张家峁锅炉控制系统操作说明书.doc

南京因泰莱电器股份有限公司*陕煤化集团张家卯矿业有限公司锅炉集中监控制系统使用说明书南京因泰来电器股份有限公司二九年十月第一章 计算机操作系统系统6一、概述61.1上位机硬件及软件要求61.2软件运行61.2.1 运行61-2-2 退出7二、 系统使用82.1通则：82.1.2人机对话前提条件：82.1.2画面操作82.1.3画面功能82.2启动画面92.3流程画面112.3.1锅炉流程图112.3.2水循环系统流程图和公共系统流程图112.4调整画面142.4.1锅炉调整142.4.2水循环及公共系统调整182.4.2除氧器压力调节202.4.3除氧器液位调节阀212.4.4冷凝泵、采暖循环泵、浴水加压泵、排风机、除渣机212.5趋势和报表222.6锅炉急停242.6.1手动软急停242.6.2自动急停242.7棒图画面252.8报警262.7.1报警画面262.7.2报警记录画面272.7.3报警参数设置画面282.9上煤系统302.10电能监控仪表画面31三、备注333.1安全管理333.2 关于错误处理37四、附录38常见英文翻译38第二章 控制系统硬件41一、控制系统体系结构411.1 上位监控层411.2 过程控制层411.3 现场控制层41二、系统主要控制回路的硬件构成422.1 给煤、鼓风、引风控制回路422.2 给水母管压力控制回路43三、系统主要硬件配置443.1 ControlLogix控制器机架结构443.1.1、电源及机架模块443.1.2、CPU（1756-L61）模块443.1.3、CN（ControlNet）通信模块443.1.4、I/O模块453.1.5、EN（EtherNet）通信模块453.2 ControlFlex 分站结构453.2.1 锅炉燃烧分站的硬件配置453.2.2 公共水系统PLC的硬件配置46四、系统设备的网络地址分配47五、控制系统注意事项475.1 系统的三大部分475.2 系统重要参数设置485.2.1 变频器重要参数设置485.2.1 上位机重要参数设置49第三章 附录49仪表基本知识49系统注意事项：54 第 56 页 共 56 页第一章 计算机操作系统系统一、概述陕煤化集团张家峁煤矿锅炉监控系统是在进口组态软件Rockwell software 的 FactoryTalk View Studio（版本5.0） 环境下开发，在FactoryTalk View Site Client（版本5.0）下运行的数据监控系统,主机操作系统为Microsoft Windows XP Professional。整个数据监控系统采用中文图形操作界面，操作简便，支持数据采集、实时控制、动态显示、实时纪录、历史纪录、实时报警、历史报警记录等功能。该系统主机均采用工业控制机系统，工控机具有安全可靠，方便管理的特点。该系统的各项功能完全满足用户的需要。1.1上位机硬件及软件要求1) 工控机： 研华PC-610H，奔腾4，主频3.0GHz，内存1G，硬盘160G,DVD光驱。2) 操作系统：中文Microsoft Windows XP 。3) 组态软件：Rockwell software 4) 显示器：三星214T，21英寸液晶显示器5) 报表打印：HP1008。6) 报警音箱：漫步者R1000TC北美版 1.2软件运行1.2.1 运行现场主机系统开机后自动进入监控系统启动画面（如图1）。图1 启动画面1-2-2 退出监控系统运行时只有“管理员”权限的用户才可以退出监控系统。二、 系统使用2.1通则：2.1.2人机对话前提条件：1、变频器设备：操作面板置于“自动”状态，操作步骤：按下面板上的自动按钮，变频器即如自动状态（详细参照说明书），断电恢复后仍然保持在“自动”位。本地/远程转换开关置于“远程”位置，频率设定时，需要将变频器柜面板上的手操器打到远程状态。2、其他设备本地/远程转换开关置于“远程”位置3、上位机显示相关控制状态正确，无故障指示。4、设备正常投运。2.1.2画面操作1、画面“启动”和 “停止”按钮：（本章节没有特别说明时“按钮”指画面“按钮 ”）按下“启动”按钮启动设备，按钮变为绿色表示设备已启动，有黑框表示命令下达，按下“停止”按钮停止设备，按钮变为红色表示设备已停止。如果启动按钮按下后，按钮颜色没有任何变化，表示命令没有执行，还有一种情况是虽然启动按钮颜色没有变化，但是出现黑框，表示启动命令已下达但是设备没有启动。请检查操作顺序（启动的工艺参数条件等）是否满足启动条件及人机对话前体条件是否满足，如不想启动设备请及时采用“停止”按钮取消下达的命令，防止设备误动作。按钮变颜色仅显示设备运行状态，与控制方式无关。