組態(tài)監(jiān)控設(shè)計(jì)與應(yīng)用 教學(xué)課件 姚立波 項(xiàng)目三 任務(wù)3-1

項(xiàng)目三基于組態(tài)王的

電廠化學(xué)加藥系統(tǒng)組態(tài)設(shè)計(jì)任務(wù)3-1電廠化學(xué)加藥系統(tǒng)項(xiàng)目背景及組態(tài)王監(jiān)控要求

知識(shí)目標(biāo)：

了解電廠化學(xué)加藥系統(tǒng)項(xiàng)目背景

掌握上下位機(jī)控制原理

掌握項(xiàng)目控制要求

技能目標(biāo)：

掌握電廠化學(xué)加藥監(jiān)控系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)

掌握基于SiemensS7-300PLC的硬件I/O配置1項(xiàng)目背景在電廠熱力系統(tǒng)的化學(xué)水處理系統(tǒng)中，化學(xué)加藥自動(dòng)控制系統(tǒng)是必不可少的子系統(tǒng)，對(duì)于保證整個(gè)電廠水汽熱力循環(huán)系統(tǒng)中水和汽的品質(zhì)，確保鍋爐、汽輪機(jī)、熱力管道等重要設(shè)備的長期安全、穩(wěn)定、可靠運(yùn)行，起著十分重要的作用。1項(xiàng)目背景在電廠熱力系統(tǒng)的化學(xué)水處理系統(tǒng)中，化學(xué)加藥自動(dòng)控制系統(tǒng)是必不可少的子系統(tǒng)，對(duì)于保證整個(gè)電廠水汽熱力循環(huán)系統(tǒng)中水和汽的品質(zhì)，確保鍋爐、汽輪機(jī)、熱力管道等重要設(shè)備的長期安全、穩(wěn)定、可靠運(yùn)行，起著十分重要的作用。圖3-1為火力發(fā)電廠熱力系統(tǒng)水汽循環(huán)示意圖，其爐水、給水、凝結(jié)水、蒸汽、凝結(jié)水精處理及內(nèi)冷水等設(shè)備的水汽品質(zhì)參數(shù)是水汽化學(xué)監(jiān)督的重要內(nèi)容，實(shí)時(shí)采集這些參數(shù)并分析熱力系統(tǒng)運(yùn)行工況，以制定相應(yīng)策略如化學(xué)加藥，保證熱力設(shè)備不腐蝕、不結(jié)垢、不積鹽；同時(shí)，水汽系統(tǒng)是較復(fù)雜的生產(chǎn)過程，它存在著典型的非線性，大滯后，時(shí)變性，對(duì)化學(xué)加藥的自動(dòng)控制提出了很高的要求。2系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)控制架構(gòu)本系統(tǒng)采用下位機(jī)、上位機(jī)二級(jí)控制方式，系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)控制原理框圖如圖3-2所示。3系統(tǒng)控制要求描述本系統(tǒng)以電廠火力發(fā)電機(jī)組水汽品質(zhì)及化學(xué)加藥系統(tǒng)監(jiān)控為設(shè)計(jì)對(duì)象和控制模型，主要由水汽取樣監(jiān)控和化學(xué)加藥控制系統(tǒng)兩部分組成。（1）水汽取樣監(jiān)控系統(tǒng)主要對(duì)火力發(fā)電廠/核電廠二回路水汽熱力循環(huán)系統(tǒng)中鍋爐、汽輪機(jī)、管道等的水和蒸汽的成份即各測(cè)點(diǎn)的水汽品質(zhì)參數(shù)進(jìn)行連續(xù)在線監(jiān)測(cè)，包括電導(dǎo)率C、pH、溶解氧DO、鈉離子Na、聯(lián)氨Hz、硅酸根Si、磷酸根P等化學(xué)儀表的信號(hào)，并實(shí)時(shí)監(jiān)視水汽品質(zhì)的超溫超壓及冷卻水?dāng)嗔?、流量、溫度、壓力等參?shù)變化情況。（2）化學(xué)加藥自動(dòng)控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)電廠加藥系統(tǒng)的全自動(dòng)控制，即對(duì)凝結(jié)水給水加氨、給水加聯(lián)氨、爐水協(xié)調(diào)磷酸鹽等加藥單元的加藥計(jì)量泵及攪拌器的啟?？刂?、電磁閥的通斷及加藥泵的轉(zhuǎn)速或沖程控制，并設(shè)計(jì)加藥閉環(huán)控制策略(如數(shù)字PID控制)，實(shí)現(xiàn)閉環(huán)全自動(dòng)控制。4系統(tǒng)軟硬件選型

