自动化组态软件课件.docx

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自动化组态软件课件

成绩

课程设计报告

设计题目

供暖锅炉运行监控系统

组态设计

课程名称

工控系统监控程序设计

姓名

张涵

学号

2012001397

班级

自动化1204

设计日期

2015年01月08日

供暖锅炉

摘要

工业锅炉是采暖供热系统的核心设备，它的主要任务是安全可靠、经济有效的把燃烧的化学能转化为热能，进而将热能传递给水，产出满足需要的蒸汽或热水。

为了锅炉工作能够安全高效的正常功过，需要对锅炉进行实时监控。

并且一旦发生异常情况能够马上发现，以便及时整修。

本文主要通过组态软件（MCGS）做一个锅炉监控系统。

设计分为三部分，分别为锅炉给水系统、燃烧加热系统、蒸汽系统。

主要的输出对象为液位、温度和压力；三个对象之间相互联系，相互约束；通过三个输出对象来实现对锅炉工作的实时监测与控制。

而且可以通过改变系统的参数来改变系统的工作情况。

监控的结果可以通过数据表格和数据曲线来观察。

此外，还有报警系统对锅炉的工作情况进行实时报警，以便对报警情况进行及时处理。

关键词：

采暖供热；组态软件；锅炉；监控系统

Heatingboiler

Abstract

Industrialboiler isthekeyequipment ofheatingsystem, itsmaintask issafeandreliable, economicandeffective combustion chemicalenergyintoheat,thustheheattransferwater, steamorhotwateris output tomeetthe needsof.Inorderto normal themeritsanddemeritsof boiler workcanbe safeandefficient, theneedfor real-timemonitoringofthe boiler. Andonce theabnormalconditions canimmediatelyfound, inordertorepairintime. Thispapermainly throughtheconfigurationsoftware （MCGS） todoa boilermonitoringsystem.

Thedesignisdividedintothreeparts, respectively, for boilerfeedwatersystem, thecombustion heatingsystem, steamsystem. Themainobjectofoutput for liquidlevel, temperatureandpressure; betweenthreeobjectsofmutualconnection, mutual constraints; by three theoutput objectto realizereal-time monitoringand controloftheboiler work. Butalso tochangethe workconditionofthesystem bychangingthesystemparameters. Monitoringresultscanbe observed throughthedata table anddata curve. Inaddition, thereisworktothe alarmofboiler system forreal-time alarm, sothattimely treatmentof alarm.

KeyWords：

Heating boiler; configurationsoftware; monitoringsystem

摘要I

AbstractII

第1章选题及工艺流程分析说明1

1.1控制系统工艺或状况描述1

1.2组态设计的目标1

1.3监控系统分析和总体设计2

第2章实时数据库组态设计说明4

2.1检测和控制点选择4

2.2工艺系统I/O点统计表5

2.3内部数据对象6

2.4实时数据库组态说明7

第3章对象特性数学模型及其脚本程序13

3.1对象数学模型分析4

3.2对象数学模型实现5

3.3对象和控制逻辑说明6

3.4控制算法或控制逻辑及其脚本程序7

3.5运行策略脚本程序及说明4

第4章用户界面及报告设计15

4.1监控界面组态设计说明及界面效果图15

4.2Excel报表组态设计说明及样表15

4.3主控窗口设置和系统菜单设计说明4

4.4安全策略设计说明5

第5章用户界面及报告设计15

5.1运行结果分析等15

5.2组态设计和调试中遇到的问题、解决方法和结果15

第6章总结15

参考文献17

附录A附录内容名称18

第1章选题及工艺流程分析说明

1.1控制系统工艺或状况描述

控制系统以锅炉为主题，通过进水管道给锅炉供水，然后供给天然气对锅炉加热使水温上升，再通过暖气管道将热水送到用户。

在加热过程中，锅炉压力会上升，为了锅炉能够安全工作需要通过排气管道对锅炉进行排放蒸汽，从而减小锅炉压力。

反映锅炉状态的控制变量为液位、温度和压力。

通过水泵、冷水阀和热水阀控制锅炉的液位，通过天然气阀和供气阀控制锅炉的温度，通过排气阀控制锅炉的压力；此外，锅炉液位的变化即锅炉进入冷水或热水减少会引起锅炉温度的变化；而且锅炉温度的变化势必会引起锅炉压力的变化；当锅炉内压力过大时需要进行排气操作，这样势必会引起锅炉内温度和液位的变化。