2、参数设置/调整输入框：鼠标点击输入框通过软键盘输入正确的数据确认无误后点击软键盘“DOWNLOAD”键后输入有效，如果出现输入框变为红底色表示输入的数据无效（软件已防止误输入）请重新输入正确的工艺参数。2.1.3画面功能所有功能画面布局统一分三部分：公共信息区，主画面区，画面切换按钮区，如图4所示。主 画 面 区图4 监控画面的组成结构画面最上方的公共信息区对于所有画面是一样的，包含画面左上角的报警提示及报警消音按钮、急停按钮，注意消音按钮在只有在没有新报警发生的情况下才有效。当发生紧急停炉时，右上角会出现“发生紧急停炉，点击查看原因”的提示，点击可打开一页面，里面列有紧急停炉发生的原因。中间的当前画面名称及编号，右上角的当前时间显示，画面提示，和上下页选择按键切换画面。屏幕的中心部分为主画面区，可显示各种功能画面，如流程画面、棒图画面、调整画面、报警画面和上煤系统画面等。画面最下面的区域为画面切换按钮区，在图4中，该区域有8个切换按钮，用鼠标点击这些按钮，或者根据个人使用习惯点击键盘上对应的功能键“F1F7” ，可分别进入流程图画面、调整画面、趋势和报表画面、棒图画面、上煤系统画面、智能仪表画面、报警画面和启动画面2.2启动画面打开计算机电源，桌面除desklock框外无任何快捷方式或图标，需要等待约两分钟才会进入FactoryTalk SE Client监控软件界面,再需要等待约两分钟才能显示出本系统的启动画面。其间禁止任何操作，系统会自动进入主画面，如图1所示。点击用户登录按钮，出现登录对话框如图2所示图2 登录框正确地输入User name（用户名）及Password(口令)，然后单击OK(确定)按钮。如果登录无误，使用者将获得一定的操作权。否则系统显示Unable to log on*.User authentication failed(*登陆失败，用户验证未通过)的信息，如图3所示，此时应检查用户名及密码是否输入正确，如下图。图3 用户验证未通过提示框成功登陆后，点击“进入系统”按钮，系统首先进入1#锅炉流程图画面。此外在该画面还可以修改用户密码，请牢记您的密码，请及时退出您的登录状态（高一级的用户在完成相应的操作后，应让低一级用户登录系统，以退出高一级的用户登录） 在主画面区，上位机监控画面按功能分为七种，每种画面的功能和操作方法分别介绍如下。2.3流程画面2.3.1锅炉流程图图5 1#锅炉流程图1#锅炉流程图画面如图所5示。画面中显示了1#锅炉燃烧系统的每个监测点的名称，实时值，此外还用圆形色块来指示引风机，鼓风机和炉排的运行状态，绿色代表运行，红色代表停止，黄色代表发生故障。对于除渣机，运行时旁边还会显示“正转”或“反转”。 此外，对于汽包水位有直观的液位指示。2#锅炉流程图画面与1#相同，在此不再赘述。2.3.2水循环系统流程图和公共系统流程图如图6所示，画面内容与锅炉流程图功能一致，显示各个检测点的实时值，指示各个泵的变频器运行状态。给水泵还显示了当前和累计运行的时间，当累积运行超过一定时间，会有提示框出现，提醒操作员切换其他泵。此外，对于除氧器水位有直观的液位指示。图6 水循环系统流程图图7 公共系统流程图2.4调整画面2.4.1锅炉调整图7-1 1#锅炉调整画面1#锅炉调整画面如图7-1所示。下面以1#锅炉为例详细介绍：锅炉启动顺序：启动引风机启动鼓风机启动炉排锅炉停止顺序：停止炉排停止鼓风机停止引风机 正常情况下无论是在自动还是手动状态均需要手动启动或停止炉排、鼓风机、引风机，建议通过调整设定频率控制而不要频繁启停变频器。炉排控制调整画面如图7-2所示：图7-2 炉排调整“蒸汽压力设定”，在输入框中通过键盘可以输入想要的控制目标值，仅在自动时有效，手动状态下跟踪实时测量值，可以实现无扰切换。“蒸汽压力”为实时测量值，方便观察控制结果。 “电机设定”，在输入框中通过键盘可以输入想要的炉排转速，设定范围，仅在自动时无效；系数调整一经设好不建议运行人员频繁调整，工艺员可以根据实际情况适当调整。注意，系数调整只限于拥有工程师以上权限的人员使用，低级别操作人员无法对其进行修改。“启停控制状态”指示启动停止本地/远程状态，“电机控制状态”指示频率控制本地/远程状态。“电机故障状态”指示电机是否正常，状态改变时会显示相应的文本信息提示，故障时汉字变为黄色以引起注意。按下“启动”按钮启动变频器，按钮变为绿色表示变频器已启动，按下“停止”按钮停止变频器，按钮变为红色表示变频器已停止 “自动”按钮绿色表示当前处于自动状态，炉排电机转速自动随设定的蒸汽压力自动调整（建议不要使用自动）；“手动”按钮绿色表示当前为手动状态，炉排电机转速可以通过改变设定值大小人工调整；按下故障复位按钮变为粉色，释放后恢复灰色，即完成了一次故障复位(请谨慎使用)。