換熱站自動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)方法.doc

換熱站自動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)方法【摘要】本文介紹了換熱站自動(dòng)控制系統(tǒng)中有關(guān)數(shù)據(jù)顯示、調(diào)節(jié)控制的設(shè)計(jì)方案觀點(diǎn)及具體實(shí)現(xiàn)方法。【關(guān)鍵詞】 換熱站 自動(dòng)化控制系統(tǒng) MCGS【Abstract】:This paper introduces mainly several methods of displaying data, controlling and adjusting data in automation control system of station of exchanging heart.【Key words:】station of exchanging heart automation control systems MCGS一、 簡介（1） 換熱站發(fā)展的背景從能源節(jié)約、環(huán)保要求、政府政策等幾方面考慮，目前許多城市都采用了集中供熱，拆除了許多小供熱鍋爐；集中供熱鍋爐將熱源送往各片區(qū)的換熱站，再由換熱站把熱量送往千家萬戶 。（2） 換熱站主要工藝換熱站設(shè)備一般包括2臺(tái)換熱器、3循環(huán)泵、一用一備式變頻恒壓補(bǔ)水系統(tǒng)及水處理設(shè)備；鍋爐房熱水經(jīng)一網(wǎng)循環(huán)把熱量送入換熱站，站內(nèi)隔離式換熱器將熱量傳遞給二網(wǎng)循環(huán)送往用戶；換熱站自動(dòng)化控制系統(tǒng)主要監(jiān)控一網(wǎng)、二網(wǎng)進(jìn)、出水的溫度、壓力、流量和循環(huán)泵、補(bǔ)水泵的狀態(tài)、啟?？刂?、轉(zhuǎn)速、故障以及電量等參數(shù)；（3） 換熱站控制系統(tǒng)硬件構(gòu)成壓力變送器、熱電阻、流量計(jì)、液位變送器、數(shù)采模塊、隔離配電模塊、嵌入式觸摸屏、MCGS嵌入版軟件（4） MCGS嵌入版軟件功能特點(diǎn) 容量?。赫麄€(gè)系統(tǒng)最低配置只需要極小的存貯空間，可以方便的使用DOC等存貯設(shè)備； 速度快：系統(tǒng)的時(shí)間控制精度高，可以方便地完成各種高速采集系統(tǒng)，滿足實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)要求； 成本低：使用嵌入式計(jì)算機(jī)，大大降低設(shè)備成本； 真正嵌入：運(yùn)行于嵌入式實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)； 穩(wěn)定性高：無風(fēng)扇，內(nèi)置看門狗，上電重啟時(shí)間短，可在各種惡劣環(huán)境下穩(wěn)定長時(shí)間運(yùn)行； 功能強(qiáng)大：提供中斷處理，定時(shí)掃描精度可達(dá)到毫秒級(jí)，提供對(duì)計(jì)算機(jī)串口，內(nèi)存，端口的訪問。并可以根據(jù)需要靈活組態(tài)； 通訊方便：內(nèi)置串行通訊功能、以太網(wǎng)通訊功能、GPRS通訊功能、Web瀏覽功能和Modem遠(yuǎn)程診斷功能，可以方便地實(shí)現(xiàn)與各種設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)交換、遠(yuǎn)程采集和Web瀏覽； 操作簡便：MCGS嵌入版采用的組態(tài)環(huán)境，繼承了MCGS通用版與網(wǎng)絡(luò)版簡單易學(xué)的優(yōu)點(diǎn)，組態(tài)操作既簡單直觀，又靈活多變；支持多種設(shè)備：提供了所有常用的硬件設(shè)備的驅(qū)動(dòng)；二、 換熱站自動(dòng)化控制系統(tǒng)換熱站自動(dòng)化控制系統(tǒng)主要功能有：監(jiān)視功能、控制功能、遠(yuǎn)傳功能。（一）監(jiān)視功能系統(tǒng)監(jiān)視功能包括：數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)顯示兩部分。1、 數(shù)據(jù)處理 數(shù)據(jù)處理包括：數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)計(jì)算處理（1） 數(shù)據(jù)采集數(shù)據(jù)采集是指系統(tǒng)完成一次數(shù)據(jù)（過程參數(shù)、設(shè)備狀態(tài)）的獲得，如溫度、壓力、流量、液位的模擬量和設(shè)備狀態(tài)等開關(guān)量信號(hào)，從現(xiàn)場(chǎng)一次儀表由信號(hào)電纜直接到系統(tǒng)控制柜內(nèi)部端子。一次模擬量參數(shù)要經(jīng)過濾波、放大倍數(shù)、采樣周期、報(bào)警、線性變換、非線性變換、信號(hào)轉(zhuǎn)換等預(yù)設(shè)置；一次開關(guān)量狀態(tài)要經(jīng)過防抖、報(bào)警設(shè)置等預(yù)設(shè)置；(2) 數(shù)據(jù)計(jì)算處理數(shù)據(jù)計(jì)算處理是對(duì)系統(tǒng)采集的一次數(shù)據(jù)進(jìn)行加工處理，得到系統(tǒng)所需的二次數(shù)據(jù)。