組態(tài)王課程設(shè)計(jì)鍋爐溫度控制系統(tǒng)

1、鍋爐溫度控制系統(tǒng)上位機(jī)設(shè)計(jì)1. 設(shè)計(jì)背景鍋爐是化工、煉油、發(fā)電等工業(yè)生產(chǎn)過程中必不可少的重要的動力設(shè)備。它所產(chǎn)生的高壓蒸汽，既可以作為風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)、大型泵類的驅(qū)動透平的動力源，又可作為蒸餾、化學(xué)反應(yīng)、干燥和蒸發(fā)等過程的熱源。隨著工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，生產(chǎn)設(shè)備的不斷創(chuàng)新，作為全廠動力和熱源的鍋爐，辦向著大容量、高參數(shù)、高效率發(fā)展。為了確保安全，穩(wěn)定生產(chǎn)，鍋爐設(shè)備的控制系統(tǒng)就顯得愈加重要。 隨著經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，自動化控制水平越來越高，用戶對鍋爐控制系統(tǒng)的工作效率要求也越來越高，為了提高鍋爐的工作效率，較少對環(huán)境的污染問題，所以利用計(jì)算機(jī)與組態(tài)軟件技術(shù)對鍋爐生產(chǎn)過程進(jìn)行自動控制有著重要的意義。2.

2、 任務(wù)要求(1) 按照題目設(shè)計(jì)監(jiān)控畫面及動態(tài)模擬；(2) 在數(shù)據(jù)字典中定義需要的內(nèi)存變量和I/O變量；(3) 實(shí)現(xiàn)監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)時(shí)、歷史曲線及報(bào)警界面顯示；(4) 實(shí)現(xiàn)保存數(shù)據(jù)和參數(shù)報(bào)表打印功能；(5) 實(shí)現(xiàn)登陸界面和幫助界面。3. 界面功能3.1 系統(tǒng)說明本系統(tǒng)的目的是實(shí)現(xiàn)鍋爐的溫度控制，所以在監(jiān)控界面設(shè)置了加熱部分和降溫部分，同時(shí)通過觀察相應(yīng)儀表，操作者手動的實(shí)現(xiàn)對鍋爐溫度的控制，而且在加熱過程和降溫過程中有信號燈可以清楚地顯示系統(tǒng)工作在什么階段。此外，在監(jiān)控界面加入了液位控制部分，通過對進(jìn)水量和出水量的控制實(shí)現(xiàn)液位平衡。實(shí)時(shí)曲線和歷史曲線可以讓操作者清楚地觀察到鍋爐內(nèi)液體的液位高度和溫度，

3、從而更加準(zhǔn)確的操作系統(tǒng)，達(dá)到控制要求。實(shí)時(shí)報(bào)警界面可以隨時(shí)進(jìn)行提醒，防止發(fā)生意外情況。幫助界面可以讓初次登陸該系統(tǒng)的用戶快速學(xué)會如何操作系統(tǒng)。登陸界面中加入用戶登陸部分，只有有相應(yīng)權(quán)限的操作者也可以控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)還加入歷史曲線打印功能和對系統(tǒng)相關(guān)變量的保存功能，用戶可以隨時(shí)查看歷史記錄。3.2主監(jiān)控界面主控界面實(shí)現(xiàn)的是操作者觀察儀表，得到鍋爐內(nèi)液體溫度和液位的實(shí)時(shí)信息，通過調(diào)節(jié)電磁閥1、2，使得鍋爐內(nèi)液體液位保持在要求范圍內(nèi)，通過加熱按鈕和降溫按鈕對溫度進(jìn)行控制，使得溫度在要求范圍內(nèi)。這樣，就實(shí)現(xiàn)了鍋爐溫度的控制。在該界面加入菜單項(xiàng)，可以查看歷史系統(tǒng)報(bào)警。加入實(shí)時(shí)曲線、歷史曲線和幫助界面按鈕

4、，可以使操作者更加快捷、準(zhǔn)確的實(shí)現(xiàn)對系統(tǒng)的控制。如圖1所示：圖1 鍋爐溫度控制系統(tǒng)主監(jiān)控界面3.3 實(shí)時(shí)曲線界面實(shí)時(shí)趨勢曲線的功能是隨著系統(tǒng)的運(yùn)行，動態(tài)的顯示出鍋爐內(nèi)液體的溫度和液位的變化情況，讓用戶清楚的看出溫度和液位的變化趨勢，為下一步控制做出精確地決策。如圖2所示：圖2 實(shí)時(shí)趨勢曲線3.4 歷史曲線界面歷史趨勢曲線記錄了鍋爐內(nèi)液體溫度和液位的歷史變化，用戶可方便查看歷史曲線的變化情況。該界面加入了打印按鈕，可方便的實(shí)現(xiàn)對歷史曲線的打印。如圖3所示：圖3 歷史趨勢曲線3.5 實(shí)時(shí)報(bào)警界面實(shí)時(shí)報(bào)警界面會在鍋爐液體溫度低于10度時(shí)報(bào)警，并彈出報(bào)警界面，提醒操作者對該情況迅速做出反應(yīng)，以免發(fā)生意