如果无法完成故障复位，请通过变频器面板按钮复位。鼓风控制调整画面如图7-3所示：图7-3 鼓风调整与炉排相比的不同之处： “风煤比设定”，在投入自动时可以调整风煤比改善燃烧条件提高燃烧效率，具体由经验来定，可反复调整以达到满意值，如果锅炉运行中炉膛出现正压超过5秒，鼓风机会临时停机（手动及自动状态下均有效），炉膛负压恢复正常后会自动启动鼓风机，保障锅炉安全运行， 其他操作和炉排操作相同。引风机控制调整画面如图7-4所示：图7-4 引风机调整操作方式与炉排相同。如果引风机故障，则锅炉会紧急停炉，详见“锅炉急停画面”介绍。实时记录曲线：实时记录曲线如图7-5所示：图7-5 重要参数实时曲线点击右边按钮即显示相应实时曲线。需要注意的是该趋势图只能在该画面显示实时记录，因此每次从其他画面切换到该调整画面时，曲线记录都是从当前时间开始记录，短时直观了解相关工艺参数趋势变化，及时调整相关控制参数。2#炉调整画面与1#锅炉调整画面相同，操作相同。连锁与解锁：这一组按钮可以用来启动和解除汽包水位与锅炉，除氧器水位与锅炉的连锁。连锁启用时，连锁启动按钮变绿色，连锁解除时，连锁解除按钮变红色。注意，连锁解除命令只限于拥有工程师以上权限的人员使用，低级别操作人员无法对其进行操作，并且只有在需要对水位变送器进行冲洗排污时使用，冲洗结束时一定要将连锁启用。2.4.2水循环及公共系统调整水循环及公共系统调整画面如图8-1，8-2所示：图8-1水循环及公共设备控制（1）图8-2水循环及公共设备控制（2）给水泵调整：以1#给水泵为例：“频率反馈”实时显示给水泵变频器实际频率，范围。“频率设定”，在输入框中输入想要的频率，设定范围3，仅在自动时无效；系数调整一经设好不建议运行人员频繁调整，工艺员可以根据实际情况适当调整。注意，系数调整只限于拥有工程师以上权限的人员使用，低级别操作人员无法对其进行修改。“启停控制状态”指示变频器启动停止本地/远程状态，“频率设定方式”指示频率控制本地/远程状态。“变频器故障状态”指示变频器是否正常，状态改变时会显示相应的文本信息提示，故障时汉字变为黄色以引起注意。按下“启动”按钮启动变频器，按钮变为绿色表示变频器已启动，按下“停止”按钮停止变频器，按钮变为红色表示变频器已停止。“自动”按钮绿色表示当前处于自动状态，给水泵变频器频率自动随设定的给水母管压力自动调整；“手动”按钮绿色表示当前为手动状态，给水泵变频器频率可以通过改变设定值大小人工调整；按下故障复位按钮变为粉色，释放后恢复灰色，即完成了一次故障复位(请谨慎使用)。如果无法完成故障复位，请通过变频器面板按钮复位。#给水泵调整、3#给水泵调整、与1#给水泵相同。多台循环泵投入运行中可以采取一个投入自动控制方式，其余的根据需要手动定频率运行，控制效果更佳。2.4.2除氧器压力调节以1#除氧器压力调节阀为例：“除氧器压力设定”，在输入框中通过键盘可以输入想要的控制目标值，仅在自动时有效，手动状态下跟踪实时测量值，可以实现无扰切换。“除氧器压力”为实时测量值，方便观察控制结果。 “压力调节阀设定”，在输入框中通过键盘可以输入想要的阀位开度，设定范围，仅在自动时无效；系数调整一经设好不建议运行人员频繁调整，工艺员可以根据实际情况适当调整。 “阀位控制状态”指示阀位控制本地/远程状态。“自动”按钮绿色表示当前处于自动状态，阀位开度自动随设定的除氧器压力调整；“手动”按钮绿色表示当前为手动状态，阀位开度可以通过改变设定值大小人工调整2#除氧器压力调节阀调整方法与1#一致2.4.3除氧器液位调节阀1#除氧器液位调节，2#除氧器液位调节调整方法与1#除氧器压力调节类似，不同的只是他们调整的对象是液位。连锁与解锁：与锅炉控制画面不同的是，这一组按钮可以用来启动和解除母管压力与锅炉，给水泵与锅炉的连锁。同样的，连锁启用时，连锁启动按钮变绿色，连锁解除时，连锁解除按钮变红色。注意，连锁解除命令只限于拥有工程师以上权限的人员使用，低级别操作人员无法对其进行操作，并且此按钮只有在需要对母管压力变送器进行冲洗排污和给水泵检修时使用，冲洗结束和检修结束时一定要立即启用连锁，否则会出现严重事故。2.4.4冷凝泵、采暖循环泵、浴水加压泵、排风机、除渣机冷凝泵、采暖循环泵、浴水加压泵、排风机、除渣机只有启停控制，在控制状态为远程的前提下，进行相应启停控制即可。2.5趋势和报表图9 1#锅炉趋势和报表画面以1#锅炉为例介绍趋势和报表画面。可以通过点击右边第一列的按钮来选择显示全部监测点或指定监测点，通过面板下的按钮来选择趋势时间轴长度，此外还可点击相应按钮来选择是独立还是混合显示，以及打印趋势的操作，如图10所示。图10 3#锅炉趋势打印画面下的按钮用来打印锅炉及水循环的数据日报，报警纪录的日报。