组态王课程设计--锅炉温度控制系统

锅炉温度控制系统上位机设计

1. 设计背景

锅炉是化工、炼油、发电等工业生产过程中必不可少的重要的动力设备。它所产生的高压蒸汽，既可以作为风机、压缩机、大型泵类的驱动透平的动力源，又可作为蒸馏、化学反应、干燥和蒸发等过程的热源。随着工业生产规模的不断扩大，生产设备的不断创新，作为全厂动力和热源的锅炉，办向着大容量、高参数、高效率发展。为了确保安全，稳定生产，锅炉设备的控制系统就显得愈加重要。随着经济的迅猛发展，自动化控制水平越来越高，用户对锅炉控制系统的工作效率要求也越来越高，为了提高锅炉的工作效率，较少对环境的污染问题，所以利用计算机与组态软件技术对锅炉生产过程进行自动控制有着重要的意义。

2.任务要求

(1) 按照题目设计监控画面及动态模拟；

(2) 在数据字典中定义需要的内存变量和I/O变量；

(3) 实现监控系统的实时、历史曲线及报警界面显示；

(4) 实现保存数据和参数报表打印功能；

(5) 实现登陆界面和帮助界面。

3. 界面功能

3.1 系统说明

本系统的目的是实现锅炉的温度控制，所以在监控界面设置了加热部分和降温部分，同时通过观察相应仪表，操作者手动的实现对锅炉温度的控制，而且在加热过程和降温过程中有信号灯可以清楚地显示系统工作在什么阶段。此外，在监控界面加入了液位控制部分，通过对进水量和出水量的控制实现液位平衡。实时曲线和历史曲线可以让操作者清楚地观察到锅炉内液体的液位高度和温度，从而更加准确的操作系统，达到控制要求。实时报警界面可以随时进行提醒，防止发生意外情况。帮助界面可以让初次登陆该系统的用户快速学会如何操作系统。登陆界面中加入用户登陆部分，只有有相应权限的操作者也可以控制系统。该系统还加入历史曲线打印功能和对系统相关变量的保存功能，用户可以随时查看历史记录。

3.2主监控界面

主控界面实现的是操作者观察仪表，得到锅炉内液体温度和液位的实时信息，通过调节电磁阀1、2，使得锅炉内液体液位保持在要求范围内，通过加热按钮和降温按钮对温度进行控制，使得温度在要求范围内。这样，就实现了锅炉温度的控制。在该界面加入菜单项，可以查看历史系统报警。加入实时曲线、历史曲线和帮助界面按钮，可以使操作者更加快捷、准确的实现对系统的控制。如图1所示：

图1 锅炉温度控制系统主监控界面

3.3 实时曲线界面

实时趋势曲线的功能是随着系统的运行，动态的显示出锅炉内液体的温度和液位的变化情况，让用户清楚的看出温度和液位的变化趋势，为下一步控制做出精确地决策。如图2所示：

图2 实时趋势曲线

3.4 历史曲线界面

历史趋势曲线记录了锅炉内液体温度和液位的历史变化，用户可方便查看历史曲线的变化情况。该界面加入了打印按钮，可方便的实现对历史曲线的打印。如图3所示：

图3 历史趋势曲线

3.5 实时报警界面

实时报警界面会在锅炉液体温度低于10度时报警，并弹出报警界面，提醒操作者对该情况迅速做出反应，以免发生意外。如图4所示：

图4 实时报警界面

3.6 登陆界面

登陆界面设置了用户登陆部分，可以写入密码，使得有相应权限的用户才可以进入系统进行操作。如图5所示：

图5 登陆界面

3.7 帮助界面

帮助界面可以帮助用户更快的掌握如何控制系统，使系统工作在要求状态。如图6所示：

图6 帮助界面

4. 数据字典设计

数据字典用来定义控制过程中用到的相关变量，在动画连接时需要将变量连接到各个部件，通过编写命令语言即可实现对相关变量的控制。在该系统中主要的变量有锅炉液位、温度、液位开关、加热显示和降温显示等。如图7所示：

图7 变量表

5. 软件运行演示

图8 锅炉温度控制系统运行仿真

6. 心得体会

这次课程设计让我对使用专业知识、专业技能来分析和解决实际问题有了比较全面系统的锻炼。相信以后在使用组态软件设计能够更全面，设计出更方便的实现监控和控制的功能，同时让我在使用编程技巧的熟悉度向前迈了一大步。在课程设计的期间，我学到了很多课本上学不到的知识，拓展了自己的视野和拓宽了自己的知识面。

参考文献

[1] 何离庆等，过程控制系统与装置[M].重庆大学出版社，2003.

[2] 曹立学，令朝霞.基于组态软件的计算机液位串级控制系统设计与研究[J].工业控制计算机，

2008.

附录1

1.启动时应用程序命令语言

\\本站点\水库液位=40;

If(\\本站点\液位开关2==1)u本站点\加热炉水位=40;

If(\\本站点\液位开关2==1)

{\\本站点\加热炉水位=u本站点\加热炉水位+5; \\本站点\水库液位=\\本站点\水库液位-5;}

If(\\本站点\液位开关3==1)

{\\本站点\加热炉水位=\\本站点\加热炉水位-5; \\本站点\水库液位=\\本站点\水库液位+5;}

\\本站点\温度=20;

If(\\本站点\加热==1)

\\本站点\温度=u本站点\温度+0;

If(\\本站点\降温==1)

\\本站点\温度=u本站点\温度-0;

2.运行时应用程序命令语言

If(\\本站点\液位开关2==0)

{\\本站点\加热炉水位=\\本站点\加热炉水位+0; \\本站点\水库液位=\\本站点\水库液位-0;}

If(\\本站点\加热==0)

\\本站点\温度=\\本站点\温度+10;

If(\\本站点\降温==0)

\\本站点\温度=\\本站点\温度-10;

If(\\本站点\加热==1)

\\本站点\温度=u本站点\温度+0;

If(\\本站点\降温==1)

\\本站点\温度=u本站点\温度-0;

If(\\本站点\液位开关3==0)

{\\本站点\加热炉水位=\\本站点\加热炉水位-0; \\本站点\水库液位=\\本站点\水库液位+0;}

If(\\本站点\液位开关2==1)

{\\本站点\加热炉水位=u本站点\加热炉水位+5; \\本站点\水库液位=\\本站点\水库液位-5;}

If(\\本站点\液位开关3==1)

{\\本站点\加热炉水位=\\本站点\加热炉水位-5; \\本站点\水库液位=\\本站点\水库液位+5;}