基于组态王的锅炉自动控制系统
自动控制系统课程设计基于组态王的炉温控制系统设计大学论文
基于组态王的炉温控制系统设计作者姓名：作者学号：指导教师：学院名称：专业名称：摘要温度是工业控制中主要的被控参数之一，特别是在冶金、化工、建材、食品、机械、石油等工业中，具有举足重轻的作用。
温度控制是控制系统中最为常见的控制类型之一。
最为常见的就是工业上使用电阻炉处理和生产工业产品，最基本的要求是要保持炉内温度的恒定，并且在一定的扰动下，炉内的温度经过一定的调节时间能自动恢复正常值，从而保证所生产的产品质量。
本设计基于单回路控制系统和PID控制器，使用计算机、铂电阻Pt100、控制箱、加热炉体和组态王设计电烤箱的炉温控制系统，使炉内温度基本保持在155℃不变，还建立了闭环和开环控制系统的数学模型，完成了系统所用到的设备的选型和组装接线，利用“组态王”软件编制上位机监控软件对炉内温度的采集和显示。
文中首先介绍了设计的背景和要求，接着对单回路控制系统做了简单的介绍，大致描述了通过组态王编制采集并绘制温度与时间曲线的步骤，并且完成了系统模型的建立，介绍了整定PID控制器参数的步骤和结果，最终完成了利用单回路控制系统中的一阶时延环节设计电烤箱的炉温控制系统，使其炉内温度经过一定的过渡过程始终维持在132℃。
关键词：PID、电烤箱、炉温控制、单回路控制系统、凑试法目录摘要 (I)目录 (1)第一章引言 (3)1.1设计目的 (3)1.2 设计背景及意义 (3)1.3 设计任务及要求 (4)第二章单回路控制系统 (5)2.1 单回路控制系统简介 (5)2.2 单回路控制系统的设计 (5)2.2.1 被控变量的选择 (6)2.2.2 操纵变量（控制参数）的选择 (6)2.2.3测量变送问题和执行器的选择 (7)第三章硬件电路设计及原理 (8)3.1 系统设计 (8)3.1.1 方案论述 (8)3.1.2 系统原理图及工作原理 (9)3.2 智能控制仪表设计 (10)3.2.1 规格型号说明 (10)3.2.2 技术数据说明 (11)3.2.3 工作原理 (11)3.3温度测量电路设计 (12)3.3.1 测温原理 (12)3.3.2 特点 (13)3.3.3 接线方法 (13)3.3.4 非线性补偿方法 (14)3.4 通讯部分硬件设计 (15)3.5 交流固态继电器硬件设计 (16)3.5.1 交流固态继电器的原理 (17)3.5.2 交流固态继电器的分类 (18)3.5.3 交流固态继电器的特点 (18)3.5.4 交流固态继电器的应用场合 (19)3.5.5 交流固态继电器的使用注意事项 (19)第四章软件设计 (21)4.1 软件设计目标 (21)4.2 人机界面设计 (21)4.2.1 “组态王”软件简介 (21)4.2.2 人机界面基本设计步骤 (22)4.3PID控制算法 (26)4.3.1 PID算法简介 (26)4.3.2 PID各参数对控制系统稳定性的影响 (27)第五章参数整定 (28)5.1常用的参数整定方法 (28)5.1.1临界比例度法 (28)5.1.2经验凑试法 (29)5.2 实际参数调试 (29)第六章结论 (32)心得体会 (33)参考文献 (34)第一章引言1.1设计目的通过过程控制系统课程设计这一教学实践环节，使学生能在学完自动检测技术及仪表、过程控制仪表、过程控制系统等课程以后，能够灵活运用相关基本知识和基本理论模拟设计一个过程控制系统，以期培养学生解决实际问题的能力。
基于组态王的锅炉自动控制系统
基于组态王的锅炉自动控制系统
吴锐;季春光
【期刊名称】《自动化仪表》
【年(卷),期】2002(023)011
【摘要】基于国产组态软件--组态王,利用VB编程和DDE链接,使显示与控制在1台计算机上实现,并能使用先进的控制算法,从而得到了一个成本低、性能好的锅炉监控系统.
【总页数】2页(P46-47)
【作者】吴锐;季春光
【作者单位】哈尔滨工业大学计算机学院,哈尔滨,150001;哈尔滨工业大学计算机学院,哈尔滨,150001
【正文语种】中文
【中图分类】TP27
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1.基于组态王和板卡的锅炉自动控制系统 [J], 景清武;郭志;陈洪军;崔屹
2.基于组态王与智能板卡的乳化炸药生产线自动控制系统的研究 [J], 周晓红;李娟娟;蒋亚南
3.基于不同PLC和组态王软件的处理站自动控制系统集成 [J], 官洪斌;丁璐;张虎
4.基于PLC和组态王的电镀生产线自动控制系统设计 [J], 李雅妮;肖鹏
5.基于组态王的供水自动控制系统远程监控软件设计 [J], 李东滨; 王鹏; 张开玉
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免积分——基于PLC与组态王的模拟锅炉温度控制系统
初次设定值为５５℃。系统经过一次振荡趋与稳定（保持在± １℃）。系统第一次过冲与ＰＩＤ参数的设置有直接的关系。当第二 次随机设定时，没有过冲现象，调节时间也很短，证明ＰＩＤ已经 稳定。如图５，图中的采样时间为５００ｍｓ，比例系数为１００００，积 分时间为１５００ｍｓ，微分时间为６０ｓ，微分增益为２０。
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参考文献(5条) 1.覃贵礼.吴尚庆 组态软件控制技术 2007 2.宋伯生.陈东旭 PLC应用及实验教程 2006 3.金以息.方崇智 过程控制 2000
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2004(4) 5.袁秀英 组态控制技术 2003
控制过程中的温度以及控制参数进行实时记录并存储，通过历
史数据管理模块对数据信息进行分析，以更好地掌握加热炉的
控制特性。
画面参考语言如下： （监控画面每隔６００
执行一次）
ｉｆＮ本站点＼液位开关下＝＝１）
万方数据
＜工业控制计算机｝２００８年２１卷第１２期
圈３组态画面 ｕ本站点＼加热炉水位＝３０； ｉｆＮ本站点＼水泵＝＝１） ＼＼本站点＼加热炉水位＝ｕ本站点＼加热炉水位＋８； ｉｆ队本站点＼电磁阀输出指示＝＝１） ＼＼本站点＼加热炉水位＝＼＼本站点＼加热炉水位一２； ｉｆＮ本站点＼水泵＝＝１） ＼＼本站点＼水库水位＝＼＼本站点＼水库水位一２； ｉｆ６＼本站点＼电磁阀输出指示＝＝１） ＼＼本站点＼水库水位＝讯本站点＼水库水位＋２； ｉｆＮ本站点＼液位开关上＝＝１） ＼＼本站点＼加热炉水位＝１００； ３１２数据变量定义 实时数据库是组态工程的数据交换和数据处理中心。数据 变量是构成实时数据库的基本单元，建立实时数据库的过程也 就是定义数据变量的过程。定义数据变量的内容主要包括：指定
基于组态软件的锅炉监控系统的设计--详细版
