組態(tài)王軟件在熱煤爐監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用

本文主要介紹組態(tài)王軟件在熱煤爐監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用情況。組態(tài)王軟件與上位機(jī)的聯(lián)合使用成功地取代了原控制系統(tǒng)中的觸摸屏，在性價(jià)比上呈現(xiàn)了很大優(yōu)勢(shì)。特別是在以后新增的熱媒爐系統(tǒng)中，在原有上位機(jī)直接組態(tài)就可。

　　一、熱媒爐控制系統(tǒng)及網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成

　　控制系統(tǒng)采用PLC和上位機(jī)方式實(shí)現(xiàn)熱媒爐自動(dòng)控制功能。PLC與上位機(jī)采用OMRON公司ControllerLINK方式通信，構(gòu)成同級(jí)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。上位機(jī)使用熱媒爐組態(tài)軟件組態(tài)人機(jī)界面，畫面美觀、交互性強(qiáng)?？刂葡到y(tǒng)采用兩臺(tái)上位機(jī)可實(shí)現(xiàn)雙機(jī)熱備，一臺(tái)為主機(jī)，一臺(tái)為從機(jī)。主、從機(jī)采用TCP/IP協(xié)議構(gòu)成局域網(wǎng)，從機(jī)適時(shí)從主機(jī)獲得數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)刷新。正常運(yùn)行狀態(tài)中，只有主機(jī)可下發(fā)操作指令，從機(jī)只具有顯示功能；當(dāng)主機(jī)運(yùn)行中出現(xiàn)故障，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)將從機(jī)切換為主機(jī)，代替原有主機(jī)實(shí)現(xiàn)下發(fā)操作指令。當(dāng)任意一臺(tái)PLC與上位機(jī)通信出現(xiàn)故障時(shí)，在上位機(jī)報(bào)警畫面中會(huì)出現(xiàn)響應(yīng)的報(bào)警文字提示。當(dāng)故障主機(jī)排除故障恢復(fù)正常，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)將主、從機(jī)切換回原始狀態(tài)。系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，在界面左上角會(huì)有登陸用戶名、操作權(quán)限、本機(jī)狀態(tài)指示。

　　在組態(tài)王6.5中極大豐富所支持的畫面圖形對(duì)象，包括實(shí)時(shí)報(bào)表、歷史報(bào)表和報(bào)警窗等，逼真再現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)畫面。IE端還可進(jìn)行報(bào)表打印、報(bào)表數(shù)據(jù)下載等。可靠的安全技術(shù)使數(shù)據(jù)更安全，對(duì)操作Web的用戶進(jìn)行身份驗(yàn)證，保證操作的安全性。用戶還可自己編輯發(fā)布網(wǎng)站首頁(yè)信息和圖標(biāo)。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能對(duì)于任何一個(gè)工業(yè)系統(tǒng)來說都是至關(guān)重要的，隨著工業(yè)自動(dòng)化程度的普及和提高，工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)對(duì)重要數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和訪問的要求也越來越高。一般組態(tài)軟件都存在對(duì)大批量數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)速度慢、數(shù)據(jù)容易丟失、存儲(chǔ)時(shí)間短、存儲(chǔ)占用空間大、訪問速度慢等不足之處，對(duì)于大規(guī)模的、高要求的系統(tǒng)來說，解決歷史數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和訪問是一個(gè)刻不容緩的問題。組態(tài)王6.5順應(yīng)這種發(fā)展趨勢(shì)，提供高速歷史數(shù)據(jù)庫(kù)，支持ms級(jí)高速歷史數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和查詢。采用最新數(shù)據(jù)壓縮和搜索技術(shù)，數(shù)據(jù)庫(kù)壓縮比低于20%，大大節(jié)省了磁盤空間，查詢速度大大提高，一個(gè)月內(nèi)數(shù)據(jù)按照每小時(shí)間隔查詢，在100ms內(nèi)完成。完整實(shí)現(xiàn)歷史庫(kù)數(shù)據(jù)的后期插入、合并，可將特殊設(shè)備中存儲(chǔ)的歷史數(shù)據(jù)片段通過組態(tài)王驅(qū)動(dòng)程序完整的插入到歷史庫(kù)中；也可將遠(yuǎn)程站點(diǎn)上的組態(tài)王歷史數(shù)據(jù)片段合并到歷史數(shù)據(jù)服務(wù)器上，真正解決了數(shù)據(jù)丟失的問題。

