某冶炼厂余热锅炉汽包与除氧器控制系统

4.控制方案的设计
4.1下位机程序控制设计
将控制系统分为四个大的功能块:汽包液位控制、主蒸汽压力控制、除氧气液位和压力控制。
（1）汽包液位控制采用串级三冲量给水控制的工作原理，主调节器为1HAD10DL101,副调节器为1LAB10DF101,主调节器接受水位信号去控制副调节器，副调节器接受主调节器信号外，还接受主蒸汽流量温压补偿信号和给水流量的温度补偿信号，组成一个三冲量的串级控制系统。以达到汽包水位在动态范围内自动调节。
（2）蒸汽包的压力控制在６Mpa范围内，采用单回路PI调节器，如果汽包压力突然超过一定范围时，可用调节器1HAD10DP102打开启动蒸汽控制阀，通过消音装置将一部分蒸汽排放，以保证蒸汽包的蒸汽压力稳定。
4.2上位机监控程序设计
上位机对所有采集到的模拟量实时显示并存储,开关量进行状态追忆。对重要参数指标如给水导电率、饱和蒸汽的电导率、锅炉水的电导率等进行在线分析、监测和报警。监控画面上设有“自动”、“半自动”及“软手操”三个按钮并可进行相互切换。“自动”状态时，只能监测不能对设备进行操作；“手动”时，可任意调节阀门的开度。在由自动到手动时，阀门之间的转换是无扰动进行切换的。在操作员站上可根据工艺的改动，修改各个PID回路的设定点，但是某些参数只有具有不同操作权限的级别才可相应进行修改。“软手操”时，可独立对阀门进行操作。同时PID调节回路可以选择自动手动以及汽包液位的单回路和串级三冲量控制。设密码保护（如设置和修改某一调节回路的比例、积微分时时间等）。为便于生产维护和安全，用不同的颜色区分设备不同的开关状态，重要设备的集中监视画面

5.软件实现
SIEMENS公司的WinCC工控组态软件，功能齐全，具有很强的过程监视、控制和信息管理功能。本系统上位机监控程序采用WinCC编制，开发了丰富的、汉化的工艺流程画面及操作图表，有下列特点：1）兼有监视系统总貌、分部流程等操作画面，参数设定与调整灵活、人机界面友好。2）设备的自动、手动、软手操可切换，操作简单，减轻操作工的劳动强度。3）重要参数的历史趋势和实时曲线显示，实时报表打印及报警处理功能。如下图6汽包调节画面所示：

下位机程序用西门子公司提供的STEP5V5.1.02。STEP5编程软件具有下列优点：1）具有三种不同的基本编程语言：LAD梯形图，STL语句表，FBD功能块，对不同专业工程设计人员提供很方便的编程工具。如梯形图编程方式对电气自动化专业人员；语句表针对计算机专业人员；功能块对工艺专业人员等。2）硬件和网络组态简单灵活，所有西门子公司的模块都可以通过STEP7再加上相应的软件包即可组态。3）STEP7编程软件具有硬件诊断功能，系统中任何一处出现故障，都可以通过它进行诊断出来，以便维护工程师对系统进行快速发现故障点，急时处理。4）STEP7标准库中提供了大量的标准系统功能和功能块，如标准的软PID控制功能块，同时提供在线英文帮助。使编程设计人员方便灵活。

6.结束语
余热锅炉控制系统投入使用后，完全达到预期的控制目标，目前系统运行十分稳定。是同类锅炉控制系统中最具代表性的一个过程控制典型系统。该系统是将集散控制系统（DCS）与可编程控制器（PLC）融合为一体的、控制系统不论是放案设计还是控制方式都比较先进，为以后该厂蒸汽的利用打下了良好的基础。投运后大大提高了生产效率，并取得了良好的经济效益和社会效益，属国内领先水平。在同类控制系统中推广应用前景很好。