yù)熱器后，可以進(jìn)一步降低排煙溫度，也可改善燃料著火和燃燒條件，降低不完全燃燒所造成的損失，提高鍋爐機(jī)組的效率。燃料一面燃燒，一面向后移動(dòng)，燃料所需要的空氣是由風(fēng)機(jī)送入爐排腹中風(fēng)倉(cāng)后，向上穿過(guò)爐排到達(dá)燃料層，進(jìn)行燃料反應(yīng)形成高溫?zé)煔狻Ｒ约霸阱佂脖旧砜臻g的重力分離力作用，是汽水混合物得到分離。煙氣流經(jīng)過(guò)過(guò)熱氣后掠過(guò)脹接在上、下 鍋筒間的對(duì)流管束，在管束間設(shè)置了折煙墻使煙氣呈“ S”型形成曲折地橫向沖刷，再次以對(duì)流換熱的方式將熱量傳遞給管束的工質(zhì)。 :包括蒸汽負(fù)荷、給水溫度、飽和蒸汽含濕量、減溫水量、減溫水焓值等。 對(duì)于單元機(jī)組，給水溫度是隨著機(jī)組的出力而變化的。 (1)煤質(zhì)的變化 燃煤中的水分和灰分增加時(shí)，燃煤的發(fā)熱量降低，為了保證鍋爐蒸發(fā)量，必須增加燃料消耗量。蒸汽側(cè)調(diào)節(jié)主要采用噴水減溫器，煙氣側(cè)調(diào)節(jié)主要采用改變?nèi)紵鹧嬷行奈恢玫姆椒?。所有本課題采用噴水減溫法來(lái)控制過(guò)熱蒸汽溫度。 、控制儀表組成 過(guò)程控制是通過(guò)各種檢測(cè)儀表、控制儀表（包括電動(dòng)儀表和氣動(dòng)儀表，模擬儀表和智能儀表）和電子計(jì)算機(jī) (看作一臺(tái)儀表 )等自動(dòng)化技術(shù)工具，對(duì)整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行自動(dòng)檢測(cè)、自動(dòng)監(jiān)督和自動(dòng)控制。有 些機(jī)理復(fù)雜（如發(fā)酵、化生過(guò)程等）的過(guò)程至今尚未背人們認(rèn)識(shí)，所以很難用目前過(guò)程辨識(shí)方法建立其精確的數(shù)學(xué)模型，因此設(shè)計(jì)能適應(yīng)各種過(guò)程的控制系統(tǒng)并非易事。 在石油、化工、電力、冶金、輕工、環(huán)保和原子能等現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，過(guò)程控制的主要目的在于消除或 減小外界干擾對(duì)被控量的影響，使被控量能穩(wěn)定在給定值上，使工業(yè)生產(chǎn)能實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)和低能耗的目的。 在一般情況下 ， 采用 P調(diào)節(jié)器就足夠了 ， 如果主 、副回路頻率相差很大 ， 也可考慮采用 PI或 PID調(diào)節(jié)器 。而過(guò)熱器出口汽溫 1? 的控制，則是通過(guò)主調(diào)節(jié)器 PI來(lái)校正副調(diào)節(jié)器工作，只要1? 未 達(dá)到給定值，主調(diào)節(jié) PI的輸出信號(hào)就不斷的變化，使副調(diào)節(jié)器不斷去控制減溫水噴水量 ?W 的變化，直到 1? 恢復(fù)到給定值為止。從系統(tǒng)的框圖看，只有一個(gè)閉環(huán)回路。 過(guò) 熱 器爐 膛汽 鼓水T CT T過(guò) 熱 蒸 汽減 溫 器1234 圖 26 控制流程圖 其中： 1―熱電阻； 2―溫度變送器； 3―溫度調(diào)節(jié)器； 4―調(diào)節(jié)閥 。 美國(guó)的另一大儀表生產(chǎn)商 Honeywell 公司 20 世紀(jì) 80 代初也開(kāi)發(fā)出第一代智能式儀表 ,及與之配套的 ST2102 智能通訊器 ,可設(shè)定智能儀表的輸出模式 :模擬式 4～20mA 輸出或數(shù)字輸出模式 DE 模式 ,以便與 DCS 實(shí)現(xiàn)數(shù)字通訊 。 2）使用環(huán)境溫度和濕度考慮。功能特點(diǎn)是： 1) 適用范圍 適用于溫度控制、壓力控制、流量控制、液位控制等各種現(xiàn)場(chǎng)和設(shè)備配套 。外掛三相 SCR 觸發(fā)器。 