某冶煉廠余熱鍋爐汽包與除氧器控制系統

4.控制方案的設計
4.1下位機程序控制設計
將控制系統分為四個大的功能塊:汽包液位控制、主蒸汽壓力控制、除氧氣液位和壓力控制。
（1）汽包液位控制采用串級三沖量給水控制的工作原理，主調節器為1HAD10DL101,副調節器為1LAB10DF101,主調節器接受水位信號去控制副調節器，副調節器接受主調節器信號外，還接受主蒸汽流量溫壓補償信號和給水流量的溫度補償信號，組成一個三沖量的串級控制系統。以達到汽包水位在動態范圍內自動調節。
（2）蒸汽包的壓力控制在６Mpa范圍內，采用單回路PI調節器，如果汽包壓力突然超過一定范圍時，可用調節器1HAD10DP102打開啟動蒸汽控制閥，通過消音裝置將一部分蒸汽排放，以保證蒸汽包的蒸汽壓力穩定。
4.2上位機監控程序設計
上位機對所有采集到的模擬量實時顯示并存儲,開關量進行狀態追憶。對重要參數指標如給水導電率、飽和蒸汽的電導率、鍋爐水的電導率等進行在線分析、監測和報警。監控畫面上設有“自動”、“半自動”及“軟手操”三個按鈕并可進行相互切換。“自動”狀態時，只能監測不能對設備進行操作；“手動”時，可任意調節閥門的開度。在由自動到手動時，閥門之間的轉換是無擾動進行切換的。在操作員站上可根據工藝的改動，修改各個PID回路的設定點，但是某些參數只有具有不同操作權限的級別才可相應進行修改。“軟手操”時，可獨立對閥門進行操作。同時PID調節回路可以選擇自動手動以及汽包液位的單回路和串級三沖量控制。設密碼保護（如設置和修改某一調節回路的比例、積微分時時間等）。為便于生產維護和安全，用不同的顏色區分設備不同的開關狀態，重要設備的集中監視畫面

5.軟件實現
SIEMENS公司的WinCC工控組態軟件，功能齊全，具有很強的過程監視、控制和信息管理功能。本系統上位機監控程序采用WinCC編制，開發了豐富的、漢化的工藝流程畫面及操作圖表，有下列特點：1）兼有監視系統總貌、分部流程等操作畫面，參數設定與調整靈活、人機界面友好。2）設備的自動、手動、軟手操可切換，操作簡單，減輕操作工的勞動強度。3）重要參數的歷史趨勢和實時曲線顯示，實時報表打印及報警處理功能。如下圖6汽包調節畫面所示：

下位機程序用西門子公司提供的STEP5V5.1.02。STEP5編程軟件具有下列優點：1）具有三種不同的基本編程語言：LAD梯形圖，STL語句表，FBD功能塊，對不同專業工程設計人員提供很方便的編程工具。如梯形圖編程方式對電氣自動化專業人員；語句表針對計算機專業人員；功能塊對工藝專業人員等。2）硬件和網絡組態簡單靈活，所有西門子公司的模塊都可以通過STEP7再加上相應的軟件包即可組態。3）STEP7編程軟件具有硬件診斷功能，系統中任何一處出現故障，都可以通過它進行診斷出來，以便維護工程師對系統進行快速發現故障點，急時處理。4）STEP7標準庫中提供了大量的標準系統功能和功能塊，如標準的軟PID控制功能塊，同時提供在線英文幫助。使編程設計人員方便靈活。

6.結束語
余熱鍋爐控制系統投入使用后，完全達到預期的控制目標，目前系統運行十分穩定。是同類鍋爐控制系統中最具代表性的一個過程控制典型系統。該系統是將集散控制系統（DCS）與可編程控制器（PLC）融合為一體的、控制系統不論是放案設計還是控制方式都比較先進，為以后該廠蒸汽的利用打下了良好的基礎。投運后大大提高了生產效率，并取得了良好的經濟效益和社會效益，屬國內領先水平。在同類控制系統中推廣應用前景很好。