　　二、組態(tài)王軟件使用說明

　　1、熱媒爐點(diǎn)爐操作畫面

　　點(diǎn)爐分自動(dòng)點(diǎn)爐和系統(tǒng)測(cè)試(手動(dòng)點(diǎn)爐)兩種。
　　(1)自動(dòng)點(diǎn)爐
　　按如下步驟執(zhí)行自動(dòng)點(diǎn)爐過程：
　　(a)將上位機(jī)人機(jī)界面切換至"燃燒流程"界面中(如圖1所示)；

圖1燃燒流程界面圖

圖2熱媒系統(tǒng)流程圖

　　(b)復(fù)位--按控制柜面板復(fù)位鈕A3；
　　(c)開車--按控制柜面板開車鈕A1。

　　自動(dòng)點(diǎn)爐執(zhí)行過程中，畫面右側(cè)顯示"自動(dòng)點(diǎn)爐流程"分畫面，隨自動(dòng)點(diǎn)爐執(zhí)行時(shí)序，各個(gè)指示燈依次亮滅。自動(dòng)點(diǎn)爐成功結(jié)束后，"自動(dòng)點(diǎn)爐流程"分畫面消失，方可進(jìn)行負(fù)荷調(diào)節(jié)。在此畫面中，管理員可進(jìn)行點(diǎn)爐參數(shù)修改，使用鼠標(biāo)將光標(biāo)移到點(diǎn)火參數(shù)油閥或風(fēng)閥開度處鍵入正確點(diǎn)火閥門開度后，按"確認(rèn)"鍵即可。其他4個(gè)變量：油量PV、風(fēng)量PV、油壓PV、油壓MV只作為指示變量。

　　(2)系統(tǒng)測(cè)試(手動(dòng)點(diǎn)爐)

　　只有管理員以上級(jí)別者登錄方可進(jìn)行系統(tǒng)測(cè)試(手動(dòng)點(diǎn)爐)操作。將上位機(jī)人機(jī)界面切換至"系統(tǒng)測(cè)試"畫面。按"進(jìn)入系統(tǒng)測(cè)試"進(jìn)入測(cè)試狀態(tài)，此時(shí)風(fēng)閥、油閥已處于點(diǎn)火開度(不可調(diào))。如此時(shí)不想進(jìn)行系統(tǒng)測(cè)試，則可按"退出系統(tǒng)測(cè)試"按鍵，退出此狀態(tài)。

　　停車分主動(dòng)停車、故障停車和緊急停車3種：這3種情況在"燃燒系統(tǒng)"畫面和"系統(tǒng)測(cè)試"畫面中均有指示。

　　(a)主動(dòng)停車

　　主動(dòng)停車是人為停止熱媒爐運(yùn)轉(zhuǎn)。只需按下控制柜前的"停車"按鈕。PLC自動(dòng)執(zhí)行后處理程序，包括：關(guān)進(jìn)油閥，開回油閥；風(fēng)閥全開，進(jìn)行大風(fēng)吹掃；打開蒸汽吹掃閥，進(jìn)行進(jìn)油閥后的油管線吹掃；同時(shí)關(guān)閉蒸汽吹掃閥和霧化蒸汽閥。

　　(b)故障停車

　　故障停車是由于發(fā)生故障，執(zhí)行熱媒爐聯(lián)鎖停車，同時(shí)在觸摸屏上的報(bào)警畫面中顯示報(bào)警聯(lián)鎖點(diǎn)。PLC自動(dòng)執(zhí)行后處理程序。

　　(c)緊急停車

　　由于發(fā)生緊急事故，導(dǎo)致熱媒爐停車，需按下控制柜前的"緊急停車"按鈕。PLC不但會(huì)自動(dòng)執(zhí)行后處理程序，還會(huì)執(zhí)行停風(fēng)機(jī)、油泵、熱媒泵的操作。