一次計(jì)算處理主要針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波、量程轉(zhuǎn)換；二次計(jì)算處理主要是對(duì)數(shù)據(jù)的求和、累計(jì)、平均值、最大值等計(jì)算；性能計(jì)算處理主要是完成換熱效率、電量、水量的計(jì)算，可以得出效率、效益計(jì)算結(jié)果；2、 數(shù)據(jù)顯示部分 數(shù)據(jù)顯示部分主要包括：主畫面顯示、參數(shù)設(shè)置、曲線圖、數(shù)據(jù)分組顯示等；（1） 主畫面顯示在系統(tǒng)運(yùn)行中，主畫面顯示是非常重要的，也是非常直觀的；畫面的好壞直接影響的項(xiàng)目的形象。利用MCGS軟件強(qiáng)大的繪圖功能可以很形象的繪制出換熱站所有設(shè)備與工藝；用數(shù)顯框在相應(yīng)位置顯示出模擬量（如：溫度、壓力、流量、液位、電流等）；用紅、綠色以及動(dòng)態(tài)效果來表示各泵的狀態(tài)；（2） 參數(shù)設(shè)置此界面主要用于現(xiàn)場(chǎng)工程師針對(duì)各換熱站不同的運(yùn)行工況設(shè)置一些保護(hù)值（例如液位低自動(dòng)停止補(bǔ)水系統(tǒng)、二網(wǎng)出水壓力超高停止循環(huán)泵等）以確保設(shè)備安全；（3） 曲線圖軟件對(duì)所有模擬量分組做歷史曲線與時(shí)實(shí)曲線（如：壓力時(shí)實(shí)曲線、壓力歷史曲線、溫度歷史曲線、流量時(shí)實(shí)曲線等）便于查詢、分析；（4） 數(shù)據(jù)分組顯示把相關(guān)、相互聯(lián)系的參數(shù)、狀態(tài)放在一起，便于運(yùn)行檢測(cè)、數(shù)據(jù)分析；（二）控制功能 借助MCGS編程簡單的優(yōu)點(diǎn)可以很方便的做出手動(dòng)控制和自動(dòng)控制方式；首先做一個(gè)手/自動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)按鍵內(nèi)部程序令HA取反 *HA 手/自動(dòng)變量顯示屬性令HA=0時(shí)顯示自動(dòng)，HA=1時(shí)顯示自動(dòng)（1） 手動(dòng)方式針對(duì)要控制起停的泵或變頻器做相應(yīng)的起停按鍵，例如控制1#循環(huán)泵：啟動(dòng)鍵：IF HA=0ThenXBQT1=1 *1#循環(huán)泵起停控制變量Endif停止鍵：IF HA=0ThenXBQT1=0Endif（2） 自動(dòng)方式自動(dòng)方式主要是用于保護(hù)設(shè)備，例如防止補(bǔ)水水箱無水損壞補(bǔ)水泵，二網(wǎng)壓力過高造成用戶暖氣爆裂等；下面我們將防止壓力過高的程序列出：IF HA=1 And PT201PTH1 * PT201二網(wǎng)出水壓力變量Then * PTH1二網(wǎng)出水壓力第一上限變量BPQT=0 * BPQT恒壓補(bǔ)水系統(tǒng)起?？刂谱兞縀ndif * PTL1二網(wǎng)出水壓力第一下限變量IF HA=1 And PT201ThenBPQT=1Endif/如果二網(wǎng)出水壓力高于第一設(shè)定壓力自動(dòng)停止恒壓補(bǔ)水系統(tǒng)，低于設(shè)定下限壓力時(shí)恢復(fù)；因?yàn)楹銐貉a(bǔ)水系統(tǒng)本身具有PID調(diào)節(jié)功能，要求PTH1與PTL1正確設(shè)置就不會(huì)產(chǎn)生震蕩；另外也可以用延時(shí)函數(shù)恢復(fù)來避免震蕩；IF HA=1 And PT201ThenIF XBZT1=1 * XBZT1 1#循環(huán)泵狀態(tài)變量Then XBQT1=0 * XBZT1 1#循環(huán)泵起?？刂谱兞緽Z1=1 * 1#標(biāo)志變量EndifIF XBZT2=1 * XBZT2 2#循環(huán)泵狀態(tài)變量Then XBQT2=0 * XBZT2 2#循環(huán)泵起停控制變量BZ2=1 * 2#標(biāo)志變量EndifIF XBZT3=1 * XBZT3 3#循環(huán)泵狀態(tài)變量Then XBQT3=0 * XBZT3 3#循環(huán)泵起?？刂谱兞緽Z3=1 * 3#標(biāo)志變量EndifEndif/如果二網(wǎng)出水壓力高于第二設(shè)定壓力判斷哪臺(tái)循環(huán)泵在運(yùn)行就停止哪臺(tái)；IF HA=1 And PT201ThenIF BZ1=1ThenXBQT1=1EndifIF BZ2=1ThenXBQT2=1EndifIF BZ3=1ThenXBQT3=1EndifBZ1=0BZ2=0BZ3=0Endif/如果二網(wǎng)出水壓力低于第二下限設(shè)定壓力自動(dòng)恢復(fù)循環(huán)泵運(yùn)行；（三）遠(yuǎn)傳功能系統(tǒng)增加遠(yuǎn)傳功能可以使換熱站達(dá)到無人職守，遠(yuǎn)傳方式可以選擇光纖專線、數(shù)傳電臺(tái)、GPRS等方式；本文選擇GPRS方式，硬件選擇尉譜MA8-9 GPRS通訊平臺(tái)其功能特點(diǎn)如下：MA8-9支持GSM 900/1800/1900 三頻網(wǎng)絡(luò)，整合目前最先進(jìn)的GPRS模塊與標(biāo)準(zhǔn)接口，內(nèi)建TCP/IP協(xié)議，功能強(qiáng)大、提供安全、透明的傳輸信道。首先要對(duì)MA8-9進(jìn)行初始化設(shè)置如固定的網(wǎng)絡(luò)IP地址，這就需要在中控室內(nèi)的監(jiān)控計(jì)算機(jī)上開通固定IP業(yè)務(wù)，其余設(shè)置如：通訊波特率：9600、奇偶校驗(yàn)：偶、數(shù)據(jù)位：8、停止位：1的設(shè)置要求必須與MCGS軟件中設(shè)備連接