摘要：本文結合35T/H鍋爐計算機改造項目，從軟硬件兩方面具體闡述了設計思路和控制方案。 關鍵詞：鍋爐 R150控制 改造 Application of R150 DCS in 35T/H boiler Abstract:The article describes in detail the design idea and control scheme from software and hardware in 35T/H boiler computer control system. Key Words: boiler R150 control alteration 本著方便快捷、經濟適用、挖潛增效的原則，技術人員選用美國Honeywell公司R150系列產品對35T/H鍋爐控制系統進行了升級改造。 1 系統構成 Honeywell R150控制系統是美國霍尼韋爾公司九十年代初期推出的產品，它是介于大型集散系統、單回路控制器和可編程序控制器之間的中、小規模控制系統。 35T/H鍋爐R150計算機控制系統由監控管理站、Ethernet通訊網和控制器組成，其結 構見圖1。 1.1 上位監控站 監控站采用臺灣研華工控機，其配置為P4 1.8GB CPU/80GB硬盤/128MB內存/64MB顯存/50X CD-ROM/19”TRT。機內安裝ISA插槽的以太網通訊卡：3C509B。 1.2 控制器 該控制系統采用了9000e控制器。9000e控制器能完成回路控制、邏輯控制和數據采集，并且具有通訊功能。控制器內有兩個并行的微處理器――回路處理器和邏輯處理器，分別處理模擬量和開關量，其基本功能綜合了多個單回路控制器和可編程控制器的功能，可以實現快速而精確的控制響應。 邏輯處理器的型號是：9010-012,它可以提供諸如觸點、鎖、順序發生器、計時器和計數器等邏輯功能，可以借助組態軟件工具方便地實現各種功能的綜合。 回路處理器的型號是：620-0073,它借助連續控制圖這一組態工具，方便地實現串級控制方案。 1.3 模件 621-0020RC 通用模擬量輸入（T/C, mV, V, mA）,16點 621-0025R 熱電阻輸入 8點 621-0010AR 模擬量輸出 4-20mA 4點 621-65500R 數字量輸出 24VDC源輸出 16點 621-0083C 控制器電源 155/230VAC 15A 1.4 MASnet通訊 監控站與控制器之間采用MASnet通訊，其類型為IEEE802.3Ethernet，采用TCP/IP通訊協議。通訊介質為細同軸電纜，終端電阻75Ω。 2 系統功能與工作原理 2.1鍋爐現場的水位、水量、水壓、水溫、汽量、汽溫、汽壓、爐溫、爐壓、含氧量、閥位等參數，經由相應的檢測傳感器或變送器轉換為4-20mA電流信號，送入相應的輸入模板中，進行數據采集。當檢測參數超出工藝允許范圍時，程序輸出開關量信號，發出聲光報警。 2.2鍋爐減溫水調節主要控制減溫水溫度在工藝允許范圍，此調節實行單回路PID控制。 2.3汽包水位的控制直接影響蒸汽的質量和鍋爐的安全運行，因此對水位采用三沖量 調節。水位為主控信號，蒸汽流量、給水流量為輔控信號。水位調節器根據給定與測量信號控制閥門閥位維持水位的恒定。經集散系統運算后的輸出控制信號由I/O模板輸出，經操作器、電氣轉換器控制氣動給水閥，實現調節控制。控制系統按照設定的控制規律選擇較佳參數進行調節。大型鍋爐汽包水位控制常采用雙PID串級控制方案。控制原理見圖3。 3 軟件安裝 監控站主機上首先安裝DOS6.22和Windows3.1操作系統，然后安裝中文之星2.5或其它Windows環境下的漢字系統，如果需要生產報表，還應安裝Execl軟件，最后安裝R150組態監控軟件。 所有軟件安裝完畢后，關閉監控站電源，將KEY（俗稱看門狗）插在主機的并行口上，然后啟動監控站。 4 系統組態 4.1 簡介 系統提供了方便直觀的圖形化組態軟件，可以快速地構造用戶所需的控制方案。組態軟件采用Windows3.1環境下標準的窗口化、圖形化用戶界面，用鼠標點拉菜單方式操作。 系統組態主要包括控制組態和監控組態兩部分。