再打印机开机的情况下，点击相应按钮即可直接打印，不需任何其他操作和设置。需要注意的是在打印报表之前必须在日期选择器中设定要打印的数据的日期时间选择器的使用：点击时间选择器右边，出现如下画面在“2008”上点击，旁边出现一选择框，鼠标点击上下箭头，既可选择所需年份，在“十一月”上点击，则出现 即可选择相应月份，最后点击选择相应哪一天。 2.6锅炉急停2.6.1手动软急停点击画面左上角的急停按钮出现如下画面：点击按钮1#锅炉自动按顺序停止炉排电机、鼓风电机及引风电机。若不需要急停，点击“关闭”按钮即可2#锅炉是同样的操作。注意，紧急停炉后如果要再开始开炉，必须先到此画面点击相应“1#锅炉复位”或“2#锅炉复位”按钮进行复位，否则锅炉将不能运行。2.6.2自动急停1#2#锅炉投入运行时会在如下其中任何条件满足时自动停止：1) 引风机故障；2) 汽包水位过低；3) 蒸汽压力过高；4) 除氧器水位过低； 5) 给水泵全停6) 给水母管压力过低7) 现场手动按下急停按钮自动急停后，画面右上角会出现“发生紧急停炉，点击查看原因”的提示框，点击可打开一页面，里面列有紧急停炉发生的原因。根据原因做相应处理后才可重新烧炉。2.7棒图画面如图所示，用于直观显示重要参数。2.8报警2.7.1报警画面图11 报警画面1实时报警画面如图11所示。所有工艺参数超出限定值时会有语音报警提示，语音只提示两遍后发出报警音，所有设备故障只发出报警音而没有语音提示。通过报警画面中记录和显示当前存在（报警还未解除或已经解除但未确认）的报警的详细信息，第一列为报警状态，其中表示处于报警状态表示处于报警状态但已确认表示未确认但报警已解除， 表示状态未知，此种情况多出现在主机重启的时候。第六列的当前值表示报警发生时，监测点报警值，第七列显示报警限定值。确认报警的方法是先点击选中某个报警，再点击报警拦上方的”确认选中报警” ，确认后不再发出报警音直到新的报警产生。2.7.2报警记录画面通过点击报警画面和报警记录画面的“报警记录”按钮进入报警记录画面。报警纪录画面与报警画面基本一致，方便查询历史报警记录。报警记录画2.7.3报警参数设置画面报警参数设置画面该画面用于设置报警限值，若输入值之后输入框变红色，检查逻辑是否正确（如上限值小于下限值）和是否合理（如超出仪表量程）。1#2#锅炉参数设定报警名称上上限上限下限下下限炉膛负压u 语音提示两遍u 报警音u 临时急停锅炉u 语音提示两遍u 报警音u 语音提示两遍u 报警音无给水压力无u 语音提示两遍u 报警音u 语音提示两遍u 报警音u 语音提示两遍u 报警音u 紧急停炉汽包压力u 语音提示两遍u 报警音u 紧急停炉u 语音提示两遍u 报警音u 语音提示两遍u 报警音u 语音提示两遍u 报警音汽包水位u 语音提示两遍u 报警音u 语音提示两遍u 报警音u 语音提示两遍u 报警音u 语音提示两遍u 报警音u 紧急停炉给水母管压力参数设定报警名称上上限上限下限下下限给水母管压力无u 语音提示两遍u 报警音u 语音提示两遍u 报警音u 语音提示两遍u 报警音u 紧急停炉除氧器参数设定报警名称上上限上限下限下下限压力无u 语音提示两遍u 报警音u 语音提示两遍u 报警音无水位u 语音提示两遍u 报警音u 语音提示两遍u 报警音u 语音提示两遍u 报警音u 语音提示两遍u 报警音u 紧急停炉2.9上煤系统图14 上煤系统画面上煤系统画面如图14所示， 在此画面可以进行对主皮带，往复式给煤机，卸料器的启停。显示各个设备的运行状态，如卸料器是否开到位，关到位，主皮带和往复式给煤机是运行还是停止，此外还通过动画显示来提示主皮带是否运行，煤仓是否出现仓空或仓满的情况，卸料器是落下还是抬起，更直观明了。1#煤仓对应3#卸料器：手动操作时启动设备顺序：3#卸料器主皮带往复式给煤机，手动操作时停止设备顺序：往复式给煤机主皮带3#卸料器32#煤仓对应1#卸料器和2#卸料器：手动操作时启动设备顺序：1#卸料器或2#卸料器主皮带往复式给煤机手动操作时停止设备顺序：往复式给煤机主皮带1#卸料器或2#卸料器启动或停止卸料器时，相应按钮变为绿色，注意卸料器开到位或关到位后，会自动清除启动或停止的命令，按钮恢复原来的颜色，不须人工干预。2.10电能监控仪表画面图15 电能监控仪表画面1图16 电能监控仪表画面2该组画面用于显示电气柜的各相电压，电流和功率，功率因数和总用功功率，以及显示各回路空开的状态。三、备注3.1安全管理该系统设置了三种级别的用户账号，权限由高到低依次为管理员，工程师，操作员。管理员拥有包括退出系统，查看历史趋势及报表等所有权限，工程师无退出和查看历史趋势及报表的权限，但可以进行报警参数设置，PID参数设置，变频器故障复位的操作，操作员无以上权限，只可以进行设备的启停，手自动操作，目标设定值的设置等操作。