1.2组态设计的目标

通过对供暖锅炉系统进行组态设计，可以实现对工业锅炉系统工作流程的模拟。

能够简洁、真实、完整的反映出实际工作状况，锅炉自动控制工艺抽象化。

用三个控制变量液位、温度和压力的数值反映锅炉的工作情况，也体现锅炉的工作状态。

1.3监控系统分析和总体设计

系统的监控主要通过对三个控制变量液位、温度和压力进行监控来实现对供暖锅炉系统的监控。

液位报警限有上上限报警、上限报警、下限报警和下下限报警，温度的报警限和液位相同，压力报警限有上限报警和下限报警。

在供暖锅炉正常工作时，通过列表反映报警信息的报警画面。

可以通过这些报警限制对锅炉进行实时监测，从而及时对报警信息进行处理。

报警属性如图所示

液位

温度

压力

第2章实时数据库组态设计说明

2.1检测和控制点选择

供暖锅炉的检测主要为对三个控制变量液位、温度和压力的检测。

通过三个变量的数字来判断锅炉的工作状态。

控制点为水泵、冷水阀、热水阀、天然气阀、供气阀及排气阀，通过控制以上对象来控制锅炉工作。

2.2工艺系统I/O点统计表

输入

名称

水泵

冷水阀

热水阀

天然气阀

供气阀

排气阀

类型

开关型

输出

名称

液位

温度

压力

类型

数值型

2.3内部数据对象

内部数据对象

名称

$Time

$Year

$Month

$Day

类型

字符型

数值型

2.4实时数据库组态说明

第3章对象特性数学模型及其脚本程序

3.1对象数学模型分析

液位

温度压力

3.2对象数学模型实现

当供暖锅炉的液位发生变化时，温度和压力也会随之发送变化；同理，当供暖锅炉的温度发生变化时，压力也会随之发送变化；当供暖锅炉的压力发生变化时，液位和温度也会随之发送变化。

3.3控制算法或控制逻辑及其脚本程序

液位：

当液位低于80时，需要给供暖锅炉供水，打开水泵和冷水阀，液位升高；当液位高于90时，停止供水，关闭水泵和冷水阀；当热水阀打开时，给用户供暖，此时液位会有微小减少。

温度：

当温度低于80摄氏度，需要给供暖锅炉加热，打开天然气阀和供气阀，则供暖锅炉温度上升；当温度高于100摄氏度时，停止加热，关闭天然气阀和供气阀。

压力：

当供暖锅炉压力大于0.15MPa时，压力过大需要排放蒸汽，打开排气阀，则锅炉压力减小；当锅炉压力低于0.1MPa时，停止排放蒸汽，关闭排气阀。

相互关系：

若供暖锅炉有水，当排放蒸汽减压时，锅炉液位会有微量减少，同时供暖锅炉的温度也会有所下降。

当冷水阀打开给锅炉加水时，供暖锅炉温度会有所减小，由于温度下降，压力也会减小；当热水阀打开给用户供暖时，供暖锅炉温度缓慢减小，同上，压力也会减小。

3.4运行策略脚本程序及说明；

启动策略：

当系统启动时，设置变量的初值和各个开关状态。

开始是液位为零，温度为15摄氏度，压力为0.01MPa；将热水阀打开，给用户供暖。

循环策略:

循环策略的循环时间改为60ms

第一个策略行为液位，第二个策略行为温度，第三个策略行为压力，第四个策略行为三个的相互关系，各策略行的脚本程序见3.3

第4章用户界面及报告设计

4.1监控界面组态设计说明及界面效果图

4.1.1封面

4.1.2主画面——供暖锅炉

通过冷水管道给供暖锅炉供水，通过天然气管道供给天然气给锅炉加热，通过热水管道给用户供暖，通过排气管道使锅炉排放蒸汽。

4.1.3实时数据的窗口

液位趋势窗口

温度趋势窗口

压力趋势窗口

实时数据表窗口

4.1.4历史数据的窗口

历史数据表窗口

历史数据曲线窗口

4.1.5报警记录的窗口