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1、基于组态软件的锅炉监控系统摘 要本次设计以力控组态软件实时监控锅炉控制系统为背景，主要内容是熟悉北京三维力控科技公司的全中文工控组态软件ForceControl6.1 设计锅炉温度监控系统，在提高仿真水平的同时，也对锅炉控制实物进行了学习。本文首先说明了自己对锅炉的认识并对锅炉的控制系统做了简单的介绍，其中重点阐述了力控组态软件的仿真步骤,然后又对ADAM-5000/TCP锅炉集散控制系统和西门子S7-200 PLC做了简单介绍。本次毕业设计全是本组成员摸索而成，靠我们自己的能力完成。介绍了为什么选择ForceControl6.1组态软件，如何绘制组态图和动画的连接，然后又对锅炉控制对象工艺流
2、程做了说明，其中包括了锅炉液位流量控制，温度控制等系统原理等。将组态软件和ADAM-5000/TCP锅炉集散控制系统或PLC连接来实现锅炉温度检测的步骤做了简单的说明。 关键词：锅炉控制， ForceControl6.1，ADAM-5000/TCP，PLCBoiler monitoring system based on configuration softwareABSTRACTThe design of force control configuration software real-time monitoring of boiler control system as the back
3、ground , the main content that is familiar with Beijing three-dimensional power-control technology companies in the whole Chinese industrial control configuration software ForceControl6.1 design of boiler temperature control system , in improving the simulation level at the same , also on the boiler
4、 control object of study .This paper first explains his own understanding of boiler and boiler control system are briefly introduced in the paper ,which focuses on force control configuration software in the simulation steps , and then on the ADAM5000/TCP boiler distributed control system and Siemen
5、s S7-200PLC was briefly introduced . This graduation design is a member of this group to explore and become, on our own ability to complete. Describes why choose ForceControl6.1 configuration software, how to draw the configuration graph and animation connection, and then on the boiler control objec
6、t processes is described, including the boiler liquid level control, temperature control system principle. The configuration software and ADAM-5000/TCP boiler distributed control system or PLC connection to achieve the boiler temperature testing steps to do a simple explanation.KEY WORDS: boiler con
7、trol, ForceControl6.1 ADAM-5000/TCP, PLC目录前言1第1章 基于DCS的锅炉监控系统21.1 DCS介绍21.2锅炉概述及其监控41.2.1 锅炉概述41.2.2 锅炉监控41.2.3 仪器仪表简介61.3 组态软件的选择11第2章 ForceControl6.1122.1力控介绍122.1.1组态软件的概念122.1.2力控的特点12第3章 锅炉组态界面的设计153.1 组态画面的绘制153.1.1 力控集成环境153.1.2力控组态163.2定义外设I/O连接183.3定义数据库点及数据连接193.4动画连接223.5系统程序清单243.6系统程序调试
8、28第4章 力控与锅炉连接的尝试324.1 力控和ADAM-5000/TCP的通讯324.1.1 信号表324.2 力控和ADAM的连接344.3自由口通讯374.3.1通讯协议374.3.2 PLC程序执行384.4力控和S7-200的通讯394.5 串口调试39第5章 设计存在的问题415.1 做的不是实物415.2 报警没有设置好声音415.3 没有进行推广41结论42谢 辞43参考文献44外文资料翻译45前言随着我国工业的发展，组态软件是实现人机界面的好途径。我国有三维力控、组态王、通用组态等。力控监控组态软件是北京三维力控科技根据当前的自动化技术的发展趋势，总结多年的开发、实践经验和