为了使用安全，提醒用户在获得自己的账号后应及时修改密码。修改方法为在启动画面点击“修改密码”按钮，弹出密码修改框，在“old password”(旧密码)栏键入旧密码，在“new password”（新密码）栏键入新密码，在“confirm password”（确认密码）栏再次键入新密码，然后点击“OK”确认。若各个输入无误，修改成功，则出现“the password has been changed for*”(*密码已修改)的提示信息。为了使用安全，高一级的用户在完成相应的操作后，应让低一级用户登录系统，以退出高一级的用户登录。某些情况下您可能需要退出监控系统环境回到普通Windows操作系统，操作方法如下：在监控系统的启动画面以管理员身份登陆，然后点击“退出系统”按钮，则关闭监控系统，回到桌面，此时桌面只有desklock框可见，如图A-1所示：图A-1 desklock框点击set up desklock 出现密码输入对话框如图A-2所示：图A-2 desklock密码输入框正确输入密码后进入desklock设置框如图A-3所示：图A-3 desklock对话框点击按钮“Defaults”，然后再点击“ok”出现如图A-4所示提示框 ：图A-4 点击“是”则主机重起，进入普通windows操作界面。启动windows过程中需要输入windows管理员xhl的用户密码。进入windows操作环境中，您就可以进行相应操作了。需要注意的是在此期间不要对desklock进行任何的修改和设置。当您完成相应操作后，出于安全考虑，应恢复此前只运行监控系统的设置，方法为：1Start(开始)-所有程序-Rockwell Software-FactoryTalk View- Tools-Desklock 出现desklock框如图A-1所示：图A-1 desklock框正确输入密码后进入desklock设置框如图A-3-1所示：图A-3-1 desklock对话框1将automatically logon to windows选项前的方框中点击，出现对钩及默认的用户名和密码等（与图A-3-1一致），再在上方选择desktop，出现如图A-3-2所示对话框图A-3-2 desklock对话框2在replace exiting desktop with desklock选项前的圆形单选框中点击，出现黑色圆点及默认的应用程序和参数等（与图A-3-2一致），再在上方选择password，出现如图A-3-3所示对话框:的图A-3-3 desklock对话框3分别在三个选项前点击，出现黑色对钩（与图A-3-3一致）。选择上方的“Behavior”，出现如图A-3-4所示对话框：图A-3-4 desklock对话框4钩选所有选项（与图A-3-3一致）完成设置，点击：“OK”按钮，出现如图A-4所示提示框 ：图A-4 点击“是”按钮，则主机重新启动，并自动运行监控系统。3.2 关于错误处理1、 在趋势图上点击右键可以设置趋势的显示属性，如果操作中出现右键菜单，属正常操作，可切换到其他画面然后再回到该画面，则不会影响该趋势任何设置。2、 若系统运行过程中意外断电，当再次供电后，主机自动开启，自动运行进入监控系统的启动画面，其间不需开机等任何操作。四、附录常见英文翻译Alarm fault cleared:alarm input quality is good.报警已解除，报警输入良好。Acknowleged alarm *in alarm serverRNA:/$local/new1116:alarmsever*报警确认Alarm fault:overlapping threshold limits报警失效：上下限重叠Failed to acknowledge alarm :alarmserver:PT506. The alarm is already acked.无法确认报警PT506，该报警已经确认。Trip故障OK 确认Cancel取消User name 用户名Password 密码（或口令）Log in/log on登录Restart windows重起windowsExit退出Set up desklock设置desklockAutomatically logon to windows自动登录windowsDefault domain name默认域名Default user name默认用户名Confirm password确认密码You need to reboot the changes take effect. Would you like to reboot now?在设置生效前您必须重起windows ，您要现在重起吗？