　　2、熱媒爐負(fù)荷調(diào)節(jié)畫面

　　熱媒爐負(fù)荷調(diào)節(jié)包括5個(gè)調(diào)節(jié)回路：助燃風(fēng)調(diào)節(jié)回路、油量調(diào)節(jié)回路、煙氣殘氧調(diào)節(jié)回路、熱媒總管出口溫度調(diào)節(jié)回路。為便于操作，將這些調(diào)節(jié)回路置于一畫面中"負(fù)荷調(diào)節(jié)"(見圖3)。

圖3負(fù)荷調(diào)節(jié)實(shí)施界面

　　(1)風(fēng)量、油量調(diào)節(jié)回路

　　手動(dòng)調(diào)節(jié)：PLC在上電后，調(diào)節(jié)回路自動(dòng)鎖定在手動(dòng)狀態(tài)。若要從其他控制狀態(tài)切換至手動(dòng)調(diào)節(jié)，只需用鼠標(biāo)點(diǎn)"手動(dòng)"鍵，此時(shí)"手動(dòng)"鍵變成灰色，而其他控制方式鍵恢復(fù)原狀綠色，表示下次可切換狀態(tài)，在狀態(tài)顯示區(qū)內(nèi)顯示"手動(dòng)"。手動(dòng)調(diào)節(jié)時(shí)，只需從"MV："的數(shù)據(jù)區(qū)內(nèi)輸入所需要的MV值(當(dāng)鼠標(biāo)點(diǎn)中MV數(shù)據(jù)區(qū)時(shí)，屏幕中會(huì)自動(dòng)跳出數(shù)字鍵盤)，并按"確認(rèn)"鍵。

　　自動(dòng)調(diào)節(jié)：按下"自動(dòng)"鍵，調(diào)節(jié)方式即會(huì)從其他控制方式切換至"自動(dòng)"狀態(tài)，"自動(dòng)"鍵變灰色，"手動(dòng)"鍵變綠色，表示下次可切換的狀態(tài)為"手動(dòng)"。調(diào)節(jié)回路會(huì)根據(jù)設(shè)定值自動(dòng)調(diào)整閥門開度，以使測(cè)量值與設(shè)定值保持一致。SP值的給定有兩種方式：一種是直接人為給定SP值，可通過數(shù)字鍵盤在"SP："的數(shù)字輸入?yún)^(qū)域輸入所需SP值，或直接拖動(dòng)條狀指示欄內(nèi)的SP指示器設(shè)定，即內(nèi)給定；另一種是在熱媒總管出口溫度調(diào)節(jié)回路選擇"自動(dòng)"、"定燒"控制方式時(shí)，風(fēng)量、油量的SP值由熱媒總管出口溫度回路計(jì)算外給定，不需操作人員設(shè)定。

　　(2)熱媒總管出口溫度調(diào)節(jié)回路

　　在此調(diào)節(jié)回路畫面中，有兩種控制方式："自動(dòng)"、"定燒"。

　　"自動(dòng)"控制方式：在負(fù)荷調(diào)節(jié)畫面熱媒溫度調(diào)節(jié)回路中按"自動(dòng)"鍵。油量、風(fēng)量調(diào)節(jié)回路顯示為自動(dòng)狀態(tài)，氧量默認(rèn)設(shè)置為修正狀態(tài)。油量、風(fēng)量的SP值由熱媒出口溫度調(diào)節(jié)回路外給定，顯示"自動(dòng)(外)"狀態(tài)，不需操作人員設(shè)定，熱媒爐控制系統(tǒng)即投入全自動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)。此時(shí)，只需操作人員在熱媒溫度調(diào)節(jié)回路的SP數(shù)據(jù)區(qū)輸入所需設(shè)定值即可。

