基于紫金橋組態(tài)軟件的鍋爐供暖控制系統(tǒng)
在工業(yè)控制系統(tǒng)中，上位機通常只監(jiān)控系統(tǒng)的運行，采集系統(tǒng)信號，以畫面、報表、曲線等方式顯示系統(tǒng)狀態(tài)，簡單地下發(fā)一些開關(guān)量或模擬量信號，調(diào)節(jié)系統(tǒng)運行參數(shù)。而自控參數(shù)的運算由PLC或智能儀表來完成。其實紫金橋組態(tài)軟件完全能完成這些智能設(shè)備的功能，程序編寫也非常方便，減少設(shè)備投資。
下面以某鍋爐供暖控制項目為例，介紹以紫金橋組態(tài)軟件為核心控制單元的工程的實現(xiàn)方法。
監(jiān)控畫面
下位設(shè)備情況
在本項目中被控設(shè)備包括：
兩臺4MW燃氣鍋爐，鍋爐配套有控制臺，帶有觸摸屏和西門子200PLC，
兩臺1.5KW 的 補水 泵
兩臺 15KW 的屏蔽循環(huán)泵
一個軟化水箱。
這些設(shè)備由一臺操作站來監(jiān)控。軟化水箱的超高和 超低水位、系統(tǒng)超溫超壓信號在操作臺產(chǎn)生報警信息。操作人員通過監(jiān)控畫面很方便地了解設(shè)備運行狀態(tài)，并可通過該畫面手動控制調(diào)節(jié)設(shè)備的運行。重要的參數(shù)可切換到曲線窗口，便于觀察分析。
曲線監(jiān)控窗口
鍋爐本身的控制臺有觸摸屏和S7-200PLC；循環(huán)泵和補水泵電源來自于四臺變頻器；控制室的空間狹窄， 采集系統(tǒng)信號的儀表柜和 變頻器柜的距離很小，變頻器的射頻等因素干擾操作站的通訊是必然存在的問題。綜合考慮控制的獨立性、抗干擾性、節(jié)能性，鍋爐采用反饋控制方式，即操作站不下發(fā)鍋爐的啟停信號，而通過輸出供暖量調(diào)節(jié)鍋爐的啟停； 供暖系統(tǒng)的信號由 儀表柜中的S7-300PLC采集，上傳至操作站。用S7-300PLC采集信號和操作站通訊是為保證控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性，在強干擾環(huán)境中， S7-300的抗干擾能力遠優(yōu)越于普通信號采集模塊；循環(huán)泵和補水泵的自控功能由操作站紫金橋組態(tài)軟件的腳本程序編寫。也就是編寫兩個智能設(shè)備程序，分別是變頻恒壓補水控制器和氣候補償器。
圖為自控參數(shù)設(shè)定窗口
變頻恒壓補水控制器用于控制補水泵，兩臺補水泵一用一備，當一臺泵故障時另一臺泵自動投入運行，主備泵定時輪換，以延長泵的壽命，由參數(shù)設(shè)定窗口設(shè)定補水壓力，組態(tài)軟件把采集的壓力參數(shù)和設(shè)定的壓力參數(shù)比較運算，輸出補水泵的啟停和頻率信號，以保證供暖系統(tǒng)的恒定壓力。系統(tǒng)補水時，如果一臺泵的頻率已達到50HZ,運行一定時間還沒達到設(shè)定的系統(tǒng)壓力，則該泵轉(zhuǎn)為工頻，變頻啟動另一臺泵以補充。氣候補償器用于控制循環(huán)泵的節(jié)能運行，兩臺循環(huán)泵一用一備，主備泵定時輪換，一臺泵故障時另一臺泵自動投入運行。由參數(shù)設(shè)定窗口設(shè)定供暖系統(tǒng)的基準壓差，這個參數(shù)是保證整個系統(tǒng)都能循環(huán)的最小壓差。壓差與循環(huán)泵的頻率成正比，循環(huán)泵運行頻率的高低又決定了流量的大小，流量與溫度反映系統(tǒng)的供熱量。因此頻率越高供熱量越大，反之越小。室外溫度降低時，用戶的熱能流失相對增大，為保證用戶的采暖溫度，就需要增大供熱量來補充流失的熱能，反之室外溫度升高時相對減小供熱量，節(jié)約能源。具體實現(xiàn)的方法就是循環(huán)泵的頻率隨室外溫度變化而自動調(diào)節(jié)。供熱量的變化，反饋到熱源（鍋爐），就是熱功率變化，鍋爐操作臺跟據(jù)設(shè)定的參數(shù)和熱功需求量自動調(diào)節(jié)鍋爐的啟停。這就是氣候補償節(jié)能運行反饋控制的原理。通常氣候補償器通過采集室外溫度，輸出模擬量控制板式換熱器一次側(cè)電動三通閥的開度，從而調(diào)節(jié)供熱量。在該系統(tǒng)中沒有換熱環(huán)節(jié)，由鍋爐直接供熱。所以由氣候補償?shù)男盘栔苯诱{(diào)節(jié)變頻器的頻率。
系統(tǒng)的運行參數(shù)自動形成工作報表并打印。如圖所示
本方案所介紹的系統(tǒng)在實際應(yīng)用中運行穩(wěn)定，這個實例說明安裝組態(tài)軟件的上位機不僅用于監(jiān)控，還可成為自動控制的核心。紫金橋組態(tài)軟件功能比較完善，便于系統(tǒng)維護與故障診斷。所以用電腦安裝紫金橋組態(tài)軟件用于自動化控制系統(tǒng)的核心是穩(wěn)定的控制方案。
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