Use existing windows desktop使用已有的windows桌面Replace existing desktop with desklock用desklock替代已有的桌面Application应用程序Automatically run program at starup在启动时自动运行程序Require password to restart from desklock从desklock重起时要求密码Require password to exit desklock退出desklock时要求密码Require password to open this dialog box again重新打开此对话框时要求密码Disable shutdown windows禁止关闭windowsDisable task manager禁止弹出任务管理器Disable lock computer禁止锁定电脑Disable change password禁止修改密码Disable logoff禁止用户退出Hot key settings热键设置Disable task switch keys禁止任务切换键Disable task manager keys禁止任务管理键Disable windows hot keys禁止windows 热键Automatically disable selected hot keys after a period of inactivity在一段时间后自动禁止所选择的热键第二章 控制系统硬件 神木锅炉控制系统按照设计要求，采用计算机控制技术，以美国AB公司的ControlLogix5000系列1756L61型PLC作为下层控制总站，两台锅炉分别作为分站加以控制。各个分站均通过FlexLogix通讯卡（1794-ACNR15）和总站通信。上层监控站工业控制计算机，上下层之间通过ControlNet网络连接。 系统控制对象为2台锅炉及其公共水系统。控制系统由3套FlexLogix 1794系列I/O分站和2台监控站组成。3套FlexLogix 1794同属一个PLC总站控制；2台监控站用于监控2台锅炉及其公共水系统。PLC与监控站通过以太网通讯。一、控制系统体系结构整个控制系统的体系结构如图1所示。从结构和功能上来划分，整个系统可以分为三个层次：上位监控层，过程控制层和现场控制层。上位监控层由2台监控站组成，过程控制层由1台PLC组成，现场控制层则由传感器、变频器和执行器等设备组成。1.1 上位监控层上位监控层由1监控站和2监控站2台研华PC-610H工控机组成，负责整个系统的工艺过程及参数监控工作。一台监控站，当其中一台计算机发生故障时，另一台计算机仍然可以不间断地对2台锅炉和公共水系统进行监控。两台监控站通过以太网和过程控制层的PLC连接，实现和PLC的数据交换。 1.2 过程控制层过程控制层包括1套ControlLogix PLC。通过FlexLogix通讯卡（1794-ACNR15），PLC实现与各子站的通信。1.3 现场控制层现场控制层完成现场信号的采集和控制命令的执行。现场控制层包括热电偶、流量计、压力变送器等现场测量仪表和变频器、电机、水泵等执行机构。变频器选用AB POWERFLEX400系列变频器，接收PLC的控制信号，完成对各电机、水泵的控制。 图1 控制系统体系结构图二、系统主要控制回路的硬件构成控制系统包括锅炉燃烧控制系统和公共水控制系统。锅炉燃烧控制系统由炉排给煤控制、鼓风控制、引风控制组成；公共水系统由除氧器控制、给水泵等控制组成。2.1 给煤、鼓风、引风控制回路给煤、鼓风、引风控制包含互相关联的三个控制回路，如图2所示。图2 给煤、鼓风和引风控制回路图2中，炉排的转动速度由锅炉蒸汽压力控制。调节器输出通过调速器来改变炉排电机转速，控制给煤量，使锅炉蒸汽压力达到要求值。为保证炉排上煤的充分燃烧，保证燃烧效率，鼓风机与炉排电机转速协调变化。锅炉引风控制系统用来调节引风量，使炉膛负压保持在-60Pa到-50Pa之间。 2.2 给水母管压力控制回路给水母管压力控制回路如图3所示。保证给水母管压力，是为了保证给锅炉的正常供水，如果压力过低，会出现锅炉上不去水的现象，这样会导致锅炉严重缺水，发生重大事故。给水母管压力有变频器控制3台水泵来自动上水，只要将母管压力设定好，变频器将自动调节。保证给锅炉正常供水。图3 补给水、循环水控制回路三、系统主要硬件配置3.1 ControlLogix控制器机架结构ControlFlex系列PLC的总站包括1个电源模块1756-PA72、1个CPU模块LOGIX1756-L61、1个ControlNet通讯卡1756-CNBR、1个以太网通讯卡1756-ENBT、1个冗余模块1756-SRM。