接觸式測(cè)溫是通過(guò)測(cè)量體與被測(cè)介質(zhì)的接觸來(lái)測(cè)量物體溫度的。 當(dāng)測(cè)量低于 150℃是溫度是，由于熱 電偶輸出的熱電動(dòng)勢(shì)很小，故常用熱電阻測(cè)量溫度。 B． 溫度檢測(cè)儀表的選擇原則 ，正確選擇儀表的量程和精度，正常那個(gè)使用溫度范圍一般為量程的 30%到 90%。 本課題采用的是接觸式測(cè)溫方法。 + 2 4 V D C +智 能 儀 表 + 2 4 V D C +量 程 調(diào) 整零 點(diǎn) 調(diào) 整4 ~ 2 0 m A測(cè) 溫 元 件 圖 ： 石油、化工、防止、冶金、機(jī)電、電力 ； 航空、食品加工、醫(yī)學(xué)工程等工業(yè)和科研領(lǐng)域 ； 其他自動(dòng)化溫度檢測(cè)、變松和控制 。在一個(gè)工程控制系統(tǒng)中，接受調(diào)節(jié)器輸出的控制信號(hào)，并轉(zhuǎn)換 成 直線位移或角位移，來(lái)改變閥芯與閥座間的流通截面積以控制流入或流出被控過(guò)程的流體介質(zhì)的流量，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)過(guò)程參數(shù)的控制。在 PC 技術(shù)向工業(yè)控制領(lǐng)域的滲透中，組態(tài)軟件占據(jù)著非常特殊而且重要的地位。從這些不同之處，以及 PC 技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)，可以看出組態(tài)軟件未來(lái)發(fā)展的方向。 OPC 現(xiàn)在已經(jīng)得到了包括 Interllution、 Simens、 20 GE、 ABB 等國(guó)外知名廠商的支持。由于 VisualBasic是解釋執(zhí)行的，所以 VBA 程序的一些語(yǔ)法錯(cuò)誤可能到執(zhí)行時(shí)才能發(fā)現(xiàn)。 Inter 的支持程度 現(xiàn)代企業(yè)的生產(chǎn)已經(jīng)趨向國(guó)際化、分布式的生產(chǎn)方式。目前，國(guó)內(nèi)許多大企業(yè) 紛紛投資，在裝置自動(dòng)化系統(tǒng)中實(shí)施先進(jìn)控制。 可以在整個(gè)生產(chǎn)企業(yè)內(nèi)部將各種系統(tǒng)和應(yīng)用集成在一起，實(shí)現(xiàn)“廠際自動(dòng)化”的最終目標(biāo)。還具有豐富的設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序和靈活的組態(tài)方式、數(shù)據(jù)鏈接功能。 13 實(shí)時(shí)報(bào)表 彈起時(shí) ShowPicture(實(shí)時(shí)報(bào)表畫(huà)面 )。包括組態(tài)王的 SQL 訪問(wèn)管理器和 SQL 函數(shù)。 即能反應(yīng)系統(tǒng)實(shí)時(shí)的生產(chǎn)情況，也能對(duì)長(zhǎng)期的生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、分析，使管理人員能夠?qū)崟r(shí)掌握和分析生產(chǎn)情況。當(dāng) 被控對(duì)象的結(jié)構(gòu)和參數(shù)不能完全掌握 ,或得不到精確的數(shù)學(xué)模型時(shí) ,控制理論的其它技術(shù)難以采用時(shí) ,系統(tǒng)控制器的結(jié)構(gòu)和參數(shù)必須依靠經(jīng)驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試來(lái)確定 ,這時(shí)應(yīng)用 PID 控制技術(shù)最為方便。對(duì)一個(gè)自動(dòng)控制系統(tǒng) ,如果在進(jìn)入穩(wěn)態(tài)后存在穩(wěn)態(tài)誤差 ,則稱這個(gè)控制系統(tǒng)是有穩(wěn)態(tài)誤差的或簡(jiǎn)稱有差