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基于紫金桥组态软件的锅炉供暖控制系统

信息时间：2013-03-15 信息来源：紫金桥软件技术有限公司

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在工业控制系统中，上位机通常只监控系统的运行，采集系统信号，以画面、报表、曲线等方式显示系统状态，简单地下发一些开关量或模拟量信号，调节系统运行参数。而自控参数的运算由PLC或智能仪表来完成。其实紫金桥组态软件完全能完成这些智能设备的功能，程序编写也非常方便，减少设备投资。
下面以某锅炉供暖控制项目为例，介绍以紫金桥组态软件为核心控制单元的工程的实现方法。

监控画面
下位设备情况
在本项目中被控设备包括：
两台4MW燃气锅炉，锅炉配套有控制台，带有触摸屏和西门子200PLC，
两台1.5KW 的 补水 泵
两台 15KW 的屏蔽循环泵
一个软化水箱。
这些设备由一台操作站来监控。软化水箱的超高和 超低水位、系统超温超压信号在操作台产生报警信息。操作人员通过监控画面很方便地了解设备运行状态，并可通过该画面手动控制调节设备的运行。重要的参数可切换到曲线窗口，便于观察分析。

曲线监控窗口
锅炉本身的控制台有触摸屏和S7-200PLC；循环泵和补水泵电源来自于四台变频器；控制室的空间狭窄， 采集系统信号的仪表柜和 变频器柜的距离很小，变频器的射频等因素干扰操作站的通讯是必然存在的问题。综合考虑控制的独立性、抗干扰性、节能性，锅炉采用反馈控制方式，即操作站不下发锅炉的启停信号，而通过输出供暖量调节锅炉的启停； 供暖系统的信号由 仪表柜中的S7-300PLC采集，上传至操作站。用S7-300PLC采集信号和操作站通讯是为保证控制系统的稳定性，在强干扰环境中， S7-300的抗干扰能力远优越于普通信号采集模块；循环泵和补水泵的自控功能由操作站紫金桥组态软件的脚本程序编写。也就是编写两个智能设备程序，分别是变频恒压补水控制器和气候补偿器。

图为自控参数设定窗口
变频恒压补水控制器用于控制补水泵，两台补水泵一用一备，当一台泵故障时另一台泵自动投入运行，主备泵定时轮换，以延长泵的寿命，由参数设定窗口设定补水压力，组态软件把采集的压力参数和设定的压力参数比较运算，输出补水泵的启停和频率信号，以保证供暖系统的恒定压力。系统补水时，如果一台泵的频率已达到50HZ,运行一定时间还没达到设定的系统压力，则该泵转为工频，变频启动另一台泵以补充。气候补偿器用于控制循环泵的节能运行，两台循环泵一用一备，主备泵定时轮换，一台泵故障时另一台泵自动投入运行。由参数设定窗口设定供暖系统的基准压差，这个参数是保证整个系统都能循环的最小压差。压差与循环泵的频率成正比，循环泵运行频率的高低又决定了流量的大小，流量与温度反映系统的供热量。因此频率越高供热量越大，反之越小。室外温度降低时，用户的热能流失相对增大，为保证用户的采暖温度，就需要增大供热量来补充流失的热能，反之室外温度升高时相对减小供热量，节约能源。具体实现的方法就是循环泵的频率随室外温度变化而自动调节。供热量的变化，反馈到热源（锅炉），就是热功率变化，锅炉操作台跟据设定的参数和热功需求量自动调节锅炉的启停。这就是气候补偿节能运行反馈控制的原理。通常气候补偿器通过采集室外温度，输出模拟量控制板式换热器一次侧电动三通阀的开度，从而调节供热量。在该系统中没有换热环节，由锅炉直接供热。所以由气候补偿的信号直接调节变频器的频率。
系统的运行参数自动形成工作报表并打印。如图所示

   本方案所介绍的系统在实际应用中运行稳定，这个实例说明安装组态软件的上位机不仅用于监控，还可成为自动控制的核心。紫金桥组态软件功能比较完善，便于系统维护与故障诊断。所以用电脑安装紫金桥组态软件用于自动化控制系统的核心是稳定的控制方案。