具体结构如图6所示。图6 控制器机架模块分布3.1.1、电源及机架模块电源机架模块1756-PA72是PLC主站的基本组成部分，用于为PLC各种模块的集成电路提供工作电源，电源模块的输入类型有交流电源（220V AC或110V AC）和直流电源（常用的为24V DC）两种。3.1.2、CPU（1756-L61）模块CPU是PLC的控制中枢。它按照PLC系统程序赋予的功能接收、存储从编程器键入的系统配置信息、用户程序和数据，同时诊断电源和PLC内部电路的工作状态和编程过程中的语法错误等。当PLC投入运行时，首先它以扫描的方式接收现场各输入装置的状态和数据，并分别存入输入映像区，然后逐条解读用户程序，并将解读结果写入到输出映像区。所有的用户程序执行完毕后，再将输出映像区的各输出状态输出刷新到输出锁存器中，同时通过其它硬件驱动控制现场的执行机构。CPU模块为ControlLogix5000系列1756L61型PLC控制器。3.1.3、CN（ControlNet）通信模块通信处理器模块是PLC一个重要的组成部分，随着管控一体化和综合自动化需求的不断增加，越来越多的PLC均提供丰富的网络通信功能，这些功能由通信处理器模块来实现。它使PLC与PLC 之间、PLC与上位计算机以及其他智能设备之间能够交换信息，形成一个分布式的网络控制系统。3.1.4、I/O模块输入/输出模块简称I/O模块，是PLC与外部设备连接的桥梁。输入模块接收现场设备的信号，例如由按钮、各种开关、继电器触点和拨码器等提供的信号、各种现场传感器和检测仪表的信号。这些信号经过输入电路的滤波、光电隔离、电平转换等处理，转换成CPU能够接收和处理的数字信号。输出模块则将CPU发出的数字信号通过光电隔离、功率放大等处理，转换成现场执行器能够接收的电信号。3.1.5、EN（EtherNet）通信模块以太网通信模块，上位机监控系统通过以太网通信模块与PLC进行数据交换。3.2 ControlFlex 分站结构 本系统包括3套FlexIO分站。其中，1#/2#分站分别负责1#、2#、锅炉的控制信号采集，3# 分站负责公共水系统的控制信号采集3.2.1 锅炉燃烧分站的硬件配置锅炉燃烧分站硬件配置如图7所示。图7 锅炉燃烧分站硬件配置锅炉燃烧分站硬件包括：1个24V直流电源1794-PS3、1个ControlNet通讯卡 1794-ACNR15、1个DI模块1794-IB32、1个DO模块1794-OB16、2个AI模块1974-IE8、1个热电偶输入模块1794-IT8、1个热电阻输入模块197-IR8。具体设备清单及硬件技术规范如表1所示。序号名称规格备注信号规格1数字量输出模块1794-OB16槽位0（24V供电）0/12数字量输入模块1794-IB32槽位1（24V供电）0/13模拟量输入模块1794-IE8槽位2（24V供电）0 30832对应（0 20mA）4模拟量输入模块1794-IE8槽位3（24V供电）0 30832对应（0 20mA）5热电阻输入模块1794-IR8槽位4（24V供电）0 30832对应（0 20mA）6热电偶输入模块1794-IT8槽位5（24V供电）0 30832对应（0 20mA）表1 锅炉分站I/O设备清单及硬件说明表 上列设备清单适合3、4、5、6#四个分站。3.2.2 公共水系统PLC的硬件配置公共水系统PLC的硬件配置如图12所示。图12 公共水控制PLC的基本硬件配置公共水控制PLC配置的硬件包括：1个24V直流电源1794-PS3、1个ControlNet通讯卡 1794-ACNR15、2个DI模块1794-IB32、1个DO模块1794-OB16、3个AI模块1794-IE8。具体设备清单及硬件技术规范如表2所示。序号名称规格备注信号规格1数字量输出模块1794-OB16槽位0（24V供电）0/12数字量输入模块1794-IB32槽位1（24V供电）0/13数字量输入模块1794-IB32槽位2（24V供电）0/14模拟量输入模块1794-IE8槽位3（24V供电）0 20mA5模拟量输入模块1794-IE8槽位4（24V供电）0 20mA6模拟量输入模块1794-IE8槽位5（24V供电）0 20mA表2 水系统分站I/O设备清单及硬件说明表上列设备清单只适合7#分站。四、系统设备的网络地址分配控制系统包括两种类型的通信网络：以太网、ControlNet网络。整个控制系统所有设备的网络类型和地址如表3所示。