　　"定燒"控制方式：在負(fù)荷調(diào)節(jié)畫面熱媒溫度調(diào)節(jié)回路中按"定燒"鍵。油量調(diào)節(jié)回路顯示為自動(dòng)狀態(tài)，風(fēng)量調(diào)節(jié)回路顯示為自動(dòng)(外)狀態(tài)，氧量默認(rèn)設(shè)置為修正狀態(tài)。油量的設(shè)定值由操作人員通過數(shù)字鍵盤在"設(shè)定值SP："的數(shù)字輸入?yún)^(qū)域輸入所需SP值，風(fēng)量設(shè)定值由燃油流量調(diào)節(jié)回路比例計(jì)算外給定，不需人為輸入。

　　(3)煙氣殘氧調(diào)節(jié)回路

　　此回路設(shè)有"修正"、"不修正"兩種狀態(tài)，在熱媒總管出口溫度調(diào)節(jié)回路投入"自動(dòng)"、"定燒"控制方式后，此回路自動(dòng)投入"修正"控制，進(jìn)行殘氧修正，按"不修正"按鈕即可將殘氧修正摘除。(4)畫面其他功能

　　PID參數(shù)修改：管理員以上級(jí)別登陸有權(quán)限修改PID參數(shù)。"實(shí)時(shí)趨勢(shì)"：顯示相應(yīng)回路PV、SP及MV值的實(shí)時(shí)曲線。注意：參數(shù)修改后要按相應(yīng)回路的"輸入"鍵將PID參數(shù)寫入回路參數(shù)區(qū)方可起作用。

　　3、油壓、油溫調(diào)節(jié)回路畫面

　　此兩個(gè)調(diào)節(jié)回路置于"負(fù)荷調(diào)節(jié)"畫面中。油壓、油溫兩個(gè)調(diào)節(jié)回路均采用單回路控制方式，只有"手動(dòng)"、"自動(dòng)"兩種控制方式，其中，"自動(dòng)"狀態(tài)即由操作人員在"SP"數(shù)據(jù)區(qū)上輸入設(shè)定值?？刂品绞郊案鲄?shù)的修改等同上。

　　4、其他功能

　　(1)熱媒爐參數(shù)設(shè)置畫面(畫面顯示圖略)

　　從主畫面上選擇"參數(shù)設(shè)置"，可進(jìn)入系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置的畫面。此畫面為報(bào)警參數(shù)設(shè)置，只有管理員級(jí)別以上登陸方可修改。

　　(2)報(bào)警畫面

　　在報(bào)警畫面中查閱報(bào)警記錄，報(bào)警畫面中共有兩幅報(bào)警表格：當(dāng)前報(bào)警及歷史報(bào)警。

　　(a)當(dāng)前報(bào)警：顯示當(dāng)前報(bào)警點(diǎn)，最新報(bào)警點(diǎn)位于表格最上方。當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)報(bào)警點(diǎn)時(shí)，控制柜報(bào)警音響進(jìn)行報(bào)警，報(bào)警和聯(lián)鎖音響聲音不同以便操作人員區(qū)分。系統(tǒng)報(bào)警后，操作人員先按屏幕上消音鍵消音，然后查找原因排除故障。

　　(b)歷史報(bào)警：在此表格中記錄所有出現(xiàn)過的報(bào)警點(diǎn)，最新報(bào)警點(diǎn)位于表格最上方；表格中紅顏色字體為出現(xiàn)報(bào)警時(shí)記錄。黑顏色為報(bào)警點(diǎn)消失時(shí)的記錄。

圖4報(bào)警清單

　　(3)歷史趨勢(shì)畫面

　　系統(tǒng)所有主要運(yùn)行參數(shù)在圖5、圖6中均有顯示，便于操作人員進(jìn)行觀察記錄，并可查詢以前各時(shí)間各個(gè)記錄數(shù)據(jù)。

圖5歷史趨勢(shì)圖

圖6歷史數(shù)據(jù)報(bào)表

(4)報(bào)表畫面

　　(a)實(shí)時(shí)報(bào)表畫面

　　在上位機(jī)控制系統(tǒng)中，針對(duì)每套熱媒爐系統(tǒng)及外圍系統(tǒng)的各個(gè)重要參數(shù)，系統(tǒng)在實(shí)時(shí)報(bào)表中作實(shí)時(shí)記錄，操作人員可根據(jù)不同的時(shí)間點(diǎn)隨時(shí)進(jìn)行實(shí)時(shí)報(bào)表的打印，以便掌握任意時(shí)刻的系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)。

