呂緒浩

摘 要：針對(duì)鍋爐補(bǔ)給水處理系統(tǒng)的自動(dòng)化發(fā)展趨勢(shì)，本文基于KingSCADA組態(tài)軟件開發(fā)出一套界面友好的鍋爐補(bǔ)給水處理監(jiān)控系統(tǒng)軟件。該軟件不僅能以逼真的動(dòng)畫模擬現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，而且對(duì)于所監(jiān)控系統(tǒng)的關(guān)鍵工藝數(shù)據(jù)提供實(shí)時(shí)顯示及上下限聲光報(bào)警功能，最大限度地保證系統(tǒng)的安全和可靠運(yùn)行。操作員可通過鼠標(biāo)、鍵盤等設(shè)備的操作完成設(shè)備控制，畫面切換、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、統(tǒng)計(jì)查詢和報(bào)表打印等各種操作。

關(guān)鍵詞：鍋爐補(bǔ)給水 組態(tài)軟件 KingSCADA

中圖分類號(hào)：TK223.5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2014）03（c）-0118-02

在發(fā)電廠的生產(chǎn)過程中，水是傳遞能量和冷卻的主要介質(zhì)，由于設(shè)備和管道系統(tǒng)水的排放、蒸發(fā)和泄露，會(huì)造成水的損失。為了保持平衡，必須向鍋爐中補(bǔ)給所需的水量。未經(jīng)處理的天然水易造成設(shè)備結(jié)垢，腐蝕和積鹽等危害，因此鍋爐補(bǔ)給水質(zhì)量的優(yōu)劣直接影響電廠機(jī)組的安全及經(jīng)濟(jì)運(yùn)行[1]。整個(gè)水處理系統(tǒng)工藝復(fù)雜，設(shè)備數(shù)量多、操作步驟繁瑣且多是閥門操作。隨著電廠自動(dòng)化水平的不斷提高，人們?cè)絹碓疥P(guān)注用計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)鍋爐補(bǔ)給水處理實(shí)施數(shù)據(jù)采集和控制，對(duì)監(jiān)控軟件也提出了更高的要求[2]。King SCADA組態(tài)軟件[3]作為一種新興的工業(yè)監(jiān)控軟件開發(fā)平臺(tái)，本系統(tǒng)結(jié)合某廠實(shí)際，設(shè)計(jì)了一套基于KingSCADA和PLC的鍋爐補(bǔ)給水處理系統(tǒng)。

1 工藝概況

鍋爐補(bǔ)給水處理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的功能為：對(duì)原水進(jìn)行凈化過濾，除去其中鈣鹽、鎂鹽、鈉鹽等雜質(zhì)離子，防止鍋爐結(jié)垢、腐蝕，保證鍋爐工況和品質(zhì)的良好。鍋爐補(bǔ)給水處理工藝流程如圖1所示。

經(jīng)過初步處理的水，先是進(jìn)入高效纖維過濾器進(jìn)行處理，濾除了水中大部分的懸浮物。隨后進(jìn)入雙室雙流活性碳過濾器進(jìn)一步預(yù)處理，除掉了水中不利的有機(jī)物。而后進(jìn)入一級(jí)除鹽設(shè)備，首先水進(jìn)入陽離子交換器，將水質(zhì)軟化，由于從陽離子交換器處理的水呈酸性，此時(shí)CO2幾乎全部以氣體存在，需要進(jìn)入除CO2器除去CO2，從除CO2器出來的水流入陰離子交換器，除掉水中CL-、SO42-、HCO3-等雜質(zhì)陰離子，最終水進(jìn)入混合離子交換器，在混床中深度除鹽，形成滿足各個(gè)廠房需要的用水[4]。

2 控制系統(tǒng)設(shè)備

2.1 硬件設(shè)備

（1）采用OMRON的CPM1A作為可編程的控制器。該控制器為OMRON可編程控制器的小型中低端產(chǎn)品，工作可靠，符合工程技術(shù)要求。

（2）現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)設(shè)備設(shè)置了壓力、流量、液位、酸（堿）度、PH值和電導(dǎo)率等變送器，將現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)連接到DI器件。

2.2 軟件設(shè)備

（1）CX-P是用于OMRON可編程序控制器的標(biāo)準(zhǔn)組態(tài)工具，采用此編程工具可為用戶完成底層控制程序的編寫以及實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制的其他工具。

（2）上位機(jī)采用亞控公司的KingSCADA軟件，使系統(tǒng)配置組態(tài)、控制點(diǎn)組態(tài)、工藝過程組態(tài)、報(bào)警報(bào)表和趨勢(shì)曲線等軟件設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)模塊化。

