基于三维力控自动化监控组态软件在锅炉控制系统中的应用研究

基于三维力控自动化监控组态软件在锅炉控制系统中的应用研究

一、 引言：

二、力控组态软件简介

力控控制策略是应用工程运行中的进程之一，与力控实时数据库、IO采集一起构成了整个控制系统，完成采集数据、处理数据及控制输出。

三、系统特点

在锅炉控制系统中，锅炉汽包水位的控制、过热蒸汽的温度控制、燃料量流量的控制和送风流量的控制是控制重点，下面就汽包水位控制过程进行分析，明确控制对象、操作量和被调量等参数，用类似方法可分析其它的控制过程。

锅炉汽包水位控制：汽包水位调节系统的主要任务是使给水量与锅炉蒸发量保持平衡，并维持汽包水位在工艺规定的范围内。由此分析出锅炉的受控变量为汽包水位，操纵变量是给水流量。汽包水位是锅炉运行的主要指标，水位过高或过低都会带来比较严重的后果。所以通常采用三冲量控制方案，即分别对给水流量、蒸汽流量和水位进行控制，控制系统结构如图一示：

图一 汽包三冲量控制图

三冲量控制实际上是前馈蒸汽流量和串级控制组成的复合控制系统，系统如图二所示，

图二 系统图

四、方案设计

力控控制策略编辑器采用了算法块图的形式，设计简单、操作方便、无需编写脚本，根据系统控制流程就可快速地完成。

五、软件实现三冲量PID调节

具体步骤如下：

图四 控制策略编辑窗口

说明：

1． 左边是个树型列表

（2）“策略管理”下是策略窗口

2．右边是当前策略编辑窗口

图五 建立数据库IO点

图六 添加PID控制器

3．设置PID算法块属性及参数，PID算法块的主要属性列表如图七所示：

4．PID控制器的信号输入和输出的连接，具体步骤如下：

4.1绘制PID功能模块一样，绘制数据库输入变量和数据库输出变量，也可以绘制“变量”下的其它的变量块，方法类同，这里仅以数据库变量为例，如图十三所示：

图十三 绘制数据库输入输出块

4.2 正确选择数据库输入输出变量及参数，这些变量都是在数据库中已定义的点，点有很多的参数，变量就是点的某一参数值，选择方法如图十四所示：

图十四 选择数据库变量

4.3 各算法块的连接方法：将鼠标放在算法块端子处，稍停片刻，若为输入端子，则鼠标变成in，若为输出端子，则鼠标变成out，此时，双击鼠标一次，再将鼠标转致另外算法块的端子，双击鼠标，若成功，则两端子间出现白色虚线，将鼠标移致别处，则算法块间出现一条白色实线。如图十五所示：

图十五 已建立连接的算法块

注意：

连完线后，检查是否有虚接现象

4.4 简单的单PID控制回路已经完成，保存，编译。

5．界面组态

控制策略完成后，数据库组态“DBManage”中发生了如下变化：

说明：增加了以算法块为变量点的控制策略区域

5.1 双击PID点，可以查看PID点参数：

图九 PID0点的基本参数属性页

5.2 PID点的参数与PID控制器的属性的对应关系，如表一：

表一 PID点主要参数表

5.3 为方便PID回路的调节，画面设计如下：

参数详细说明见图七及表一

6．编译、运行。

六、结束语

力控控制策略在成本、开放性、灵活性、功能和界面等方面给企业用户提供了最佳的控制系统解决方案。我们通过采用力控组态软件建立了装置的生产实时数据库系统，在系统的设计中实时数据库和控制策略间是交互的，它们之间存在着如何建立连接的问题，即控制策略算法块需要以实时数据库为输入输出，同时实时数据库也需要取得算法块的参数，方便运行中动态修改，这样才能确保系统稳定地运行。