本系統(tǒng)硬件采用Siemens公司的S7-300PLC，HMI人機(jī)界面采用北京亞控公司的組態(tài)王Kingview軟件，組成為一個(gè)工控SCADA系統(tǒng)。（1）采用S7-300PLC進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和控制本系統(tǒng)中S7-300PLC主要是對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的泵、電磁閥、電動(dòng)門等開關(guān)量及各類化學(xué)儀表、變頻器、電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)等模擬量信號(hào)進(jìn)行監(jiān)視和控制。對(duì)水汽取樣監(jiān)控系統(tǒng)，主要對(duì)熱力系統(tǒng)各測(cè)點(diǎn)的水汽品質(zhì)參數(shù)、超溫超壓及冷卻水?dāng)嗔髑闆r進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測(cè)；對(duì)加藥系統(tǒng)，主要實(shí)現(xiàn)加氨、加聯(lián)氨、加磷酸鹽等化學(xué)加藥系統(tǒng)的閉環(huán)自動(dòng)控制。（2）采用組態(tài)王Kingview組態(tài)人機(jī)界面上位機(jī)采用研華IPC-610工控機(jī)，安裝組態(tài)王Kingview軟件，主要實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)過程現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的HMI監(jiān)控。組態(tài)王Kingview軟件直接提供人機(jī)操作的界面(HMI)，要求能實(shí)時(shí)地響應(yīng)控制對(duì)象各種參數(shù)的變化和操作者發(fā)出的各種命令，當(dāng)過程參數(shù)出現(xiàn)偏差或故障時(shí)，工控機(jī)能及時(shí)響應(yīng)，并能實(shí)時(shí)地進(jìn)行報(bào)警和診斷處理。5組態(tài)王監(jiān)控要求以某電廠2臺(tái)300MW機(jī)組為例，進(jìn)行硬件配置如下：(1)CPU采用CPU313C，提供1個(gè)MPI通信口，5路模擬量輸入和2路模擬量輸出，24路開關(guān)量輸入和16路開關(guān)量輸出。(2)模擬量輸入信號(hào)共43路，需6塊SM3318通道模擬量輸入模塊，精度16位。CPU313C自帶的模擬量輸入通道精度為12位，本系統(tǒng)不使用。(3)模擬量輸出信號(hào)共9路，采用了CPU313C自帶的2路模擬量輸出，還需1塊SM3328通道模擬量輸出模塊，精度12位。(4)開關(guān)量輸入信號(hào)共73路，采用了CPU313C自帶的24路開關(guān)量輸入，還需4塊SM32116通道開關(guān)量輸入模塊。(5)數(shù)字量輸出信號(hào)共21路，采用了CPU313C自帶的16路開關(guān)量輸出，還需1塊SM32216通道開關(guān)量輸出模塊。系統(tǒng)采用了2個(gè)安裝導(dǎo)軌。1號(hào)機(jī)架2號(hào)機(jī)架槽號(hào)模塊型號(hào)及編號(hào)I/O地址槽號(hào)模塊型號(hào)及編號(hào)I/O地址1電源1電源2CPUDi：0-2，Do：0-1，Ao：4-723IM3653IM3654SM331(1#)11-264SM331(2#)5-65SM331(2#)27-425SM321(3#)7-86SM331(3#)43-586SM321(4#)9-107SM33