基于组态软件和PLC的锅炉水处理自动监控系.doc
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1、基于组态软件和PLC的锅炉水处理自动监控系统1 前言 计算机监控系统是采用集中监测、集中控制、集中显示、集中管理、集中保存的系统,融合了较先进的自动化技术、计算机技术、通讯技术、故障诊断技术和软件技术,广泛应用在化工、供暖、机械、供水、水处理等多个领域,在工业生产中发挥越来越显著的作用。在满足锅炉连续、安全、稳定的前提下,本文介绍了集工业控制计算机、组态软件、PLC(可编程控制器)、变频器于一体的锅炉水处理自动监控系统。2监控系统工艺流程锅炉水处理系统的工艺流程简图如图1:根据工艺流程简图,锅炉水处理自动监控系统包括:1、锅炉给水压力的控制,2、除氧水箱水位的控制,3、软水箱水位的控制,4、数
2、据的采集与控制。2.1锅炉给水压力的控制锅炉给水压力的控制采用水泵变频恒压供水,通过安装在出水管网上的压力变送器,把管网压力信号变成420mA的标准信号送入PLC(可编程控制器),PLC通过PID程序运算后,输出转速信号送给变频器,由变频器控制水泵电机的转速,调节水泵的供水量,使供水管网上的压力保持在给定的压力值上。当用水量超过或少于运行泵的供水量时,通过PLC控制切换进行加泵或减泵,即根据用水量的多少由PLC控制工作泵的数量增减以及变频器对运行泵的转速调节,实现恒压供水的目的。变频恒压供水原理图如图2:2.2除氧水箱水位的控制除氧水箱水位的控制采用水泵变频与工频供水,通过安装在除氧水箱上的差
3、压变送器,把水箱水位信号转变成420mA的标准信号送入PLC,PLC通过PID程序运算后,得出输出信号给变频器,由变频器控制电机的转速,调节水箱给水量,使除氧水箱的水位保持在给定的水位上。给除氧水箱供水还包括冷凝水箱水位的控制,当冷凝水箱水位高时,启动冷凝水泵,当冷凝水箱水位低时,停止冷凝水泵,防止冷凝水箱出现溢流现象,减少水源浪费。根据除氧水箱水位的高低,由PLC控制软水泵和冷凝水泵数量及变频器对软水泵的转速调节,实现恒水位供水。恒水位变频控制原理图如图3:2.3软水箱水位的控制软水箱水位的控制采用电磁阀控制,通过安装在软水水箱上的差压变送器,把水箱水位信号变成420mA的标准信号送入PLC
4、,PLC通过PID运算后输出控制信号,当软水水位低时,增加电磁阀开度,当软水水位高时,可减少电磁阀开度。恒水位电磁阀控制原理图如图4:2.4 数据的采集与控制水处理自动控制系统需要检测和控制的工艺参数主要有:压力、流量、液位、转速、阀门开度、水泵的运行/停止、阀门的开/关、变频器的运行/停止等等,系统共有模拟量输入11路, 模拟量输出4路,数字量输入40路,数字量输出20路。3 监控系统硬件配置锅炉水处理自动监控系统主要由研华工控机、S7-226PLC、EM221、EM235、变频器、伺服放大器、电磁阀、压力变送器、差压变送器、孔板、数显仪表、RS485/RS232转换器、PC/PPI电缆、控
5、制柜、继电器、水泵等组成。该自动监控系统硬件配置图如图5:上位机采用研华工业控制计算机,具有性能稳定配置高、抗干扰能力强等优点,主要实现整个系统的数据监视和参数设定工作。下位机采用西门子公司的S7 - 200 系列的S7-226可编程控制器(Micro PLC),它具有功能强大、可靠性高、维护方便且抗干扰能力强等多方面优点,本系统主要采用它作为数据采集、控制回路、自动顺序操作和数据运算的功能。变频器采用芬兰Vacon公司的Vacon-NX系列变频器,具有调速性能好、保护电机,节能效果显著、运行工艺安全可靠等多项优点,具体参数在变频调试时根据电机具体情况设定。压力、流量、水位信号采用昌晖仪表采集
6、、显示,仪表通过RS485电缆采集通过RS485/RS232转换后进入上位机显示。转速及阀位信号采用PLC模拟量模块采集,经PC/PPI电缆传输由上位机显示。4 监控系统软件配置本监控系统采用Windows 2000操作系统, MCGS组态软件及其在此软件基础上自主开发的锅炉水处理自动监控系统,STEP 7-Micro/WIN32 3.2版编程软件以及水处理PLC编程程序。4.1 MCGS组态软件北京昆仑通态自动化软件科技有限公司开发的MCGS (Monitor and Control Generated System ,通用监控系统) 是用于快速构造和生成计算机监控系统的组态软件。它能够在基
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