序号设备名称网络类型地址说明11#监控站以太网192.168.200.72上位机1IP地址22#监控站以太网192.168.200.73上位机2IP地址31#PLC总站以太网192.168.200.71CONTROLNET主站41#PLC总站CONTROLNET01CONTROLNET分站51#锅炉分站CONTROLNET02CONTROLNET分站62#锅炉分站CONTROLNET03CONTROLNET分站7水系统分站CONTROLNET04CONTROLNET分站表3 控制系统设备网络地址分配表五、控制系统注意事项 本部分主要包括一下几个方面的内容：1，系统的三大组成部分；2，系统各个部分的重要参数设置。5.1 系统的三大部分第一部分，2台锅炉以及水系统所用的7台变频器,均采用RockWell AB 公司的PowerFlex400系列风机泵变频器。引风机变频器2台，1#、2#引风机变频器功率为110KW，鼓风机变频器2台，1#、2#鼓风机变频器功率为55KW；给水泵变频器3台，给水泵变频器功率为30KW。 第二部分，PLC控制柜。PLC控制柜中安装了一个控制器机架和1#、2#、3# Flex I/O分站。模块上标注有PS1、PS2、PS3三个24V电源，ACN1、ACN2、ACN3三个ControlNet通讯卡。 第三部分，上位监控计算机。上位机有两台完全相同的工业控制计算机组成，主要用于锅炉安全运行监控，回路重要参数调整，历史数据浏览存储，生成报表等功能。计算机通过以太网和PLC交换数据。5.2 系统重要参数设置5.2.1 变频器重要参数设置 变频器各个重要参数设置见下表4所示。序号参数名称参数代号参考值备注1Motor NP VoltsP031380V额定电压2Motor NP HertzP03250Hz额定频率3Motorola OL CurrentP033N/A(1)过载电流3Minimun FreqP0345 30Hz最小频率4Maximum FreqP03550Hz最大频率5Start SourceP0362(2-Wire)启动方式6Speed ReferenceP0385(Comm Port)频率设定源7Accel Time 1P03930s加速时间8Decel Time 1P04030s减速时间9Auto ModeP0421(Hand-Off-Auto)自动方式10Comm Node AddrC104N/A(2)通讯地址11S Curve %A14915 - 30S 曲线12Slip Hertz FLAA1751 2Hz平滑频率表4：变频器参数设置注：表中的N/A(1)表示该参数需要根据不同的变频器具体设置，建议设置为额定电流的1.2倍（正常运行后）；N/A(2)标号是给参数需要和具体的变频器的ControlNet地址核对后才能设置。5.2.1 上位机重要参数设置一旦上位机计算机的操作系统崩溃就需要完全恢复出Windows系统和上位监控系统，建议采用Goust备份C盘的方法。Goust备份文件可以存储在计算机的硬盘上，也可以刻录成CD光盘存放。Goust恢复系统大约需要20分钟，此时上位机监控系统需要设置好以太网的IP地址才能和PLC进行通讯。第三章 附录 仪表基本知识有关压力的一些解释： 1、 大气压：地球表面上的空气柱因重力而产生的压力。它和所处的海拔高度、纬度及气象状况有关。 2、 差压（压差）：两个压力之间的相对差值。 3、 绝对压力：介质（液体、气体或蒸汽）所处空间的所有压力。 绝对压力是相对零压力而言的压力。 4、 表压力（相对压力）：如果绝对压力和大气压的差值是一个正值，那么这个正值就是表压力，即表压力=绝对压力-大气压0。 5、 负压（真空表压力）：和“表压力“相对应，如果绝对压力和大气压的差值是一个负值，那么这个负值就是负压力，即负压力=绝对压力-大气压0。 智能压力/差压变送器较模拟变送器有什么优越性？ 智能化仪表的优越性主要有： 1、对仪表制造过程简化调校过程、补偿传感器缺陷（如线性化、环境因素补偿等）、提高仪表性能、降低制造成本、可形成多参数复合仪表。 对仪表安装调试过程简化安装调试过程（如对线、清零）、降低安装调试成本。 2、对仪表运行过程提高测量质量、有利于进行软测量、便于仪表的维护校验和资产管理（需要系统和设备管理软件的支持）。 压力/差压变送器选型原则 1、在压力/差压变送器的选用上主要依据：以被测介质的性质指标为准，以节约资金、便于安装和维护为参考。如被测介质为高黏度易结晶强腐蚀的场合，必须选用隔离型变送器。 在选型时要考虑它的介质对膜盒金属的腐蚀，一定要选好膜盒材质，变送器的膜盒材质有普通不锈钢、304不锈钢、316L不锈钢、钽膜盒材质等。 2、在选型时要考虑被测介质的温度，如果温度高一般为200400，要选用高温型，否则硅油会产生汽化膨胀，使测量不准。 在选型时要考虑设备工作压力等级，变送器的压力等级必须与应用场合相符合。从选用变送器测量范围上来说，一般变送器都具有一定的量程