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组态软件在某热电联产改造中的应用

作者:马海英、王风军、孙艳杰、任红娟,唐山钢铁集团自动化公司2008.04.06阅读 4487

  近年来控制工程网版权所有,工业的迅猛发展,能源日益紧张,企业竞争日趋激烈,一些传统企业,由于自动化水平低,系统孤立封闭,操作控制繁琐,造成生产企业能耗高、环境污染严重,制约着企业的发展。利用先进的自动化控制方式,是提高企业生产效率,实现企业现代化管理的有效途径。本文以力控在某钢铁企业热电联产项目改造中的应用为例,对利用组态软件进行企业自动化改造的方法,效果进行了探讨。

图1热电联产系统结构
  图1热电联产系统结构图

  改造方案选择依据
  燃煤气热电联产与以煤炭为燃料的传统热电联产相比,具有能耗少,污染小的优势。某热电联产共有三台锅炉和三台汽轮机及其辅助设备,采用母管式发电。三台锅炉欲全部改为高炉煤气为燃料;同时,为增效、确保安全,使机炉实现统一操作,机组实施集控值班,又对现有技术落后,封闭、数据交换能力差的自动化系统进行了改造。
  分析系统现状,各单元控制既有DOS系统下微机监控,又有PLC控制和常规仪表监控,全部更换存在极大困难。因此决定更换部分自动化设备,选择国内典型组态软件力控PCAuto(性价比高,开发容易,设备驱动全)改造热电联产,使自动化系统达到管控一体化,实现数据共享。

  力控软件介绍
  力控

PCAuto组态软件是面向监控与数据采集的软件平台和开发工具,以实时数据库、实时控制、SCADA、通信及网络、开放数据接口、对I/O设备支持为主要内容。主要由工程管理器、开发系统(Draw)、界面运行系统(View)、实时数据库(DB)、I/O驱动程序、通信程序Web服务器程序等几部分组成。具有以下特点:
  ■   HMI图库控件丰富,控制功能强大
  ■  真正意义上的实时数据库
  ■  支持多种设备的I/O驱动程序库
  ■  通信方式多样,通讯速度快
  ■  Web服务器功能

  系统改造结构方案
  根据热电联产各环节自动化系统的现状,制定了整个热电联产自动化系统的改造方案。系统的整体结构图如图1所示,方案以标准的工业计算机软、硬件平台及网络为主构成集成自动化系统。具有适应性强、开放性好、易于扩展、经济、开发周期短等优点。系统改造按现场监控自动化,远程监控与管理自动化,系统网络通信三个方面实施。

  现场监控自动化
  按锅炉汽轮机及其辅助设备原有自动化设备类型,分别采取不同方式进行改造。其中锅炉系统是现场监控改造的主要内容。
  随着WINDOWS操作系统的发展成熟,视窗菜单操作方式成为了人机界面的主流。3台锅炉原使用DOS系统下计算机采集控制,控制系统维护维修困难,难以实现数据共享。在改造中保留了采集控制卡的采集控制方式,对操作站软件和部分硬件进行了更换升级。

  操作站硬件
  对3台工控机进行了更换升级,以满足WINDOWS系统运行的硬件环境要求。采集卡使用研华ISA总线系列PCL-813B,PCL-728,PCL-730分别对AI、AO、DI、DO进行处理。PCL-813B接收变送器输出4~20mA的标准信号后进行A/D转换;PCL-728用于输出模拟量控制信号至相应设备。PCL-730能够提供隔离数字量输入和输出的通道,隔离保护电压可达到2500VDC.所有输出通道都提供高电压保护。

  操作站软件
  系统安装WINDOWS 2000操作系统,组态软件力控PCAuto控制策略版和研华设备管理软件。研华DLL驱动程序提供了一个基于Windows的配置应用程序可以简单地配置插入式I/O卡。在软件中设置I/O卡的中断,地址,信号类型。力控PCAuto是实现锅炉微机采集控制系统的核心www.cechina.cn,在数据库中定义各种变量类型,设置I/O采集设备控制工程网版权所有,量程转换,报警点及报警级别等;在DRAW中组态工艺流程图、报警、实时历史趋势等画面,在画面中可以直接设置显示变量的连接,开关按钮的动作。在脚本功能中开发各种条件的脚本程序,实现复杂的系统功能。控制策略生成器中利用软件自带控件进行组合,完成锅炉的复杂控制CONTROL ENGINEERING China版权所有,实现自动调节功能。

  远程监控与管理自动化
  远程监控与管理主要利用数据采集系统建立整个热电生产的数据库,得到的生产数据直接参与核算,并利用数据库把相关参数保存起来,通过WEB服务器上传,实现集中控制与远程管理。

  监控管理服务器
  使用一台研华工控机做服务器,以WINDOWS2000 SERVER为操作系统平台CONTROL ENGINEERING China版权所有,力控PCAuto网络版对服务器进行组态。

  服务器数据库的建立
  服务器采用三种方式由基层监控系统获得实时数据,
  ■  对锅炉监控系统采用S-C方式访问工控机上的DB数据库,该方式速度快。锅炉数据获得采用组件间通信技术,服务器与三台锅炉监控机采用网络结点机对等结构方式。在组态时,将服务器、监控机的IP地址配置为在一个网段上的静态地址,在每台微机的Windows目录下的文件

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