5、外。如圖4所示：圖4 實(shí)時(shí)報(bào)警界面3.6 登陸界面登陸界面設(shè)置了用戶登陸部分，可以寫入密碼，使得有相應(yīng)權(quán)限的用戶才可以進(jìn)入系統(tǒng)進(jìn)行操作。如圖5所示：圖5 登陸界面3.7 幫助界面幫助界面可以幫助用戶更快的掌握如何控制系統(tǒng)，使系統(tǒng)工作在要求狀態(tài)。如圖6所示：圖6 幫助界面4. 數(shù)據(jù)字典設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)字典用來定義控制過程中用到的相關(guān)變量，在動畫連接時(shí)需要將變量連接到各個(gè)部件，通過編寫命令語言即可實(shí)現(xiàn)對相關(guān)變量的控制。在該系統(tǒng)中主要的變量有鍋爐液位、溫度、液位開關(guān)、加熱顯示和降溫顯示等。如圖7所示：圖7 變量表5. 軟件運(yùn)行演示圖8 鍋爐溫度控制系統(tǒng)運(yùn)行仿真6. 心得體會這次課程設(shè)計(jì)讓我對使用專業(yè)知識、專

6、業(yè)技能來分析和解決實(shí)際問題有了比較全面系統(tǒng)的鍛煉。相信以后在使用組態(tài)軟件設(shè)計(jì)能夠更全面，設(shè)計(jì)出更方便的實(shí)現(xiàn)監(jiān)控和控制的功能，同時(shí)讓我在使用編程技巧的熟悉度向前邁了一大步。在課程設(shè)計(jì)的期間，我學(xué)到了很多課本上學(xué)不到的知識，拓展了自己的視野和拓寬了自己的知識面。參考文獻(xiàn)1 何離慶等，過程控制系統(tǒng)與裝置M.重慶大學(xué)出版社，2003.2 曹立學(xué)，令朝霞.基于組態(tài)軟件的計(jì)算機(jī)液位串級控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與研究J.工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，2008.附錄11. 啟動時(shí)應(yīng)用程序命令語言本站點(diǎn)水庫液位=40;If(本站點(diǎn)液位開關(guān)2=1)u本站點(diǎn)加熱爐水位=40;If(本站點(diǎn)液位開關(guān)2=1)本站點(diǎn)加熱爐水位=u本站點(diǎn)加熱爐水位+

7、5;本站點(diǎn)水庫液位=本站點(diǎn)水庫液位-5;If(本站點(diǎn)液位開關(guān)3=1)本站點(diǎn)加熱爐水位=本站點(diǎn)加熱爐水位-5;本站點(diǎn)水庫液位=本站點(diǎn)水庫液位+5;本站點(diǎn)溫度=20;If(本站點(diǎn)加熱=1)本站點(diǎn)溫度=u本站點(diǎn)溫度+0;If(本站點(diǎn)降溫=1)本站點(diǎn)溫度=u本站點(diǎn)溫度-0;2. 運(yùn)行時(shí)應(yīng)用程序命令語言If(本站點(diǎn)液位開關(guān)2=0)本站點(diǎn)加熱爐水位=本站點(diǎn)加熱爐水位+0;本站點(diǎn)水庫液位=本站點(diǎn)水庫液位-0;If(本站點(diǎn)加熱=0)本站點(diǎn)溫度=本站點(diǎn)溫度+10;If(本站點(diǎn)降溫=0)本站點(diǎn)溫度=本站點(diǎn)溫度-10;If(本站點(diǎn)加熱=1)本站點(diǎn)溫度=u本站點(diǎn)溫度+0;If(本站點(diǎn)降溫=1)本站點(diǎn)溫度=u本站點(diǎn)溫度-0;If(本站點(diǎn)液位開關(guān)3=0)本站點(diǎn)加熱爐水位=本站點(diǎn)加熱爐水位-0;本站點(diǎn)水庫液位=本站