一、热媒炉控制系统及网络构成
控制系统采用PLC和上位机方式实现热媒炉自动控制功能。PLC与上位机采用OMRON公司Controller LINK方式通信,构成同级网络结构。上位机使用热媒炉组态软件组态人机界面,画面美观、交互性强。控制系统采用两台上位机可实现双机热备,一台为主机,一台为从机。主、从机采用TCP/IP协议构成局域网,从机适时从主机获得数据进行数据刷新。正常运行状态中,只有主机可下发操作指令,从机只具有显示功能;当主机运行中出现故障,系统会自动将从机切换为主机,代替原有主机实现下发操作指令。当任意一台PLC与上位机通信出现故障时,在上位机报警画面中会出现响应的报警文字提示。当故障主机排除故障恢复正常,系统会自动将主、从机切换回原始状态。系统运行时,在界面左上角会有登陆用户名、操作权限、本机状态指示。
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二、组态王软件使用说明
1. 热媒炉点炉操作画面
点炉分自动点炉和系统测试(手动点炉)两种。
(1) 自动点炉
按如下步骤执行自动点炉过程:
(a)将上位机人机界面切换至"燃烧流程"界面中(如图1所示);
图1 燃烧流程界面图
图2 热媒系统流程图
(b)复位--按控制柜面板复位钮A3;
(c)开车--按控制柜面板开车钮A1。
自动点炉执行过程中,画面右侧显示"自动点炉流程"分画面,随自动点炉执行时序,各个指示灯依次亮灭。自动点炉成功结束后,"自动点炉流程"分画面消失,方可进行负荷调节。在此画面中,管理员可进行点炉参数修改,使用鼠标将光标移到点火参数油阀或风阀开度处键入正确点火阀门开度后,按"确认"键即可。其他4个变量:油量PV、风量PV、油压PV、油压MV只作为指示变量。
(2) 系统测试(手动点炉)
只有管理员以上级别者登录方可进行系统测试(手动点炉)操作。将上位机人机界面切换至"系统测试"画面。按"进入系统测试"进入测试状态,此时风阀、油阀已处于点火开度(不可调)。如此时不想进行系统测试,则可按"退出系统测试"按键,退出此状态。
(3) 系统停车
停车分主动停车、故障停车和紧急停车3种:这3种情况在"燃烧系统"画面和"系统测试"画面中均有指示。
(a)主动停车
主动停车是人为停止热媒炉运转。只需按下控制柜前的"停车"按钮。PLC自动执行后处理程序,包括:关进油阀,开回油阀;风阀全开,进行大风吹扫;打开蒸汽吹扫阀,进行进油阀后的油管线吹扫;同时关闭蒸汽吹扫阀和雾化蒸汽阀。
(b)故障停车
故障停车是由于发生故障,执行热媒炉联锁停车,同时在触摸屏上的报警画面中显示报警联锁点。PLC自动执行后处理程序。
(c)紧急停车
由于发生紧急事故,导致热媒炉停车,需按下控制柜前的"紧急停车"按钮。PLC不但会自动执行后处理程序,还会执行停风机、油泵、热媒泵的操作。
2. 热媒炉负荷调节画面
热媒炉负荷调节包括5个调节回路:助燃风调节回路、油量调节回路、烟气残氧调节回路、热媒总管出口温度调节回路。为便于操作,将这些调节回路置于一画面中"负荷调节"(见图3)。
图3 负荷调节实施界面
(1) 风量、油量调节回路
手动调节:PLC在上电后,调节回路自动锁定在手动状态。若要从其他控制状态切换至手动调节,只需用鼠标点"手动"键,此时"手动"键变成灰色,而其他控制方式键恢复原状绿色,表示下次可切换状态,在状态显示区内显示"手动"。手动调节时,只需从"MV:"的数据区内输入所需要的MV值(当鼠标点中MV数据区时,屏幕中会自动跳出数字键盘),并按"确认"键。
自动调节:按下"自动"键,调节方式即会从其他控制方式切换至"自动"状态,"自动"键变灰色,"手动"键变绿色,表示下次可切换的状态为"手动"。调节回路会根据设定值自动调整阀门开度,以使测量值与设定值保持一致。SP值的给定有两种方式:一种是直接人为给定SP值,可通过数字键盘在"SP:"的数字输入区域输入所需SP值,或直接拖动条状指示栏内的SP指示器设定,即内给定;另一种是在热媒总管出口温度调节回路选择"自动"、"定烧"控制方式时,风量、油量的SP值由热媒总管出口温度回路计算外给定,不需操作人员设定。
(2) 热媒总管出口温度调节回路
在此调节回路画面中,有两种控制方式:"自动"、"定烧"。
"自动"控制方式:在负荷调节画面热媒温度调节回路中按"自动"键。油量、风量调节回路显示为自动状态,氧量默认设置为修正状态。油量、风量的SP值由热媒出口温度调节回路外给定,显示"自动(外)"状态,不需操作人员设定,热媒炉控制系统即投入全自动运行状态。此时,只需操作人员在热媒温度调节回路的SP数据区输入所需设定值即可。
"定烧"控制方式:在负荷调节画面热媒温度调节回路中按"定烧"键。油量调节回路显示为自动状态,风量调节回路显示为自动(外)状态,氧量默认设置为修正状态。油量的设定值由操作人员通过数字键盘在"设定值SP:"的数字输入区域输入所需SP值,风量设定值由燃油流量调节回路比例计算外给定,不需人为输入。
(3) 烟气残氧调节回路
此回路设有"修正"、"不修正"两种状态,在热媒总管出口温度调节回路投入"自动"、"定烧"控制方式后,此回路自动投入"修正"控制,进行残氧修正,按"不修正"按钮即可将残氧修正摘除。
(4) 画面其他功能
PID参数修改:管理员以上级别登陆有权限修改PID参数。"实时趋势":显示相应回路PV、SP及MV值的实时曲线。注意:参数修改后要按相应回路的"输入"键将PID参数写入回路参数区方可起作用。
3. 油压、油温调节回路画面
此两个调节回路置于"负荷调节"画面中。油压、油温两个调节回路均采用单回路控制方式,只有"手动"、"自动"两种控制方式,其中,"自动"状态即由操作人员在"SP"数据区上输入设定值。控制方式及各参数的修改等同上。
4. 其他功能
(1) 热媒炉参数设置画面(画面显示图略)
从主画面上选择"参数设置",可进入系统参数设置的画面。此画面为报警参数设置,只有管理员级别以上登陆方可修改。
(2) 报警画面
在报警画面中查阅报警记录,报警画面中共有两幅报警表格:当前报警及历史报警。
(a) 当前报警:显示当前报警点,最新报警点位于表格最上方。当系统出现报警点时,控制柜报警音响进行报警,报警和联锁音响声音不同以便操作人员区分。系统报警后,操作人员先按屏幕上消音键消音,然后查找原因排除故障。
(b) 历史报警:在此表格中记录所有出现过的报警点,最新报警点位于表格最上方;表格中红颜色字体为出现报警时记录。黑颜色为报警点消失时的记录。
图4 报警清单
(3) 历史趋势画面
系统所有主要运行参数在图5、图6中均有显示,便于操作人员进行观察记录,并可查询以前各时间各个记录数据。