第3章锅炉组态界面的设计3.1 组态画面的绘制3.1.1 力控集成环境开发系统（Draw）：是一个集成环境，可以创建工程画面，配置各种系统参数，启动力控其它程序组件等。
界面运行系统（View）：界面运行系统用来运行由开发系统Draw创建的画面。
实时数据库（DB）：是数据处理的核心，构建分布式应用系统的基础。
它负责实时数据处理、历史数据存储、统计数据处理、报警处理、数据服务请求处理等。
I/O驱动程序：I/O驱动程序负责力控与I/O设备的通信。
它将I/O设备寄存器中的数据读出后，传送到力控的数据库，然后在界面运行系统的画面上动态显示。
网络通信程序（NetClient/NetServer）：网络通信程序采用TCP/IP通信协议，可利用Intranet/Internet实现不同网络结点上力控之间的数据通信。
开发系统（Draw）、界面运行系统（View ）和数据库系统（DB）都是组态软件的基本组成部分。
Draw和View主要完成人机界面的组态和运行，DB主要完成过程实时数据的采集（通过I/O 驱动程序）、实时数据的处理（包括：报警处理、统计处理等）、历史数据处理等串行通信程序（SCOMClient/SCOMServer）：两台计算机之间，使用RS232C/422/485接口，可实现一对一的通信；如果使用RS485总线，还可实现一对多台计算机的通信。
Web服务器程序（Web Server）：Web服务器程序可为处在世界各地的远程用户实现在台式机或便携机上用标准浏览器实时监控现场生产过程。
控制策略生成器（StrategyBuilder）：是面向控制的新一代软件逻辑自动化控制软件。
提供包括：变量、数学运算、逻辑功能和程序控制处理等在内的十几类基本运算块，内置常规PID、比值控制、开关控制、斜坡控制等丰富的控制算法。
同时提供开放的算法接口，可以嵌入用户自己的控制程序。
3.1.2力控组态1、建立工程打开工程管理器，选择“新增应用”，在应用名称对话框中输入一个应用程序的名称“基于组态软件的锅炉控制系统设计”，按“确定”按钮。
组态王锅炉温度控制系统控制规律
组态王锅炉温度控制系统控制规律引言组态王锅炉温度控制系统是一种用于控制锅炉温度的自动化系统。
它采用先进的组态软件和硬件设备，通过监测和调节锅炉的温度，实现对锅炉运行过程的精确控制。
本文将详细介绍组态王锅炉温度控制系统的控制规律。
1. 组态王锅炉温度控制系统简介组态王锅炉温度控制系统是一套基于PLC（可编程逻辑控制器）和人机界面（HMI）的数字化控制系统。
它具有以下几个特点：•高度自动化：组态王锅炉温度控制系统可以自动监测锅炉的温度变化，并根据设定的控制规律自动调节锅炉的工作参数，实现精确控制。
•可视化界面：通过人机界面，用户可以直观地了解锅炉的工作状态和温度变化情况，并可以对系统进行操作和调整。
•高效稳定：组态王锅炉温度控制系统采用先进的控制算法和优化策略，能够快速、准确地响应温度变化，保持锅炉的稳定运行。
2. 组态王锅炉温度控制系统的控制规律组态王锅炉温度控制系统的控制规律是根据锅炉运行过程中的温度变化情况来确定的。
其主要包括以下几个方面：2.1 温度监测组态王锅炉温度控制系统通过传感器对锅炉的温度进行实时监测。
传感器将锅炉的温度信号转换为电信号，并传输给PLC进行处理。
2.2 温度设定组态王锅炉温度控制系统需要设置合适的温度设定值。
根据锅炉的工作要求和环境条件，用户可以通过人机界面来设定锅炉的目标温度。
2.3 温度控制组态王锅炉温度控制系统根据实际温度和设定温度之间的差异，通过对锅炉的工作参数进行调节，来控制锅炉的温度。
2.4 控制算法组态王锅炉温度控制系统采用了一种先进的控制算法，通常使用PID控制算法。
PID控制算法通过不断对锅炉的工作参数进行调整，来使实际温度逐渐接近设定温度。
•比例控制（P）：根据实际温度与设定温度之间的差异，调节锅炉的输出功率。
•积分控制（I）：根据温度误差的累积值，调节锅炉的输出功率，以减小稳态误差。
•微分控制（D）：根据温度变化的速率，调节锅炉的输出功率，以减小温度波动。
基于组态王和板卡的锅炉自动控制系统
收稿日期:2006-05-11基金项目:国家自然科学基金资助项目(60274009)作者简介:景清武(1970),男,博士研究生,主要从事计算机、自动控制教学与研究.文章编号:1671-2021(2006)04-0677-04基于组态王和板卡的锅炉自动控制系统景清武1,郭 志1,陈洪军1,崔 屹2(11东北大学计算中心,辽宁沈阳110004; 21中共辽宁省委党校教务处,辽宁沈阳110015)摘 要:目的为提高控制系统的性能,使显示与控制在同一台工控机上实现,获得简单、经济的锅炉控制系统.方法控制系统硬件采用通用的工控机,同时配备必要的基本板卡;软件系统选用国产的组态王软件,利用其自带的命令语言,使用先进的控制算法实现了PID 控制功能,使锅炉控制系统运行状态稳定.结果控制系统可靠性较高,成本较低,便于维护,兼容性好,运行效果良好.结论该系统对建立小型的锅炉控制系统,特别是对旧系统的改造,具有很强的适用性,性能可靠且可大大降低成本.关键词:锅炉;组态王;板卡;控制系统中图分类号:TP273 文献标识码:A锅炉自动控制系统的硬件可以选用板卡,软件用组态软件(如FIX 等)也越来越普遍,但这些国外软件相对价格较高.近年来,国产组态软件得到大力发展,从而使开发小型的性价比较好的系统成为可能.随着国内组态软件和控制设备逐步发展、日渐成熟,如何充分利用其各自的优点并结合自己的实际需要建立解决方案,达到理想的性价比一直是人们追求的目标.笔者将组态王软件和板卡结合使用,在确保控制效果的情况下,大大降低了系统成本,从而得到了一种经济有效、方便实用的锅炉监控系统.该系统目前已在沈阳金杯汽车有限公司5、6号锅炉上稳定运行[1].1 系统概述本系统软件选用组态王Kingview 610软件,并结合Visual Basic610混合编程以及利用电子表格自动存储报表.组态王是北京亚控自动化软件公司的产品,现在已发展到615版本以上.该软件具有一般组态软件的共有特点,为用户提供了方便的中文界面环境和丰富的图库及图库开发工具,用户可根据自己的需要创建新的控件并在画面上自由搭配.在每个画面,提供了方便的数据连接,让对象与系统变量参数很容易地对应起来.另外,组态王提供了大量的设备驱动程序,只需进行简单的选择设置便可使新设备正常工作.它内建了许多的系统函数、控件函数、配方管理函数、命令语言函数,可以方便地实现画面的动态显示,创建配方,生成数据报告,进行简单的系统控制.它还具有很强的数据处理能力和一定的网络功能,可以实现分布式历史数据库的管理.利用了组态软件方便的用户界面设计功能,实现了单回路调节器和可编程控制器所没有的先进控制算法.利用其自带的命令语言,通过板卡实现了PID 控制功能[1-5].2 系统设计及实现该系统是用来对锅炉运行状态进行监控并具有自动调整的功能.