KingSCADA在鍋爐補給水處理系統中的應用

呂緒浩

摘 要：針對鍋爐補給水處理系統的自動化發展趨勢，本文基于KingSCADA組態軟件開發出一套界面友好的鍋爐補給水處理監控系統軟件。該軟件不僅能以逼真的動畫模擬現場設備運行狀態，而且對于所監控系統的關鍵工藝數據提供實時顯示及上下限聲光報警功能，最大限度地保證系統的安全和可靠運行。操作員可通過鼠標、鍵盤等設備的操作完成設備控制，畫面切換、數據存儲、統計查詢和報表打印等各種操作。

關鍵詞：鍋爐補給水 組態軟件 KingSCADA

中圖分類號：TK223.5 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）03（c）-0118-02

在發電廠的生產過程中，水是傳遞能量和冷卻的主要介質，由于設備和管道系統水的排放、蒸發和泄露，會造成水的損失。為了保持平衡，必須向鍋爐中補給所需的水量。未經處理的天然水易造成設備結垢，腐蝕和積鹽等危害，因此鍋爐補給水質量的優劣直接影響電廠機組的安全及經濟運行[1]。整個水處理系統工藝復雜，設備數量多、操作步驟繁瑣且多是閥門操作。隨著電廠自動化水平的不斷提高，人們越來越關注用計算機技術對鍋爐補給水處理實施數據采集和控制，對監控軟件也提出了更高的要求[2]。King SCADA組態軟件[3]作為一種新興的工業監控軟件開發平臺，本系統結合某廠實際，設計了一套基于KingSCADA和PLC的鍋爐補給水處理系統。

1 工藝概況

鍋爐補給水處理系統實現的功能為：對原水進行凈化過濾，除去其中鈣鹽、鎂鹽、鈉鹽等雜質離子，防止鍋爐結垢、腐蝕，保證鍋爐工況和品質的良好。鍋爐補給水處理工藝流程如圖1所示。

經過初步處理的水，先是進入高效纖維過濾器進行處理，濾除了水中大部分的懸浮物。隨后進入雙室雙流活性碳過濾器進一步預處理，除掉了水中不利的有機物。而后進入一級除鹽設備，首先水進入陽離子交換器，將水質軟化，由于從陽離子交換器處理的水呈酸性，此時CO2幾乎全部以氣體存在，需要進入除CO2器除去CO2，從除CO2器出來的水流入陰離子交換器，除掉水中CL-、SO42-、HCO3-等雜質陰離子，最終水進入混合離子交換器，在混床中深度除鹽，形成滿足各個廠房需要的用水[4]。

2 控制系統設備

2.1 硬件設備

（1）采用OMRON的CPM1A作為可編程的控制器。該控制器為OMRON可編程控制器的小型中低端產品，工作可靠，符合工程技術要求。

（2）現場檢測設備設置了壓力、流量、液位、酸（堿）度、PH值和電導率等變送器，將現場信號連接到DI器件。

2.2 軟件設備

（1）CX-P是用于OMRON可編程序控制器的標準組態工具，采用此編程工具可為用戶完成底層控制程序的編寫以及實現自動化控制的其他工具。

（2）上位機采用亞控公司的KingSCADA軟件，使系統配置組態、控制點組態、工藝過程組態、報警報表和趨勢曲線等軟件設計實現模塊化。

3 人機界面設計

本系統的主要功能是監控，這也是整個自動化控制系統與工作人員信息交流的接口。監控界面是實現監控功能的主要方式，KingSCADA為用戶提供了豐富的圖形編輯和程序腳本功能，這樣方便我們為該系統構造人性化的人機界面，并實現工藝控制、報警、報表、趨勢曲線及用戶管理等功能。

3.1 工藝畫面設計

鍋爐補給水處理系統設備較多，工藝流程復雜，為此，對應六大工藝環節分別設計對應的工藝畫面，分別為：高效纖維過濾器、活性碳過濾器，陽離子交換器，除CO2器，陰離子交換器，混合離子交換器。此外設計了工藝總畫面，包含六大環節的縮略圖，方便用戶的全面監控。此處分別以高效纖維過濾器說明其設計原理。

高效纖維過濾器畫面設計如圖2所示，相關操作為如下。

（1）過濾器工藝操作分為：運行、反沖洗、正洗以及氣水混合反沖洗，操作方式有“自動”和“手動”兩種方式，點擊畫面工作區的“自動”“手動”鍵，選擇相應的操作方式。選擇“手動”，人工監控各功能閥的啟停；選擇“自動”，利用時間或設定值確定其功能閥之間的互動。

（2）工序：運行時，首先打開排氣閥，然后打開進水閥，當見到排氣口液流時，立即排氣閥，開啟出水閥。反洗時，打開反洗進水閥、反洗排水閥，水從濾芯內往外沖洗附在濾芯壁上的濾渣從反洗排水口排出，待水澄清為止。然后關閉反洗進水閥、反洗排水閥，打開正洗進水閥、正洗排水閥進行正洗，并進行取樣檢驗，如符合過濾要求時，則關閉正洗進水閥、正洗排水閥，開啟出水閥轉入正常運行。另各閥門和操作說明可點擊畫面“閥門說明”和“操作說明”鍵顯示。

3.2 報警、報表和曲線畫面

數據記錄是工業監控系統的一個重要組成部分。本作品提供了報警、報表（如圖3）和趨勢曲線三種形式，記錄設備的液位，閥門狀態以及水質等數據，并且具有按日期查詢、保存和打印的功能。通過數據記錄，用戶可以直觀地了解系統的運行工況，最大程度地保證系統的安全經濟運行，同時這些數據為管理決策層指導生產提供了可靠的決策依據。

4 結語

使用KingSCADA工控組態軟件來開發鍋爐補給水處理上位監控系統，不僅傳送的現場監控數據準確、直觀、可靠，而且提供了友好、豐富的人機界面，靈活有效的報警方式以及強大的報表統計和趨勢分析功能，使得操作人員可以簡單直觀地進行全程實時監控操作和管理，保障鍋爐補給水處理的質量，確保電廠鍋爐優質，安全，可靠、經濟地運行。

參考文獻

[1] 朱明瑞，沈偉.可編程邏輯控制器在污水處理廠中的應用[J].凈水技術，2010， 29（5）：80-83.

[2] 鄒超群，廖慶華，陳水仙.基于Fix和PLC的SCADA系統在火電廠水處理控制系統中的應用[J].計算機測量與控制，2003（1）：48-50

[3] 楊麗敏.大型污水處理廠SCADA系統解決方案[J].中國建設信息：水工業市場，2010（7）：66-69.

[4] 于連國，李珍芳，洪波等.PLC在鍋爐化學補給水處理自動控制系統中的應用[J].自動化儀表，2005，26（6）：51-53.

[5] 亞控科技官方網站：http：//www.kingview.com/.endprint