3 人機(jī)界面設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)的主要功能是監(jiān)控，這也是整個(gè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)與工作人員信息交流的接口。監(jiān)控界面是實(shí)現(xiàn)監(jiān)控功能的主要方式，KingSCADA為用戶提供了豐富的圖形編輯和程序腳本功能，這樣方便我們?yōu)樵撓到y(tǒng)構(gòu)造人性化的人機(jī)界面，并實(shí)現(xiàn)工藝控制、報(bào)警、報(bào)表、趨勢(shì)曲線及用戶管理等功能。

3.1 工藝畫面設(shè)計(jì)

鍋爐補(bǔ)給水處理系統(tǒng)設(shè)備較多，工藝流程復(fù)雜，為此，對(duì)應(yīng)六大工藝環(huán)節(jié)分別設(shè)計(jì)對(duì)應(yīng)的工藝畫面，分別為：高效纖維過濾器、活性碳過濾器，陽離子交換器，除CO2器，陰離子交換器，混合離子交換器。此外設(shè)計(jì)了工藝總畫面，包含六大環(huán)節(jié)的縮略圖，方便用戶的全面監(jiān)控。此處分別以高效纖維過濾器說明其設(shè)計(jì)原理。

高效纖維過濾器畫面設(shè)計(jì)如圖2所示，相關(guān)操作為如下。

（1）過濾器工藝操作分為：運(yùn)行、反沖洗、正洗以及氣水混合反沖洗，操作方式有“自動(dòng)”和“手動(dòng)”兩種方式，點(diǎn)擊畫面工作區(qū)的“自動(dòng)”“手動(dòng)”鍵，選擇相應(yīng)的操作方式。選擇“手動(dòng)”，人工監(jiān)控各功能閥的啟停；選擇“自動(dòng)”，利用時(shí)間或設(shè)定值確定其功能閥之間的互動(dòng)。

（2）工序：運(yùn)行時(shí)，首先打開排氣閥，然后打開進(jìn)水閥，當(dāng)見到排氣口液流時(shí)，立即排氣閥，開啟出水閥。反洗時(shí)，打開反洗進(jìn)水閥、反洗排水閥，水從濾芯內(nèi)往外沖洗附在濾芯壁上的濾渣從反洗排水口排出，待水澄清為止。然后關(guān)閉反洗進(jìn)水閥、反洗排水閥，打開正洗進(jìn)水閥、正洗排水閥進(jìn)行正洗，并進(jìn)行取樣檢驗(yàn)，如符合過濾要求時(shí)，則關(guān)閉正洗進(jìn)水閥、正洗排水閥，開啟出水閥轉(zhuǎn)入正常運(yùn)行。另各閥門和操作說明可點(diǎn)擊畫面“閥門說明”和“操作說明”鍵顯示。

3.2 報(bào)警、報(bào)表和曲線畫面

數(shù)據(jù)記錄是工業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)的一個(gè)重要組成部分。本作品提供了報(bào)警、報(bào)表（如圖3）和趨勢(shì)曲線三種形式，記錄設(shè)備的液位，閥門狀態(tài)以及水質(zhì)等數(shù)據(jù)，并且具有按日期查詢、保存和打印的功能。通過數(shù)據(jù)記錄，用戶可以直觀地了解系統(tǒng)的運(yùn)行工況，最大程度地保證系統(tǒng)的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，同時(shí)這些數(shù)據(jù)為管理決策層指導(dǎo)生產(chǎn)提供了可靠的決策依據(jù)。

4 結(jié)語

使用KingSCADA工控組態(tài)軟件來開發(fā)鍋爐補(bǔ)給水處理上位監(jiān)控系統(tǒng)，不僅傳送的現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)準(zhǔn)確、直觀、可靠，而且提供了友好、豐富的人機(jī)界面，靈活有效的報(bào)警方式以及強(qiáng)大的報(bào)表統(tǒng)計(jì)和趨勢(shì)分析功能，使得操作人員可以簡(jiǎn)單直觀地進(jìn)行全程實(shí)時(shí)監(jiān)控操作和管理，保障鍋爐補(bǔ)給水處理的質(zhì)量，確保電廠鍋爐優(yōu)質(zhì)，安全，可靠、經(jīng)濟(jì)地運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)

[1] 朱明瑞，沈偉.可編程邏輯控制器在污水處理廠中的應(yīng)用[J].凈水技術(shù)，2010， 29（5）：80-83.

[2] 鄒超群，廖慶華，陳水仙.基于Fix和PLC的SCADA系統(tǒng)在火電廠水處理控制系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].計(jì)算機(jī)測(cè)量與控制，2003（1）：48-50

[3] 楊麗敏.大型污水處理廠SCADA系統(tǒng)解決方案[J].中國(guó)建設(shè)信息：水工業(yè)市場(chǎng)，2010（7）：66-69.

[4] 于連國(guó)，李珍芳，洪波等.PLC在鍋爐化學(xué)補(bǔ)給水處理自動(dòng)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].自動(dòng)化儀表，2005，26（6）：51-53.

[5] 亞控科技官方網(wǎng)站：http：//www.kingview.com/.endprint