工业锅炉实现在线实时控制,不但能及时提供锅炉运行技术指标,便于工作人员了解锅炉运行情况,而且对于提高锅炉的运行效率,达到能源的有效利用起着很重要的作用.211 系统设计目标锅炉微机控制系统采用模块化、标准化设计;系统功能强,组态灵活,能同时与Ò、Ó型仪表兼2006年07月第22卷第4期 沈阳建筑大学学报(自然科学版)Journal of Shenyang Jianzhu U niversity (N atural Science)July 2006V ol 122,No 14容.能提供上、下限越限报警,能对各状态参数进行判断、运算,并能按某种控制规律及时调节执行器实现对给水、引风、鼓风、炉排阀位等的自动调节,使锅炉运行于最佳状态.可定时、实时打印各种报表等,具有方便的手动/自动无扰切换功能.系统功能齐全,安全可靠,抗干扰能力强,是适用的工业锅炉微机控制装置.212 系统构成本系统主要由主控微机系统和外围设备数据通道组成.主机硬件部分包括研华工控机系统,主要配置:CPU (866)、显示卡1024*768、A/D 、D/A 板卡、显示器、键盘、机箱等组成主控微机系统.外围设备主要有调理板、V/I 变换板、温变板及电源等组成.包括780卡、782DI 卡、研华PCL812、9317、V/I 变换等.系统通过812将锅炉运行参数实时采集到组态王对应变量中,由组态王统一管理,给出系统各部分运行趋势、报表及报警事件,可在监控画面上实现手自动切换,并根据系统设置和一定的控制算法,通过726向执行机构发出控制调节信号或连锁信号,保证系统的正常运行.系统结构框图见图1.图1 系统结构框图213 系统主要配置技术参数CPU 586/866硬盘20G17.彩显VGA1024@768输入模拟量A/D 32路字长12位输出模拟量D/A 8路字长12位输入开关量8路输出开关量1路热电阻信号6路热电偶信号6路环境温度0~45e3 系统监控画面锅炉监控包括锅炉工作的整个流程,可直观、动态地显示出锅炉各部位重要参数的变化,如图2所示.图2 锅炉监控工艺图利用组态王提供的图库和画图工具,在一个画面上像搭积木一样地搭建出一幅图画,利用数据链接把画面上的对象与其对应的数据变量联系起来,采用一定的命令语言实现动画,让画面动起来.系统监控画面包括以下几部分画面动态地显示出5#或6#锅炉各运行参数,包括蒸汽压力、汽包水位、炉温、负压等.同时显示另一台的蒸汽压力、汽包水位,可以通过按钮在炉间切换.¹报警窗口画面 记录着系统运行中的各种报警事件、报警时的状态值,及报警处理,并可根据事件的轻重缓急,设定报警优先级以及报警阀值.分实时报警和历史报警.这些均在数据变量的属性中进行设定.形成电子表格文档以日期为文件名记录在硬盘上.º历史曲线画面 包括实时趋势和历史趋势曲线,并可根据需要随时打印.做出趋势图后,只需进行数据连接,让参数变化反映到趋势图上.»报表打印窗口画面 分实时报表和历史报表,前者记录着系统所有运行参数的当前值,后者保存着系统运行以来的各参数的所有值,可设定定时、随时打印,也可通过EXCEL 察看打印.¼控制参数窗口画面 提供给用户修改控制参数的窗口,进行DDE 链接.通过组态王的命令语言编成实现PID 控制.678沈阳建筑大学学报(自然科学版)第22卷4系统功能本系统主要实现了以下功能.¹数据采集对锅炉运行现场对于相应的现场端子信号集中采集的各种参数进行采集、数字滤波、线性化、量纲转换等处理,并集中显示.º实时控制具有水位、引风、鼓风、炉排等4个主要控制回路,可对锅炉的水位、引风、鼓风、炉排等实施自动控制,使锅炉工作状况满足要求,并保持安全、稳定、经济运行.»显示功能从锅炉运行需要及观察、操作方便出发,系统具有多种显示功能,直观形象:显示锅炉流程图:可在图上相应位置显示各点参数数值、动态刷新;显示历史曲线图:可显示任何时间段的曲线图;显示实时曲线图:可实时显示当前的主要锅炉参数曲线;显示历史报警记录:按报警先后顺序列表显示报警情况,并可前后翻页查看;显示实时报警记录:按报警先后顺序显示报警情况;显示手操器状态:可显示手操器的自动、手动状态.¼操作功能系统具有的功能均通过菜单完成,可键入并修改各调节回路的给定值,主控参数的报警值等.½报警及指示异常情况有报警.对汽包压力、水位等重要参数,还设有多重报警功能.¾打印功能可定时、随时打印主要的运行参数、每日报表及报警记录等.5系统特点及解决方案本系统根据一台工控机控制两台锅炉的需要,选用组态王及板卡设计,具有如下特点.¹经济可靠由于组态软件均是以点数(系统中变量的个数)计费,而控制算法中所需要的许多中间变量,均需占用软件点数,这显然要增加更多的软件费用.本系统利用组态王支持与VB应用程序的动态数据交换(dynamic data exchange, DDE)连接,可以把控制算法在VB应用程序中实现,作为控制模块,使其在后台运行.组态王运行在前端,实时动态的显示着各种运行数据,从而可选用较低点数的软件降低了费用.º形象直观在监视画面上,形象直观地显示锅炉图示,各部位参数显示在相应位置.当现场参数数据变化时,可以自动更新数据.并向操作人员提供直观的仪表显示,还伴有语音报警等.»控制算法编程简单可靠利用其提供的命令语言环境,编出简单高效的控制算法,安全可靠.下面是四回路中的一个水位回路控制命令./*五#炉控制器*/if(五#水位控制状态==0){if(Ti1!=0){e10=(五#汽包水位.DevT arget-五#汽包水位)/(五#汽包水位.MaxEU-五#汽包水位.M inEU);五#水阀控制量=u51+Kp1*(1+1/Ti1+Td1)*e10-Kp1*(1+2*Td1)*e11+Kp1*T d1*e12;} else{五#水阀控制量=u51+Kp1*(1+Td1)*e10-Kp1*(1 +2*Td1)*e11+Kp1*Td1*e12;}e12=e11;e11=e10;if(五#水阀控制量>1){五号水阀控制量= 1;}if(五#水阀控制量<0){五号水阀控制量= 0;}u51=五#水阀控制量;五号水阀控制量=五号水阀控制量*5;}else{u51=五#水阀位跟踪/100;e12=0;e11=0;e10=0;五#水阀控制量=u_51;}¼符合工程现场实际系统能够兼容现场的的Ò型仪表和Ó型仪表;现场调试时出现采样不准,经现场勘察,解决了+24V接地问题.6结束语在监控点数不是很多的情况下,采用工控机板卡与价格相对便宜的组态软件是一种比较经济实用和缩短开发周期的做法,利用工控机和相应的板卡配置,使整体控制性能不断提高,完全可以实现将显示与控制在一台计算机上完成,从而大大降低成本.第22卷景清武等:基于组态王和板卡的锅炉自动控制系统679参考文献:[1]北京亚控科技公司.组态王6.0用户手册[M].北京:人民邮电出版社,2001.[2]张宏林.Visual Basic6.0开发数据库[M].北京:人民邮电出版社,2000.[3]吴锐.基于组态王的锅炉自动控制系统[J].自动化仪表,2002,23(11):45-47.[4]邵波.