鍋爐房自動控制系統

一、系統概述某小區鍋爐房自動控制系統，采用西門子公司的S7—300DP PLC，和上位計算機等完成實時測控等任務，根據甲方需求選擇適當的監測量（溫度、壓力、流量等）并設計專用的測控軟件包，對小區4臺鍋爐組成的供暖系統進行自動調控。該系統，通過對小區室外溫度、遠端住戶室內溫度實時在線檢測，依照設置的參數、供暖室內溫度標準，完成對換熱3通閥啟閉和開度、循環泵啟停轉速、居民樓2通閥開度等控制、跟蹤、調節，使供暖溫度穩定在設定值上。并使供暖系統達到預計的高效節能運行狀態。該系統，可將供暖系統運行經驗設置在計算機上，調節系統運行方式。在完成自動調節、報警等功能的同時，實現數據顯示、管理、運行報表、打印等多項功能。通過遠程聯網通信端口，可與甲方總公司的生產調度管理控制系統進行數據交換。自控系統嚴格按照工業標準生產，自動化程度高、適應性強、可靠性好，適用于工業應用環境。二、系統結構控制系統，由現場儀表與執行機構部分、S7-300DP CPU主機和分布I/O組成系統控制部分、上位監控計算機等組成。現場儀表，主要完成現場信號的測量，模擬量以4~20mA信號輸出、數字量I/O信號輸出。PLC控制系統部分，主要完成現場信號的處理、運行控制算法和輸出控制信號等功能。監控計算機，主要完成系統監視、控制數據置入、系統響應記錄等功能。人機界面，為全漢字操作界面。現場儀表安裝于適當的被測點。各分布I/O控制柜安裝于每臺鍋爐附近，再匯總通過PROFIBUS總線到中控室，然后與上位計算機想聯，實現通訊；監控計算機放于中控室、可選配適當的打印機、可選配熱備冗余計算機。鍋爐房控制系統圖示2、監控計算機“監控界面”圖示該圖示為其他自動控制系統“監控界面”，實際設計時根據實際情況專門設計。3、監控計算機“鍋爐實時溫度趨勢圖”圖示監控機可以自動記錄、保存一定時間內，鍋爐出口溫度變化趨勢圖，也可以增加其他被檢測量變化趨勢。4、監控計算機“系統報警表”圖示三、系統控制方法該系統的自動控制，主要有3通閥、2通閥、循環水泵、煙氣排放等4個自動調節部分，具體設置如下：1、控制系統自動調節回路處理1）自動調節回路設置出水溫度自動跟蹤調節回路，是滯后調節系統，采用串級調節回路。主回路為溫度回路，滯后回路，為PID1；副回路為流量回路，快速回路，為PID2。另一回路為壓力回路，快速回路，為PID3。煙氣排放調節回路，待定。2）自動調節回路框圖3）控制系統自動調節方法加熱爐出口溫度，受多種因素的影響。需采用實時在線監測方可達到高效率運行。a）自動調節方法在循環水流量、系統壓力穩定的基礎上，該系統自動跟蹤控制住戶溫度等檢測量，使出口溫度穩定于設定值。b）自動調節過程系統工作中，分手工與自動2個工作方式。手動方式，PID 處于人工方式，不參與調整只跟隨數據，可以人工調整溫度。自動方式，PID處于自動方式，以設定的期望值為準，完成自動跟蹤。人為改變溫度時，以自動跟蹤的方式逐步逼近設定溫度。在給定時間（可設定，默認1.0小時），無法跟蹤到設定溫度時，自動提示值班員，查看是否需要調整其他部分。手動/自動切換，一般在系統接近穩態時進行，系統將以無擾動方式切換。在非穩態切換，系統將以自動調整方式運行。2、控制系統自動報警處理為保證鍋爐正常運行設置的報警信號，其報警門限根據生產需要，設置、更改，并由主控制器記憶、執行。報警程序，由不同報警原因分別調用。3、報警信號表，略。4、監測與控制信號表

序號功能位號型號規格數量控制點控制信號 01溫度變送器T供1、T回1、2AI4~20mA T供2、T回2、2 T室外1、T室外2、2 02壓力變送器P供1、P回1、2AI4~20mA P供2、P回22 03流量變送器L供1、L供2、2AI4~20mA L回1、L回2、2

四、系統功能、特點系統功能主工作界面，手動設置流量改變溫度，自動跟蹤設定溫度趨勢圖曲線，查看溫度、流量、壓力變化過程趨勢圖放大曲線，用于分析PID工作情況、優化調整控制參數數據瀏覽，查看300條定期采集的被監測信號的歷史數據參數設置，設置PID、儀表量程、報警極限等參數報警表，查看報警點記錄系統測試，查看被監測信號AI、AO、DI、DO實時數據用戶登錄，區分不同用戶的操作權限系統幫助，閱讀簡要使用說明系統特點系統采用實時在線測量法，測量準、精度高系統能手動/自動無擾切換，實現溫度手動調整、自動跟蹤系統采用串級PID調節算法，提高了控制精度和穩定性系統控制參數、功能參數，可隨時調整，方便地適應不同的應用環境系統自動生成運行曲線、定時記錄運行數據，方便分析原油溫度變化情況系統實時顯示溫度、流量、壓力等控制數據系統為全漢字人機界面，使用直觀、方便系統具有溫度、流量、壓力、超時等多項報警功能系統支持多種通信方式，可多系統聯網使用系統具有看門狗功能系統控制數據掉電保護，可保存10年系統的測量、控制部件與外接儀表或設備完全隔離，避免了外界的干擾系統主控制器采用優秀的工業級產品，其性能先進、結構合理，具有卓越的溫度特性，可在惡劣的環境下工作五、系統主要性能指標溫度調節范圍 甲方設定溫度控制精度 ￡5溫度超調 ￡5溫度穩定時間 依供熱系統檢測顯示精度 1%測量精度 ±0.1%輸出精度 ±0.1%儀表電源 24VDC/1A±10%整機電源 220VAC/3A±10%工作溫度 -10⁰C～70⁰C