隨著工業技術的發展，鍋爐應用的范圍逐步增長，尤其在中小型熱電項目中更為突出，我國現有中小型鍋爐30多萬臺，每年耗煤量占我國原煤產量的三分一，目前大多數工業鍋爐仍年處于能耗高、浪費大、環境污染等嚴重的生產狀態。利用組態監控制裝置，實現鍋爐內部的實時監控，可以方便有效的保證鍋爐的安全、穩定、經濟運行，提高熱效率，降低耗煤量，減輕操作人員的勞動強度，對我國資源節約及經濟社會發展也具有深遠意義。因此，對鍋爐組態監控技術的研究具有重大的現實意義。

1．組態介紹

      組態（configuration）的含義是使用軟件工具對計算機及軟件的各種資源進行配置，達到使計算機或軟件按照預先配置，自動執行任務，滿足使用者要求的目的。

      組態軟件指一些數據采集與過程控制的專用軟件，它們是在自動控制系統監控層級的軟件平臺和開發環境，能以靈活多樣的組態方式(而不是編程方式)提供良好的用戶開發界面和簡捷的使用方法，其預設置的各種軟件模塊可以非常容易地實現和完成監控層的各項功能，并能同時支持各種硬件廠家的計算機和I/0設備，與高性能的工控計算機和網絡系統結合，向控制層和管理層提供軟、硬件的接口，進行整個大的系統集成。

組態監控軟件的基本功能：

（1）監控功能即系統的實時測量和控制功能，包括對遠程設備和儀表的開關量輸入/輸出、模擬量的輸入/輸出的測量、控制功能。

（2）組態功能即人機圖形界面功能，包括根據實際控制網絡及對象給出形象而具體的圖形界面，方便操作人員進行實時監視和控制。

（3）數據庫管理功能，要求監控組態軟件應支持實時和歷史數據庫操作，即對現場全部運行當前及歷史數據進行存儲、查詢和分析的功能。

（4）實現Wed發布。

2．鍋爐的控制原理

      鍋爐是一個較為復雜的調節對象，它不僅調節量多，而且各種量之間相互聯系，相互影響，內部存在著較為復雜的能量轉換機理。因此，把鍋爐系統作了個簡化處理，化分為三個相對獨立的調節系統。

a.鍋爐汽包水位控制系統

b.鍋爐燃燒過程控制系統

c.鍋爐蒸氣溫度控制系統

      鍋爐水位是影響鍋爐安全運行的重要參數。水位過高，會破壞汽水分離裝置的正常工作，嚴重時會導致蒸汽帶水增多，增加管壁上的結垢和影響蒸汽質量；水位過低，會破壞水循環，引起水冷壁管的破裂，嚴重時會造成干鍋，損壞汽包，甚至爆炸。它的被調量是汽包水位，調節量為給水流量，通過對給水流量的調節，使泡包內部的物料達到動態平衡。且要注意其存在的“假水位現象”。

      鍋爐燃燒過主要有三個任務：給煤控制，送風控制，爐膛負壓控制。保證燃配比，以保證燃燒過程的經濟性。爐膛負壓太小，爐膛向外噴火和外泄漏高爐煤氣，危及設備與運行人員的安全；負壓過大，爐膛漏風量增加，排煙損失增加，引風機電耗增加；其在鍋爐燃燒中最為重要，因此作為主參

      鍋爐蒸氣流量控制系統主要是為了解決鍋爐汽包水位控制系統中出現的“假水位”現象和燃燒效率進行的完善系統。

      本鍋爐總系統采用前饋-串級控制，具有超前控制的作用，對系統穩定性等性能有重大意義。

      所有主參量通過低壓傳感器采集數據，經過模數轉換送到三菱PLC進行數據處理，在世紀星上實現動態顯示。同時可以通過世紀星對鍋爐的各主參量進行控制輸出。實現整系統的實時監控。

3. 監控組態相關任務

a．動畫界面的設計及鏈接（動態數據采集與控制）

b．趨勢曲線

c．安全報警系統

d．組態與PLC通信

e．工程加密

f．web發布

4．鍋爐監控的系統總體設計

圖1

工業控制計算機、底層控制器PLC和現場電氣控制系統組成，配置如圖2所示：

圖2 系統配置                     

      燃煤鍋爐自動控制系統的核心思想是使煤充分燃燒，提高利用能源的效率。系統包括兩層：PLC現場控制層和上位機監控層。現場控制采用高性價比的三菱FX2N系列PLC。一方面監視鍋爐的各項參數的變化，如蒸汽壓力、爐膛溫度、爐膛負壓以及流量等，依據相應的控制策略和算法，通過驅動變頻器和電機把鍋爐控制在最佳的燃燒點運行。另一方面，PLC與計算機通信，可以實現上下位機的數據交換，起著重要的人機交互，監視控制的作用。

PLC控制級如下圖3所示：

圖3