用组态王开发高炉监控系统[J].山东冶金,2003,25(4):48-49.[5]Henrik P etersso n,M artin Holmberg.Initial studies onthe possibility to use chemical sensors to monitor andcontrol boilers[J].Sensors and Actuators,2005,111(2):487-493.[6]L iao Z,Dexter A L.T he potential for ener gy sav ing inheating systems through improv ing boiler contr ols[J].Energy and 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obtained.T he general industry control computer and basic IC block are applied in the hardw are of the control system.T he domestic config-uration softw are Kingview is used in the system,Kingv iew.s command language and advantaged control a-l gorithms are designed to PID control capacity and the best working state.T he system has strong depend-ability,low cost,convenient maintenance,good compatible capability and running effect.The control sys-tem,which is inex pensive and has strong application and stabilization,is applicable to establishing a small boiler system,and especially to improving an old monitoring system of the boiler.Key Words:boiler;Kingview;IC block;control system680沈阳建筑大学学报(自然科学版)第22卷。
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。
组态王锅炉温度控制系统控制规律
组态王锅炉温度控制系统控制规律组态王锅炉温度控制系统是一种用于监控和控制锅炉温度的自动化系统。
该系统采用了组态王软件作为主要控制工具，并通过传感器、执行器和控制器等设备实现对锅炉温度的精确控制。
以下将详细介绍组态王锅炉温度控制系统的工作原理、控制规律以及其在实际应用中的优势。
一、工作原理1. 传感器：组态王锅炉温度控制系统中使用的传感器通常包括温度传感器和压力传感器。
温度传感器负责测量锅炉内部的温度，而压力传感器则用于监测锅炉内部的压力情况。
2. 控制器：组态王软件通过与PLC（可编程逻辑控制器）或DCS（分布式控制系统）等硬件设备连接，实现对锅炉温度的监测和调节。
通过与传感器交互，控制器可以获取到准确的温度和压力数据，并根据预设的设定值进行比较和调整。
3. 执行器：根据控制信号，执行器负责调节锅炉内部的温度。
常见的执行器包括电动阀门、调节阀等，通过控制执行器的开关状态和开度，可以实现对锅炉温度的精确控制。
二、控制规律组态王锅炉温度控制系统采用了PID控制算法，即比例-积分-微分控制算法。
PID控制器通过比较实际温度与设定温度之间的差异，并根据差异大小和变化趋势来调整执行器的开关状态和开度，以实现对锅炉温度的精确控制。
1. 比例（Proportional）：比例项根据实际温度与设定温度之间的差异进行调整。
当实际温度偏离设定值越大时，比例项提供的修正量也越大。
2. 积分（Integral）：积分项根据实际温度与设定温度之间的累积误差进行调整。
当实际温度持续偏离设定值时，积分项提供的修正量会逐步增加，以减小累积误差。
3. 微分（Derivative）：微分项根据实际温度与设定温度之间的变化趋势进行调整。
当实际温度的变化速率较快时，微分项提供的修正量会增加，以快速响应温度变化。
PID控制器根据比例、积分和微分三个项的加权和来计算最终的控制量，并通过控制执行器来实现对锅炉温度的调节。
三、优势组态王锅炉温度控制系统具有以下优势：1. 精确性：PID控制算法能够根据实际温度与设定温度之间的差异进行精确调节，从而实现对锅炉温度的精确控制。
基于组态技术的蒸汽锅炉控制系统
基于组态技术的蒸汽锅炉控制系统论述了组态控制技术在蒸汽锅炉控制系统中的应用，详细地介绍了蒸汽锅炉控制系统的组成、控制要求和控制功能。
并通过燃烧器主画面实现数据的采集和远程控制功能;通过实时趋势曲线完成数据的查询和分析。
蒸汽锅炉提供的蒸汽主要用于民用采暖和工厂工艺用热。
目前使用较广的蒸汽锅炉分电蒸汽锅炉、燃油蒸汽锅炉、燃气蒸汽锅炉和燃油一燃气蒸汽锅炉4 类。
传统的蒸汽锅炉控制系统是一种基于继电接触器和人工手动方式的半自动化系统，系统设计较为繁琐，不易维护，故障率高;操作时需要工作人员亲临现场，存在严重损害操作人员身体健康的风险。
组态(Configuration)控制技术以其编程简单、运行安全可靠、故障率低、可维护性强等诸多优点，逐步在蒸汽锅炉控制系统中得到广泛采用。
组态控制技术构成的计算机系统在硬件设计上除采用工业PC 机外，系统大量采用各种成熟通用的I/O 接口设备和现场设备，基本上不再需要单独进行具体电路设计，不仅节约了硬件开发时间，更提高了工业控制系统的可靠性和安全性。
本控制系统硬件采用西门子S7—200 作为核心控制部件，上位机软件采用北京亚控公司的“组态王”。
软硬件采用模块化设计，结构与功能设计合理，操作简单，智能化程度高，采用高性能的电源，具有较强的抗干扰能力。
可对锅炉的当前工作状态进行实时监控，并对故障进行自动识别及处理，使系统能够更安全、可靠地运行。
1 蒸汽锅炉控制系统的控制要求及构成1.1 系统的控制要求根据蒸汽锅炉的工作过程，要求蒸汽压力、锅炉水液位和燃烧器达到以下控制要求：1)蒸汽压力控制炉内压力要求控制在0.010 MPa≤P≤0.10MPa。
当蒸汽压力P0.01 MPa 时，燃烧器先启动小火，延时0～180s(可调)。
当延时时间到，启动大火;当蒸汽压力0.01MPa2)锅炉水液位控制当炉水液位到达上上限时，关停补水泵和燃烧器并报警;当炉水液位到达上限。
基于组态王和PLC的工业锅炉监控系统设计
动上 排料 系统 、 内循 环 系统 、 外 循环 系统 和燃 烧 控
