基于组态软件在发电厂锅炉热控工程中的设计与应用

出处：xuyaqi 发布于：2011-08-23 19:04:21

　　一、概述

　　随着计算机、电子技术、通讯技术的高速发展，电力系统的二次设备及自动化水平也发生着新的变化。现代电厂的热工控制系统已经逐渐抛弃了传统的基于模拟技术的控制器，而转向采用大规模集成电路为主，基于数字技术的数字控制器。

　　组态软件在国内是一个约定俗成的概念，并没有明确的定义，它可以理解为"组态式监控软件". "组态（Configure）"的含义是"配置"、"设定"、"设置"等意思，是指用户通过类似"搭积木"的简单方式来完成自己所需要的软件功能，而不需要编写计算机程序，也就是所谓的"组态".它有时候也称为"二次开发",组态软件就称为"二次开发平台". "监控（Supervisory Control）",即"监视和控制",是指通过计算机信号对自动化设备或过程进行监视、控制和管理。

　　某热电厂锅炉原来采用的是常规测量指示仪表，反应缓慢，无人机界面功能，基本不具备自动调节与控制功能。此外由于系统的逐渐老化，使得机组在运行中存在很多隐患，威胁机组的运行安全，热工人员的维护工作难度越来越大。因此，对热控设备的改造成为一个十分迫切的问题。

　　二、改造要求

　　1、减少热控设备系统备品备件投资。

　　2、达到减员增效的目的。

　　3、大大降低煤耗。

　　4、延长机组使用寿命。

　　5、减少机组起停次数。

　　8、控制系统与现代管理手段相结合产生效益。

　　三、系统结构

　　整个系统采用一体化结构，具有易裁剪性，根据现有机组的实际情况，分期分项进行技术改造。《世纪星组态软件》系统采用客户/服务器结构，具有的开放能力。在工厂总工程师和厂长办公室设立计算机监视系统，可随时监视现场运行状况。

　　SCADA操作站内置高速串行通讯卡（与MODCELL控制站以MODBUS（RS485）协议进行数据通讯。《世纪星组态软件》的硬件驱动程序针对该系统作了特殊优化，保证系统的动态响应特性。

　　SCADA（Supervisory Control And Data Acquisition）系统，即数据采集与监视控制系统。SCADA系统的应用领域很广，它可以应用于电力系统、给水系统、石油、化工等领域的数据采集与监视控制以及过程控制等诸多领域。在电力系统以及电气化铁道上又称远动系统。SCADA系统是以计算机为基础的生产过程控制与调度自动化系统。它可以对现场的运行设备进行监视和控制，以实现数据采集、设备控制、测量、参数调节以及各类信号报警等各项功能。

　　系统拓扑图如下：

　　系统在功能上分为三个级别：

　　1、过程控制级：此级直接面向生产过程的现场仪表，完成生产过程的数据采集、自动调节控制、顺序控制和批量控制等。其过程输入信息是来自现场的各种传感器和变送器信号，其输出直接驱动执行机构，这由MODCELL控制单元完成。

　　2、监控操作级：此级以监控操作为主要任务，它面向现场运行操作人员、系统工程师，提供现场过程的全部信息，并指导现场操作人员的工作，配备各种外部设备，大容量硬盘以及打印机等。

　　3、集中监控级：此级是监控系统的基本要求。系统将为对正常生产至关重要的测点设置了专用的监视画面，并设置了多媒体化的预警和报警功能，而且能够自动切换到发生报警的画面，等待操作人员的确认处理。

　　四、上位机监控软件

　　《世纪星组态软件》是在PC机上开发的智能型人机接口软件系统，它以Windows 98/2000/NT/XP 中文平台作为其操作系统，全中文界面，并充分利用了Windows的各种便利功能。

　　组态软件是有性的。一种组态软件只能适合某种领域的应用。组态的概念早出现在工业计算机控制中。如DCS（集散控制系统）组态，PLC（可编程控制器）梯形图组态。人机界面生成软件就叫工控组态软件。在其他行业也有组态的概念，如AutoCAD,PhotoShop等。不同之处在于，工业控制中形成的组态结果是用在实时监控的。从表面上看，组态工具的运行程序就是执行自己特定的任务。工控组态软件也提供了编程手段，一般都是内置编译系统，提供类BASIC语言，有的支持VB,现在有的组态软件甚至支持C#语言。

　　《世纪星组态软件》由开发系统和运行系统组成。该系统具有先进完善的图形生成功能；数据库中有多种数据类型，不但能合理地抽象控制对象，而且能非常简单、方便地对数据的报警、趋势曲线、历史数据记录、安全防范等进行操作；方便的硬件设备安装向导和全面地支持国内国际工控底层设备，彻底实现工控现场的数据采集和监控功能。

　　运行系统是《世纪星组态软件》系统的实时运行环境，用于显示开发系统中建立的动画图形画面，并负责数据库与硬件设备的数据交换。运行系统能实时而形象地反映现场的所有参数和实际情况；可把数据的变化用动画的方式形象地表示出来，同时完成实时和历史报警、历史数据记录、实时和历史趋势曲线等监控功能；可生成历史数据文件，用于追忆历史事件；灵活方便的组态式报表，可充分满足用户的各种报表需要。

　　五、工艺过程