　　(b)日?qǐng)?bào)表

　　每一小時(shí)系統(tǒng)會(huì)將控制系統(tǒng)中所有測(cè)量值存儲(chǔ)在報(bào)表中，從每個(gè)工作日的零時(shí)記起，每日存儲(chǔ)一個(gè)文件記錄當(dāng)日24小時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)。操作人員在準(zhǔn)備查詢相應(yīng)系統(tǒng)的報(bào)表文件時(shí)，首先"刷新列表"，此時(shí)列表框調(diào)出系統(tǒng)存儲(chǔ)的記錄文件，文件以相應(yīng)系統(tǒng)的名稱和日期組合，后綴名為".rtl"，當(dāng)選中所要查詢的某日的報(bào)表文件時(shí)，列表框欄出現(xiàn)選中文件，此時(shí)點(diǎn)"報(bào)表查詢鈕"，所需報(bào)表即顯示在畫面的報(bào)表控件中。在日?qǐng)?bào)表畫面中，可對(duì)日?qǐng)?bào)表進(jìn)行刪除，打印、打印預(yù)覽、頁(yè)面設(shè)置功能，實(shí)現(xiàn)報(bào)表的綜合處理。

　　注意："刪除報(bào)表"功能鍵，只有管理員權(quán)限級(jí)別以上登陸者可刪除運(yùn)行記錄日?qǐng)?bào)表。

　　(5)其他功能

　　控制系統(tǒng)登陸在主畫面中，管理員和系統(tǒng)管理員登陸有效時(shí)間為30min，操作員登陸無(wú)時(shí)間限制。系統(tǒng)所有聯(lián)鎖點(diǎn)的解鎖開關(guān)及點(diǎn)火參數(shù)設(shè)在"啟停畫面"中。只有在管理員權(quán)限級(jí)別以上登陸方可進(jìn)行解鎖和點(diǎn)火參數(shù)的修改。系統(tǒng)解鎖后會(huì)在畫面的頁(yè)眉中有相應(yīng)的中文提示。

　　三、結(jié)論

　　組態(tài)王軟件與上位機(jī)的聯(lián)合使用成功地取代了原控制系統(tǒng)中的觸摸屏，在性價(jià)比上呈現(xiàn)了很大優(yōu)勢(shì)。特別是在以后新增的熱媒爐系統(tǒng)中，在原有上位機(jī)直接組態(tài)就可。

　　在性能上，組態(tài)王軟件具有權(quán)限功能的設(shè)置。熱媒爐控制系統(tǒng)設(shè)有操作員、管理員、系統(tǒng)管理員3個(gè)登陸用戶級(jí)別。操作員只具有操作權(quán)限；管理員具有操作、參數(shù)修改、系統(tǒng)測(cè)試、解鎖等一系列高級(jí)權(quán)限；系統(tǒng)管理員除具有以上功能外還具有修改操作員、管理員登陸。但是組態(tài)王軟件由于自身限制，從機(jī)畫面中也可修改數(shù)據(jù)，但修改的數(shù)據(jù)是無(wú)法下傳到PLC中，而此時(shí)主機(jī)畫面中的數(shù)據(jù)還保持原有數(shù)據(jù)不變，造成主、從機(jī)數(shù)據(jù)不符。因此，禁止在從機(jī)畫面中修改數(shù)據(jù)。當(dāng)主、從機(jī)間的局域網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)故障時(shí)將出現(xiàn)兩臺(tái)上位機(jī)同時(shí)為主機(jī)狀態(tài)。作為組態(tài)王的一個(gè)用戶，在體驗(yàn)到它的超級(jí)功能的同時(shí)也體會(huì)到了國(guó)產(chǎn)軟件的局限性，希望組態(tài)王軟件的開發(fā)更注重系統(tǒng)應(yīng)用的穩(wěn)定性。