制 系统构 成 。
化
工
自 动 化
及 仪
表
第 ４ ０卷
频器 加 以控 制 ， 实 现对 风机 和泵 的转速控 制 ， 以达 到现 场操 作补水 、 给煤 控制 等 。
进行 编 程 ， 实现 工 业 锅 炉 的 自动控 制 。Ｐ Ｌ Ｃ采 用
日本 欧 姆 龙公 司 的 Ｃ Ｊ １ Ｍ 系 列 。锅 炉 温度 、 压 力
及水 位 等信 号通 过传 感器 将检 测 到 的实 际值转 化
风机 来实 现炉 膛温 度 的控制 。压 力 的检测 用 于对
为 电流信 号 ， 再 将 模 拟 量 输 入模 块 转 换 成 数 字 信
烧后 经排 渣传 送带 自动 排 出 。炉 膛温 度 的控 制通
过鼓 风 机 和 引 风 机 控 制 燃 烧 室 的含 氧 量 控 制 燃
内水温 、 锅 炉液 位和 锅炉 压力 为被 控参 数 ， 加 热炉
燃 料量 为控 制变 量 ， Ｐ Ｌ Ｃ为 控制 器 ， 构成 工 业 锅炉 的控制 系 统 。控 制 系 统 运 用 Ｐ Ｌ Ｃ梯 形 图语 言
摘 要 以 Ｐ Ｌ Ｃ为 硬 件 平 台 ， 应 用 梯 形 图 实现 Ｐ Ｉ Ｄ控 制 ， 选择 Ｋ ｉ ｎ ｇ Ｖ ｉ ｅ ｗ组 态 软 件 完成 人 机 界 面 的设 计 ， 实现基于 Ｐ Ｌ Ｃ和 软 件 组 态 的 工业 锅 炉 监控 系统 设 计 。 系统 的 实 际调 试 运 行 表 明 ： 该 系统 达 到 了设 计 目
２ 硬 件 设 计
Ｐ Ｌ Ｃ硬件 模块 由电源 模块 、 Ｃ Ｐ Ｕ模 块 、 开关 量
组态王锅炉控制系统程序
}
if(小车>=0&&小车<120)
{
小车=小车+10;
}
if(小车==120)
{
小车=小车-120;
}
if(煤>=0&&煤<50)
{
煤=煤+10;
}
if(煤==50)
{
煤=煤-50;
}
if(火>=0&&火<50)
{ 火=50;}
if(火>=50&&火<100)
{ 火=火+10;}
if(火==100)
{ 火=火-50;}
蒸汽流量=给水流量+1;
给水泵转速=45;
炉膛负压=520;
给水压力=给水压力+1;
蒸汽温度=蒸汽温度;
蒸汽压力=蒸汽压力+1;
炉排转速=炉排转速;
蒸汽压力=蒸汽压力+1;
蒸汽温度=1000;
引风机转速=引风机转速;
if((汽包水位>=0)&&(汽包水位<90))
{ 给水泵转速=给水泵转速+3;
给水流量=给水流量+0.5;
汽包水位=汽包水位+2;
给水压力=给水流量+给水压力;
给煤转速=给煤转速+1;
鼓风机转速=鼓风机转速+4;
炉前温度=炉前温度+12;
炉膛负压=炉前温度+1;
引风机转速=引风机转速+2;
蒸汽流量=蒸汽流量+6;
基于组态王和S7-1200PLC的锅炉内胆水温控制
开发研究基于组态王和S7-1200PLC的锅炉内胆水温控制王涛（山东工业职业学院，山东淄博256414）摘要：给出了锅炉内胆水温控制原理，系统通过PT100采集温度信号，以S7-1200PLC为控制核心完成数据的PID运算处理，应用组态王完成人机交互界面的设计，实现了对锅炉内胆水温的定值控制。
关键词:组态王；PLC；水温温度是日常生活、企业生产中常见的参数之一,温度控制对于保障生产、提高人们生活质量有重要的意义⑴。
1锅炉内胆水温控制原理锅炉内胆的水温可以用PT100来检测，检测到的信号传给S7-1200PLC,由PLC对信号进行编程处理,PLC发出模拟量信号控制调节器，从而控制加热管的端电压，实现锅炉内胆水温的控制。
2控制系统硬件核心处理器采用S7-1200PLC,PLC上集成有PRO-FINET接口，可以实现PLC和触摸屏之间、2台PLC之间、PLC和工业机器人之间、PLC和机器视粼自身具有核心处理器的照相机）之间的网络通讯，可以通过交换机实现多台设备之间的网络化通信。
S7-1200PLC的PID控制回路有16个，一般应用于简单过程控制，可以手动调节P、I、D参数，也可以自动调节比例、积分、微分参数为最佳值。
温度检测选用PT100,其具有检测精度高、稳定性好、性能可靠的特点。
PT100需要通过导线与外部设备连接,当周围环境温度发生变化的时候，导线的电阻值随之改变,这样就容易造成测量误差，为了克服这个问题，PT100一般常用四线制接法，因为四线制接法时，接触电阻的不稳定不会破坏电桥的平衡和正常工作状态。
3控制系统软件3.1S7-1200PLC编程图1西门子S7-1200PLC的PID控制器结构示意图系统采用了PID方法控制锅炉内胆水温。
西门子S7-1200PLC的PID控制器结构示意图如图1所示，其PID控制功能主要依靠循环中断组织块、PID功能块、PID 工艺对象数据块3个部分实现。
0B块又称组织块，在编程时，可以使用中断指令实现周期性中断。
组态王课程设计--锅炉温度控制系统
组态王课程设计–锅炉温度控制系统本文档是组态王课程设计–锅炉温度控制系统的设计方案及实现过程。
项目概述锅炉温度控制系统是一个典型的温度控制应用系统，以PLC为核心，采用PID 算法控制锅炉温度，同时通过组态软件进行监控，实现对锅炉温度的精确控制。
系统组成系统由三部分组成：1.PLC：使用的为三菱PLC Q系列(Q00UCPU)。
2.人机界面：使用组态王软件。
3.温度传感器：使用PT100型热电阻温度传感器。
系统架构系统架构如下图所示：+-----------+|PT100温度传感器|+-----------+|+-----------+ +---------+ +--------------+ +---------+| 温度放大器 |------| PLC |-----|PID算法控制程序|-----| 组态软件 |+-----------+ +---------+ +--------------+ +---------+ PLC程序设计在PLC中搭建一个PID控制程序，输入温度信号，输出控制信号，使得锅炉温度接近于设定温度。
程序流程如下：1.初始化：变量赋初值。
2.采集温度信号：从温度传感器中获取实时温度数据。
3.PID算法计算：根据当前温度值和设定温度值，使用PID算法计算控制量。
4.控制量输出：将计算所得的控制量传送给控制对象。
5.控制命令输出：根据控制量输出对应的控制命令。
6.返回第2步，循环执行。
组态软件设计组态软件作为人机界面，需要支持实时监控温度值、设定温度、控制命令等信息，并能够进行实时调试和操作。
主要包括以下界面和功能：1.温度监控界面：显示温度曲线，并标记出设定温度和实际温度。
2.控制命令调试界面：显示当前控制命令，并提供手动控制输入接口，支持手动修改命令值。
3.故障诊断界面：显示系统故障信息，并提供故障诊断工具。
实现过程1.开始前，准备好硬件设备：PLC(Q00UCPU)、温度传感器(PT100)、转换器(AD8)、继电器模块(Y140)、人机界面(组态王)。
