组态王在锅炉吹灰系统中的应用

一、前言
        国内工业生产技术的进步和自动化技术的发展,企业对自动化监控系统的需求越来越大,要求越来越高。组态王监控软件以界面简单明了、易于操作、数据采集实时性好和高可靠性等特点得到越来越多用户的青睐。由于组态王还具有工程开发周期短、系统便于升级和维护,以及丰富的图库和操作向导等优势,在工业锅炉吹灰和数据采集系统中得到广泛应用,现已成为诸多电厂、化工和冶金行业用户的指定监控软件。
二、吹灰系统组成
        锅炉吹灰系统由吹灰硬件设备(包括吹灰器、进汽电动阀、压力调节阀、输水阀等组成)、PLC和上位监控系统等组成。其中吹灰器、进汽电动阀门、减压阀、输水阀是现场设备,属于系统的执行机构。PLC主要控制吹灰器、各种阀门的运行。上位监控系统进行实时数据采集和监控。其中吹灰系统的工作流程如图1所示:
 
三、系统实施
        系统实施包括硬件连接,吹灰程序编写,监控系统工程制作。硬件的连接包含PLC和现场设备接线,PLC和上位监控的通讯连接。吹灰程序经过多次反复完善,合理分配IO地址,保证吹灰设备按要求顺序运行,并具备联锁和报警输出等功能。在本系统中,选用了组态王kingview6.53系列软件做为工业锅炉吹灰系统的上位监控软件,主要进行的工作有设备配置、图形界面的设计、定义数据变量、建立动画连接和运行调试等工作。
3.1、设备配置
        设备配置就是完成组态王与PLC之间的设置。组态王依靠大量的设备驱动可以支持几百上千种PLC和仪表驱动,使用户的硬件选型具有相当大的选择空间,而且这些驱动都是经过实际工程验证,完全符合实际应用要求的驱动产品,完全免费提供给用户使用。本次采用的较为常见的PLC产品,只需简单配置即可实现组态王和PLC设备的通讯。
3.2、图形界面的设计
        图形界面用于模拟现场实际设备运行,本系统主要绘制工业锅炉吹灰系统仿真界面。主界面包括了进汽电动阀、蒸汽压力调节阀、输水阀、长短吹灰器、蒸汽温度显示、蒸汽压力显示、蒸汽流量显示、自动/手动切换按钮、手动控制按钮和急停按钮等组成。
 
3.3、定义数据变量
        数据可以描述工控对象属性,组态王定义的各种数据变量读取现场PLC的实时数据,为界面的动画连接提供数据源,软件还提供实时数据和历史数据两种方式进行数据的查询、分析。对于定义了报警限值的数据,一旦发生报警,系统将自动弹出报警窗口,及时提示操作人员详尽的报警信息及处理办法。组态软件还支持和关系型数据库(如ACCESS、SQL SERVER和ORACLE)实现数据存储,可以方便进行查询、插入、删除等操作,对于用户定制自己特殊的数据表格提供了很大的方便。数据变量的定义直接影响到整个系统的功能和可靠性。是系统开发十分重要的环节。
3.4、建立动画连接
        动画连接是画面的图形对象和数据词典的数据变量之间建立的一种关系,当数据词典里的变量的值发生改变的时候,在画面上会呈现一定的动画效果,或者由操作人员对画面进行操作,进而实现远程控制。本系统的动画连接包括吹灰器的动作模拟,阀门开启和关闭的颜色变化以及按钮的操作等。将画面的图形对象与数据词典的变量建立连接并进行适当的设置,那么组态画面可以完成诸如阀门开关闪烁、吹灰器推进和缩回等动画效果。
3.5、运行调试
        运行调试是为了检查组态画面与实际吹灰系统的双向通讯功能,检验实际的控制效果。运行调试期间,除了调试系统以满足工艺要求外,还要对系统测试以保证日后安全可靠地运行。按照流程,需要将系统所有功能都逐一测试,对于关键的运行参数进行记录备案,这也是系统交工必不可少的一部分。
系统通过安全稳定的试运行阶段,将进入正式运行。试运行时间依据系统规模和甲方要求不等。正式投入运行的系统具有:
a.友好人机界面、动态显示工作流程;
b.安全可靠、容错性强,系统具备自动的互锁控制,超限报警和误操作保护等功能;
c.完整的数据记录,灵活的数据查询和曲线分析功能;
d.合理的用户权限,防止非法和误操作;
四、总结
        在工业锅炉吹灰监控系统开发过程中,以KingView 6.53系列产品作为开发平台,充分利用软件的资源,合理规划,明显缩短项目设计和开发周期,提高了工作效率,从而大大降低了开发成本。使用组态王软件开发的系统界面直观友好,对吹灰流程进行自动控制和报警处理,确保系统可以安全稳定运行,在锅炉吹灰系统里面发挥着不可替代的作用。
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