控制組態中，連續控制圖用于PID調節、數據采集和連續計算的組態。監控組態包括建立實時數據庫、繪制工藝流程圖、設定報警的顯示與打印、設定歷史趨勢的顯示與打印，以及設定報表的打印等。 4.2 組態步驟 4.2.1 根據過程或被對象本身的特性與用戶需求制定方案。 4.2.2 規劃并設定各輸入輸出模板和控制器的類型與地址。 4.2.3 用連續控制圖實現連續控制部分的方案。 4.2.4 設定監控站的預定義格式畫面，生產規范化的監控界面。 4.2.5 完成用戶流程圖、報警、歷史趨勢和報表等監控界面的組態。 4.2.6 連接并調試各個監控界面。 4.2.7 現場安裝，整定調試，試運行，運行。 4.3 連續控制圖 連續控制圖提供回路調節、梯形邏輯、數學運算、常用計算、報警信號、輔助功能等50多種功能。每種模塊完成一定的控制和計算功能，輸入輸出引腳供信號互連引用，同時提供模擬量、數字量的操作員點和信號點供監控調用。根據控制方案，選擇所需模塊，設置內部參數，按合理的執行順序編號，并連接信號引腳。 連續控制圖組態步驟如下： ⑴ 進入組態環境，選擇訪問級別。 ⑵ 創建一個新的組態。 ⑶ 建立連續控制圖，實現軟件功能的軟線聯結。 ⑷ 組態各軟件功能塊的參數。 ⑸ 設定標簽名，同時在連續控制圖上加注釋。 鍋爐水位三沖量調節的連控圖見圖4。 5 監控組態 5.1 實時數據庫建立 用戶在完成連續控制圖的設計，并將組態軟件下裝到控制器后，連續控制圖中的回路點、信號點、操作員點、報警點、設備點等點名就存入用戶的實時數據庫。 5.2 工藝流程圖 使用軟件提供的繪圖工具和豐富的圖形庫，可以繪制各種形象直觀、動態的工藝流程圖，通過宏命令定義畫面切換關系。 5.3 報警 系統提供標準格式的報警顯示畫面，可按照起始時間、報警類型、報警點名、報警區域和報警優先級等進行快速檢索，對報警確認和打印。 5.4 歷史趨勢 可定義、采集、顯示并打印歷史趨勢畫面，每幅歷史趨勢可以同時顯示8條數據曲線，歷史趨勢數據可定時存成硬盤文件。 歷史趨勢組態步驟如下： （1） 歷史分配：建立一個收集組 （2） 歷史收集 （3） 歷史顯示 ①定義趨勢組 ②定義筆組 ③定義時間組 6 聯機調試 控制組態和監控組態完成后，進行聯機調試。步驟如下： 6.1 進入控制器組態窗口，獲得組態存取級別。 6.2 組態一個新的控制器，生成控制器名、控制器IP地址和控制器類型。 6.3 選擇35T鍋爐項目組態，下裝到控制器。 6.4 將邏輯控制器的開關打到RUN/PRGM位置，下裝LPM碼。 6.5 設置組態節點。 6.6 將邏輯控制器的開關打到PRGM位置，然后組態邏輯控制器工作特性和主控制器機架上每個槽的I/O點。 6.7 設置控制器時鐘。 6.8 設置缺省的控制器組態。 6.9 設置UAIM/RTD電源頻率，為50HZ。 7 監控站畫面 35T/H鍋爐監控站共有6幅主畫面，操作人員可以方便地完成對鍋爐的監視、調節以及查詢等。 7.1 鍋爐工藝流程圖 該畫面從給水到汽包、從煤氣管道到爐膛等描繪了鍋爐生產的全過程，在工藝流程圖的相應位置直觀地標明了對應的監測參數。 7.2 實時趨勢 本畫面共有8條主要工藝參數的實時趨勢，便于觀察重要參數的穩定性和變化情況。 7.3 數據報表 本畫面以圖表形式顯示了35T/H鍋爐的全部動態監測參數，包括對給水流量等流體量的累計，累計流量達到設定值可以自動清除，維護人員也可隨時清零，以便消除對現場設備進行調整或檢修時造成的非真值。 7.4 報警畫面 該系統可以方便地對任一參數設定高報、高高報、低報、低低報的報警限，當出現報警時，可發出聲響，且屏幕上顯示的該報警參數閃爍，其背景變顏色。 7.5 調節畫面 本畫面以棒狀圖的形式顯示了鍋爐水位的調節過程。維護人員根據工況可以方便地修改PID參數以及實現手動/自動切換。 7.6 歷史趨勢 所有現場的模擬及累加量每隔2min存盤一次，可連續存放999天的數據，便于對生產事故進行追憶、分析和查詢。 8 結束語 鍋爐計算機控制系統經過一周的現場調試，一次投運成功，系統運行狀況良好。它的投運對降低維護費用、減少自動化設備故障、減少維護工作強度有著明顯的效果。