基于PLC与组态王的模拟锅炉温度控制系统
基于PLC与组态王的模拟锅炉温度控制系统一、本文概述随着工业自动化技术的不断发展，可编程逻辑控制器（PLC）和组态软件在工业自动化领域的应用越来越广泛。
特别是，它们在模拟锅炉温度控制系统中发挥着至关重要的作用。
本文旨在探讨基于PLC 与组态王的模拟锅炉温度控制系统的设计与实现，通过详细分析系统的构成、功能和工作原理，展示这一技术在实际工业生产中的应用价值。
本文将简要介绍模拟锅炉温度控制系统的基本需求和设计目标，明确系统需要实现的功能和性能要求。
接着，将详细介绍PLC在系统中的核心作用，包括其编程逻辑、输入输出处理以及与其他设备的通信机制。
还将阐述组态王在系统中的重要性，如何通过其强大的图形化界面设计功能，实现对锅炉温度控制的实时监控和操作。
本文还将对系统的硬件和软件架构进行深入分析，包括传感器、执行器、PLC控制器、组态王软件等关键组件的选择和配置。
将探讨如何通过PLC编程和组态王界面设计，实现锅炉温度的精确控制、故障预警和远程监控等功能。
本文将总结基于PLC与组态王的模拟锅炉温度控制系统的特点和优势，展望其未来的发展趋势和应用前景。
通过本文的研究和讨论，读者将能够全面了解基于PLC与组态王的模拟锅炉温度控制系统的设计原理和实现方法，为实际工业生产中的温度控制提供有益的参考和借鉴。
二、PLC与组态王技术概述PLC（Programmable Logic Controller，可编程逻辑控制器）是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。
它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。
PLC以其高可靠性、易于编程、灵活性强等特点，在工业自动化领域得到了广泛应用。
组态王（Kingview）是一款功能强大的工业自动化监控软件，提供了丰富的图形界面设计和数据处理功能。
它允许用户通过简单的图形化操作，快速构建出各种监控界面，实现对工业设备的实时监控和控制。
组态王在锅炉控制系统中的应用
组态王在锅炉控制系统中的应用1、引言据不完全统计，全国在用工业燃煤锅炉约48万台，占工业锅炉总容量的85%左右，每年耗原煤约4亿吨，平均运行效率比国外先进水平低15－20个百分点。
采用锅炉自动控制系统相对于更新、替代低效锅炉来提高锅炉热效率来说，具有燃烧充分、投资少见效快的特点，是燃煤锅炉节能减排的一个重要手段。
一般来说，燃煤锅炉改造后与改造前相比，节煤率约为3%~15%。
2、系统组成燃煤锅炉自动控制系统的核心思想是使煤充分燃烧，提高利用能源的效率。
系统包括两层：PLC现场控制层和上位机监控层，如图2-1所示。
现场控制采用高性价比的西门子S7-200系列PLC。
一方面监视锅炉的各项参数的变化，如蒸汽压力、炉膛温度、炉膛负压以及流量等，依据相应的控制策略和算法，通过驱动变频器和电机把锅炉控制在最佳的燃烧点运行。
另一方面，PLC通过OPC服务包向上位机提供数据服务，包括上传数据和执行相关操作。
图2-1系统总图组态王6.52是一款具有丰富功能的HMI/SCADA软件，为系统工程师提供了集成、灵活、易用的开发环境和广泛的功能，能够快速建立、测试和部署自动化应用来连接、传递和记录实时信息。
用户可以实时查看和控制工业生产过程。
组态王的主要功能：丰富的人机界面、强大的通讯能力、先进的报警和事件管理、强大的网络和冗余功能。
组态王通过OPC服务包与PLC通讯，起着重要的人机交互，监视控制的作用。
如图2-2，图2-3所示。
图2-2工艺流程图图2-3用户操作台3、OPC通讯组态王支持的硬件设备包括：可编程控制器（PLC）、智能模块、板卡、智能仪表，变频器等。
组态王软件系统与工程人员使用的具体的PLC或现场部件无关。
对于不同的硬件设施，只需为组态王配置相应的通信驱动程序即可。
工程人员可以把每一台下位机看作一种设备，不必关心具体的通讯协议，只需要在组态王的设备库中选择设备的类型，然后按照“设备配置向导”的提示来完成安装即可。
基于PLC和组态王的热水锅炉控制系统
工业控制与应用Industry Control an d Application自动化技术与应用 2005年第24卷第8期基于PLC和组态王的热水锅炉控制系统郎术斌(黑龙江科技学院自动化工程系,黑龙江哈尔滨150027)摘要:基于西门子S7-300系列PLC构成了一种新型的锅炉自动控制系统,讨论了控制系统的功能和特点,给出了控制系统的硬件组成、系统功能和控制框图。
实际使用证明,该控制系统控制效果良好,节能效果十分明显。
关键词:PLC;工控机;控制系统中图分类号:TP571 61文献标识码:B文章编号:1003 7241(2005)08 0031 03The Co ntrol System of Heating BoilerBased o n PLC and Cofiguratio n KingLANG Shu-bin(Automation Department of Heilongjiang Science Insti tute,Harbin150027,China)Abstract:A novel control system of boiler based on the S7-300series PLC of Siemens is presented.The hardware of the system is also discussed.The system gives a bi g saving on energy.Key words:PLC;Industrial PC;Con trol sys tem1引言目前,供暖公司的热水锅炉只是利用计算机监测热水锅炉运行参数,热水锅炉运行还需要人进行手动调节,而要真正实现热水锅炉的自动控制,只是利用计算机进行监测是远远不够的,它一方面不可能使热水锅炉在较高的效率下运行,另一方面也不可能达到真正的节能目的。
下面要介绍的热水锅炉控制系统,它既完全包容了计算机监测部分,又可以完全脱离手动操作,使热水锅炉控制系统运行更经济、更简单,而且在实践中已得到了应用,受到了用户一致好评。
基于组态王的锅炉自动控制系统
自适应性 。
5 结论
本文提出的自补偿 PID 控制算法无需直接辨识对 象的阶和时滞 ,是一种对系统时滞补偿的控制方法 。 自校正算法在系统阶和时滞发生较大变化时 ,能保持 系统稳定 ,且有良好的动静态响应品质 。理论与仿真 都证明是一种对时滞系统有效的控制算法 ,简洁实用 , 易于工程实现 。控制思路对模糊控制同样有效 。 参考文献
one computer , and advanced control algorithms can be used. Thus a low cost and good performance boiler monitoring system is obtained.