9、大量的用户需求而设计开发的高端产品，是三维力控全体研发工程师集体智慧的结晶，该产品主要定位于国内高端自动化市场及应用，是企业信息化的有力数据处理平台。力控组态软件在秉承力控早期产品成熟技术的基础上，对历史数据库、人机界面、I/O驱动调度等主要核心部分进行了大幅提升与改进，重新设计了其中的核心构件，力控6.1面向NET开发技术，开发过程采用了先进软件工程方法：“测试驱动开发”，产品品质将得到充分保证。与力控早期产品相比，力控6.1产品在数据处理性能、容错能力、界面容器、报表等方面产生了巨大飞跃。第1章 基于DCS的锅炉监控系统1.1 DCS介绍系统介绍DCS是分散控制系统(Distributed
10、 Control System)的简称，国内一般习惯称为集散控制系统，是相对于集中式控制系统而言的一种新型计算机控制系统，它是在集中式控制系统的基础上发展、演变而来的。DCS具有以下特点：(1)高可靠性 由于DCS将系统控制功能分散在各台计算机上实现，系统结构采用容错设计，因此某一台计算机出现的故障不会导致系统其它功能的丧失。(2)开放性 DCS采用开放式、标准化、模块化和系列化设计，系统中各台计算机采用局域网方式通信，实现信息传输，当需要改变或扩充系统功能时，可将新增计算机方便地连入系统通信网络或从网络中卸下，几乎不影响系统其他计算机的工作。 (3)灵活性 通过组态软件根据不同的流程应用对象
11、进行软硬件组态，即确定测量与控制信号及相互间连接关系、从控制算法库选择适用的控制规律以及从图形库调用基本图形组成所需的各种监控和报警画面，从而方便地构成所需的控制系统。 (4)易于维护 功能单一的小型或微型专用计算机，具有维护简单、方便的特点，当某一局部或某个计算机出现故障时，可以在不影响整个系统运行的情况下在线更换，迅速排除故障。 (5)协调性 各工作站之间通过通信网络传送各种数据，整个系统信息共享，协调工作，以完成控制系统的总体功能和优化处理。 (6)控制功能齐全 控制算法丰富，集连续控制、顺序控制和批处理控制于一体，可实现串级、前馈、解耦、自适应和预测控制等先进控制，并可方便地加入所需的
12、特殊控制算法。ADAM-5000/TCP是一款以以太网为基础的I/O系统。没有转发器，ADAM-5000/TCP能够覆盖超过100m的通信距离。它允许远距离结构，通过以太网和 PC来同时存储数据。ADAM-5000/TCP是舒适的结构和有效的管理的解决方案，为建筑体系网络自动化提供了经济而有效的理想解决方案。 先进控制系统控制对象主要是液位系统和压力系统。在控制系统设计中，实现DCS信号调理板即FBM与一次仪表即：液位变送器、流量变送器、压力变送器、调节阀等各套设备的连接与调试，根据控制板的连线和控制方案的需要，可以实现30多个回路、多种控制方案如（单回路串级比值前馈等）。为此在DCS控制系统
13、上进行了30多个控制方案的控制组态、流程图组态30多幅流程图和相应的报警组态及历史组态等，实现报警画面和报警键盘上的报警灯、报警键的双向调度及查看历史数据等，构成了完整的DCS控制平台。在此平台上我们用不同的控制方案同时控制各套实验装置，并进行操作，领会DCS系统分散控制的特点；另外，通过流程图、相关参数趋势、历史记录等集中显示、管理、调用，领会DCS系统集中管理的优点；这样就能真正理解DCS控制系统集中管理、分散控制的理论到实践的认识过程。一个自动控制系统要能很好地完成任务，要满足系统的响应快慢、稳定性、最大偏差等。很明显，自动控制系统总希望在稳定工作状态下，具有较高的控制质量，我们希望持续
14、时间短、超调量小、摆动次数少。为了保证系统的精度，就要求系统有很高的放大系数，然而放大系数一高，又会造成系统不稳定，甚至系统产生振荡。反之，只考虑调节过程的稳定性，又无法满足精度要求。因此，调节过程中，系统稳定性与精度之间产生了矛盾。如何解决这个矛盾，可以根据控制系统设计要求和实际情况，在控制系统中插入“校正网络”，矛盾就可以得到较好解决。这种“校正网络”，有很多方法完成，其中就有PID方法。PID调节器实际是一个放大系数可自动调节的放大器，动态时，放大系数较低，是为了防止系统出现超调与振荡。静态时，放大系数较高，可以蒱捉到小误差信号，提高控制精度。PID控制实验于上面水箱的液体液位控制， 可
15、以改变PB（引起比例部分增益的变化）、积分时间（或恢复时间，决定恢复动作的积分环节）、以及微分作用（决定微分作用）。控制作用的微分部分，能使控制器识别快速变化的误差，并且采用额外的作用来解决。通过采取并非简单直接地与误差成正比的控制作用，系统的响应得到改进。此时有一种控制作用的要素与误差的变化率成正比新的组成部分在某些条件下时非常重要，例如由于在某处的缺陷导致一个水箱大量进水，可能导致溢出，这时通过采用一个非常大的控制动作，产生过补偿，减少逆转系统响应趋势所需要的时间，直至终止这个趋势。 但是微分作用不仅仅提供过补偿，当系统测量值接近给定值时，误差的变化率将下降（若比例作用较小），误差变化率的下降。误差变化率的下降将产生来自积分环节的负面的控制作用，更加降低控制作用，它强加一个控制动作，并降低超调的可能。 微分作用可以产生大的控制动作，将系统拉回正常状态，并防止超调，增大稳定时间。其原理如1-1示图1-1 DCS原理图1.2锅炉概述及其监控1.2.1 锅炉概述锅炉是一种能量转换设备，向锅炉输入的能量有燃料中的化学能、电能、高温烟气的热能等形式，而经过锅炉转换，向外输出具有一定热能的蒸汽、高温水或有机热载体。锅的原义指在火上加热的盛水容器，炉指燃烧燃料的场所，锅炉包括锅和炉两大部分。锅炉中产生的热水或蒸汽可直接为工业生产和人民生活提供所需热能，也可通过