Key words Boiler control Kingview DDE linkage
7 Narendra K S , Annaswamy A M. Stable adaptive systems. Englewood Cliffs : Prentice2Hall , 1989
8 Astr m K J , Jwittenmark B. Adaptive control. Workingham : Addison2 Wesley , 1989
于河海大学获硕士学位 ,讲师 ;从事测量与控制领域的研究 ,发表论文 5 篇。
基于组态王的锅炉自动控制系统
Kingvie w Ba sed Auto matic Boiler Control Syste m
吴 锐 季春光
(哈尔滨工业大学计算机学院 ,哈尔滨 150001)
摘 要 基于国产组态软件 ———组态王 ,利用 VB 编程和 DDE 链接 ,使显示与控制在 1 台计算机上实现 ,并能使用先进的控制算法 ,从 而得到了一个成本低 、性能好的锅炉监控系统 。
基于组态王的锅炉水位PLC控制
摘要现如今我们的社会每一天都在进步，锅炉水位控制系统的应用领域也越来越广泛，它是当今电气自动化领域中不可替代的中心控制器件。
可编程控制器PLC使用率高、实用性强，本文主要介绍锅炉水位控制的工作原理，用PLC编程实现下位机控制，分别用手动和自动的设计来模拟实现锅炉的工作状态。
通过PLC程序编写，I/O分配表和对硬件电路的连接，最后利用组态王 6.52对锅炉水位控制系统进行上位端设计。
本次设计使锅炉能够完成预先设计好的动作，提高工作效率，同时也节约了成本，具有很好的发展前景。
关键词：锅炉水位；组态王；PLC目录1、绪论 (1)1.1锅炉简介 (1)1.2锅炉的工作原理 (1)2、硬件配置 (2)2.1PLC介绍 (2)2.2PLC的选择 (3)3、设计要求、分析及程序设计 (4)3.1设计要求 (4)3.2I/O分配 (4)3.3PLC控制程序流程图 (5)3.4PLC程序设计 (6)3.5PLC外部接线图 (10)4、软件配置 (11)4.1组态王软件的概述 (11)4.2组态王界面及其命令 (13)4.3组态王实验现象 (14)5、程序调试 (15)6、实验体会 (16)参考文献 (17)I1、绪论1.1锅炉简介锅炉是一种能量转换设备，向锅炉输入的能量有燃料中的化学能、电能、高温烟气的热能等形式，而经过锅炉转换，向外输出具有一定热能的蒸汽、高温水或有机热载体。
锅的原义指在火上加热的盛水容器，炉指燃烧燃料的场所，锅炉包括锅和炉两大部分。
锅炉中产生的热水或蒸汽可直接为工业生产和人民生活提供所需热能，也可通过蒸汽动力装置转换为机械能，或再通过发电机将机械能转换为电能。
提供热水的锅炉称为热水锅炉，主要用于生活，工业生产中也有少量应用。
产生蒸汽的锅炉称为蒸汽锅炉，常简称为锅炉，多用于火电站、船舶、机车和工矿企业。
1.2锅炉的工作原理锅炉的主要工作原理是一种利用燃料燃烧后释放的热能或工业生产中的余热传递给容器内的水，使水达到所需要的温度或一定压力蒸汽的热力设备。
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数, 包括蒸汽压力、汽包 液位、除 氧压 力、除氧 液位 等。
图 2 DDE 传输框图
46
PROCESS AUTOMATION INSTRUMENTATION, Vol. 23, No. 11, Nov. , 2002
境下 为 多个 应 用 程 序 之 间以 客 户 端/ 服 务 器 ( client/ server) 方式建立一条动态 数据链 路。当原始 数据变化 时, 可以自动更新链接的数据。
收稿日期: 2002- 05- 03。 第一作者于标, 男, 1962 年生, 1983 年毕业于山东科技大学, 2000 年 于河海大学获硕士学位, 讲师; 从事测量与控制领域的研究, 发表论文 5 篇。
基于组态王的锅炉自动控制系统
Kingview Based Automatic Boiler Control System
0 引言
又可以实现单回路
工业控制中, 组态软件正得到越来越普遍的使 用, FIX、INTOUCH 等均是 组态软 件中 的优秀 代表, 它们提 供了丰富的图像显示, 数据库处理, 对象连接等数据管
数, 降低了软件的成 本, 从而 得到 了一种 经济 有效、方 便实用的锅炉监控系统的实现。该系统目前正在牡丹 江制油厂 1# 与 2# 锅炉上稳定运行。
( dynamic data exchange, DDE) 连接, 可 以把控制 算法在 VB 应用程序中实现, 作为控制模块, 使其 在后台运行。 结构框图如图 2 所示。技术可以把一种应用程序中的 数据动态地链接到 另一种 应用程 序中, 使 两种 完全不 同 的应 用程序 可以交换 数据, 进行通 信, 在Windows环
需要单回路调节器和可编 程控制 器等 下位机 来实 现。 本文结合一款国产组态软件 组态王( Kingview) , 利 用 VB 编程来补充其控制功能, 使显示与控制在 1 台计
自问世以来, 现 在已 发展到 6 0 版 本。该软 件具 有一 般组态软件的共有 特点, 为 开发者 提供了 丰富 的图库 及图库开发工具, 用 户可根 据自己 的需要 创建 新的控
吴 锐 季春光
( 哈尔滨工业大学计算机学院, 哈尔滨 150001)
摘 要 基于国产组态软件 组态王, 利用 VB 编程和 DDE 链接, 使显示与控制在 1 台计算机上实现, 并能使用先进的控制算法, 从 而得到了一个成本低、性能好的锅炉监控系统。
关键词 锅炉控制 组态王 DDE 链接
Abstract Based on domestic configuration software Kingview and by using VB programming and DDE linkage, display and control are implemented in
自动浇注系统的智能控制 薛迎成, 等
使用时, 只需在声明部分类似声明: Declare Function Return Value Lib ProjectPathname/ Ctrol. dll ( ByVal parametrel as Long, ByVal parametre2 as Long, . . . ) As Long.
运行时, 组态王运行在前端, 实时动态的显示着各 种运行数据, 并向操作人员提供直观的仪表显示, 还伴 有语音报警; VB 应 用程序运 行在后 台, 一般 情况下并 不可见( 当需要进行控制参数调整时, 可将其激活置于 前台) 。在 组态王 与应 用程 序建 立 DDE 链 接后, 组态 王首先作为服务器, VB 应用程序作为客户端从服务器 ( 组态王) 动态取 出各运 行参数值, 按照 事先的 控制算 法进 行运 算, 并 将结果 ( 返 回值 ) 迅 速传 回组态 王, 此 时, VB 应用程序作 为服 务器, 组 态王为 客户 端。这个 过程自系统运行开始始终 进行着, 该返 回值即 为控制 信号, 通过 726 发出至执行机构。
自动控制 提供给 用 户修 改 控 制 参数 的 窗 口, 进 行 DDE 链 接。通过调用函数 ReBuildUnConnectDDE( ) 实现。
3 组态王的不足及解决方案
3. 1 组态王的不足 尽管组态王提供 了便利 的界 面设计, 能够 方便地
实现数据显示, 但由 于其提 供的命 令语言 环境 功能较 弱, 对于较复杂的控制算法很难实现。另外, 由于组态 软件均是以点数 ( 系统中 变量的个 数) 计 费, 而 控制算 法中所需要的许多中间变量, 均需占用软件点数, 这显 然要增加更多的 软件费 用。为此, 要设法 让控 制算法 在组态王外另行实现。
算机上实现, 既利用了组态软件方便的界面设计功 能, 件并在画面上自 由搭配。在 每个 画面, 提 供了 方便的
45
自动化仪表 第 23 卷第 11 期 2002 年 11 月
数据连接, 让对象与系统变量参数很容易地对应起 来。 这使得以往繁琐复杂的界 面设计 变得 轻松容 易, 这也 正是组态软件的 一大特 色。另外, 组态 王提供 了大量 的设备驱动程序, 在安装完新设备后, 只需进行简单的 选择设置便可使新设备正 常工作, 而无 需再单 独安装 设备驱动程序。它内建了许多的系统函数、控件函 数、 配方管理函数、命令语言函数, 可以方便地实现画面的 动态显示, 创建配方, 生成 数据报 告, 进 行简单 的系统 控制。它还具有很强的数据处理能力和一定的网络功 能, 可以实 现分 布 式历 史数 据 库的 管理。 组态 王 5 1 采且 32 位代码, 运行于 Windows 98/ NT 平台, 全中文界 面。
图 1 锅炉监控工艺图
利用组态王提供 的图 库和画 图工 具, 在一 个画面 上像搭积木式地搭建出一 幅图画, 利用 数据链 接把画 面上的对象与其对应的数 据变量 联系 起来, 采 用一定 的命令语言, 让画面动起来。
仪表图 各种柱形和圆形仪表动态地显示出锅炉各运行参
3. 2 解决方案 利用组态王支持与 VB 应 用程序 的动态数 据交换
工艺图 锅炉监控包括锅炉工作的整个流程, 可直观、动态 地显示出锅炉各部位重要参数的变化, 如图 1 所示。
其可以在仪表库中选择合适的仪表, 通过数据链接, 让 仪表参数与变量相对应。
趋势图 包括实时趋势和 历史趋 势曲 线, 并可 根据 需要随 时打印。在做出趋势图后, 只需进行数据连接, 让参数 变化反映到 趋势图 上, 调用 系统 的打 印函 数 PrintWindow( ) , 实现打印。
2 系统设计及实现
该系统是用来对锅炉运行状态进行监控并具有自 动调 整 的 功 能。 硬 件 部 分 包 括 研 华 工 控 机、研 华 PCL813A/ D 数据采集 卡、研 华 PCL726D/ A 数 据卡。系 统通过 813 将锅炉各运行参数实时采集 到组态王对应 变量中, 由 组态 王 统一 管理, 给出 系 统各 部分 运 行趋 势、报表及报警事件, 并根据系统设置和一定的控制算 法, 通过 726 向执行 机构 发出控 制调 节信 号或 连锁信 号, 保证系统的正常运行。系统包括以下几部分:
8 Astr m K J, Jwittenmark B. Adaptive control. Workingham: AddisonWesley, 1989
9 Astr m K J. Sel-f tuning regulator design principles and application. New York: Academic Press, 1980
理功能, 为使用者提供了极大的方便, 目前市场上主要 都是这些国外软件。组态软件因其方便的界面设计而
1 系统概述
使参数显示及图形动画变 得非常 容易, 但本身 并不具 备控制组态功能, 因此往往用在上位机上, 控制功能仍
系统 基于组 态王 5 1, 并结 合 Visual Bas1- 5 0 混 合编程。组态王是北 京亚 控自动 化软件 公司 的产品,
报警日记 记录着系统运行 中的各 种报 警事件、报警 时的状 态值, 及报警处理, 并 可根据 事件 的轻重 缓急, 设定报 警优先级。分实时报警和历史报警。这些均在数据变 量的属性中进行设定。
报表 分实时报表和历 史报表, 前者 记录着 系统 所有运 行参数的当前值, 后 者保存 着系统 运行以 来的 各参数 的所有值, 可定时找印, 也可随时打印。按照组态王提 供的报表格 式进行 编辑, 调 用系 统函 数 ReportPrint( ) , 进行报表打印。
one computer, and advanced control algorithms can be used. Thus a low cost and good performance boiler monitoring system is obtained.
Key words Boiler control Kingview DDE linkage
2 刘柄文, 编著. 精通 Visual Basic6. 0 中文版[ M] . 北 京: 电子工业出
版社, 1999
3 王常力, 编著. 工业控制 计算机系 统 电子工业出版社, 1993
设计与 应用 [M] . 北京:
收稿日期: 2002- 01- 03。 第一作者吴锐, 男, 1977 年生, 2000 年毕业于哈尔滨工业大学; 主要 从 事计 算机 控制 、智 能控 制等 方面 的研 究工 作。
基于组态王的锅炉自动控制系统 吴 锐, 等
自适应性。
5 结论
本文提出的自补偿 PID 控制算法无需直接辨识对 象的阶和 时滞, 是 一种 对系 统 时滞 补偿 的 控制 方 法。 自校正算法在系统阶和时 滞发生 较大 变化时, 能保持 系统稳定, 且有良 好的动 静态 响应品 质。理论 与仿真 都证明是一种对时滞系统有效的控制算法, 简洁实 用, 易于工程实现。控制思路对模糊控制同样有效。 参考文献