下载文档原格式
基于组态软件的供暖锅炉监控系统设计摘要工业锅炉是采暖供热系统的核心设备，它的主要任务是安全可靠、经济有效地把燃料的化学能转化为热能，进而将热能传递给水，生产出满足需要的蒸汽或热水。
本文主要介绍的是通过组态软件（MCGS）做成的一套锅炉监控系统。
大家都知道我们可以把锅炉分为三个相对独立的环节去控制：燃烧系统的控制，汽包液位的控制，过热蒸汽温度的控制。
本文也采用了这样的分环节控制的方法。
首先，用炉膛内的压力与饱和蒸汽的压力组成串级控制系统去控制燃料的供给量，继而控制了燃烧系统。
当然为了安全起见我们还必须用一个压力传感器去测量炉膛内的压力。
其次，用饱和蒸汽的温度和汽包的水位组成串级控制去控制给水量，继而控制汽包的水位。
最后，用过了减温器的蒸汽的温度与过热后的蒸汽的温度组成串级控制去控制减温水的供给量，继而控制过热蒸汽的温度。
该系统具有数据采集实时控制，在线查询等功能，同时能够通过一些简单的传统控制（PID 控制）对其进行相对稳定的控制。
本文针对过路系统三个环节中的每个环节的单独控制（燃烧系统控制，汽包液位控制，过热蒸汽温度控制），得到了比较稳定的锅炉系统，同时又对其进行了较为良好的监控。
关键词：组态软件；锅炉；串级控制；安全目录第1章引言 (1)1.1 锅炉研究的背景和意义 (1)1.2 锅炉研究的现状和存在的问题...................................... 第 2 章 MCGS 组态软件介绍............................................42.1 MCGS 简介 .................................................... 4 2.2 MCGS 的功能和特点 ............................................ 5 2.3 MCGS 的构成 .................................................. 7 2.4 MCGS 的工作方式 ............................................... 7 2.5 MCGS 的操作方式 ............................................... 9 2.6 组建工程的一般过程 (11)第 3 章锅炉工艺流程 ...................................................3.1 锅炉工艺流程简介 ...............................................14 3.2 锅炉控制中的控制参数 ...........................................15 3.2.1 锅炉中的主要控制参数 .......................................15 3.2.2 锅炉参数之间的内在关系 .................................... 15 3.3 锅炉设备的控制系统 .............................................16 3.3.1 锅炉汽包水位控制 (16)3.3.2 锅炉燃烧系统的控制 (16)3.3.3 过热蒸汽系统的控制 ........................................ 17 3.4 相关对象的动态特性 .............................................18 3.4.1 汽包水位的动态特性 ........................................ 18 3.4.2 压力的动态特性 .. (20)第 4 章锅炉监控系统设计 (23)4.1 设计方案 (23)4.1.1 汽包水位控制系统设计 (23)4.1.2 燃烧控制系统的设计 (24)4.1.3 过热蒸汽温度控制 (25)4.2 工程的组态 (26)4.2.1 基于 MCGS 组态软件的人机界面图 (26)4.2.2 组态过程 (28)4.3 脚本程序说明 (31)4.4 系统简介 (32)4.4.1 监控系统的功能 (32)4.4.2 实施方式 (34)第5章 MCGS 环境下系统的模拟运行结果..................................36第 6 章仪表选型、清单及概算 (40)6.1 仪表选型 (40)6.1.1 执行器 (40)6.1.2 温度测量仪表的选型 (40)6.1.3 压力测量仪表的选型 (41)6.1.4 液位测量仪表的选型 .........................................41 6.2 仪表清单 ........................................................43 6.3 工程概算 ....................................................... 43 第7章结束语 ....................................................... 44参考文献 (45)致谢 (47)第1章引言1.1锅炉研究的背景和意义工业锅炉是采暖供热系统的核心设备，它的主要任务是安全可靠、经济有效地把燃料的化学能转化为热能，进而将热能传递给水，生产出满足需要的蒸汽或热水。
7 锅炉炉膛安全监控系统7.1 概述a．热工保护火电机组热工保护是通过对机组的工作状态和运行参数进行监视和控制而起保护作用的。
当机组发生异常时，保护装置及时发出报警信号，必要时自动启动或切除某些设备或系统，使机组仍然维持原负荷运行或者减负荷运行。
当发生重大故障而危及机组设备安全时，停止机组（或部分系统设备）运行，避免事故进一步扩大。
(1) 概念和作用在机组运行过程中，自动检测系统会不断对热工过程参数进行监视，并及时向值班人员提供这些热工参数变化的信息。
自动报警系统能在必要时通过声、光等报警信息提醒值班人员。
因此，在自动调节系统和联动控制系统等自动处理热工参数的异常时，运行值班人员还可以采取其他必要措施。
只有当所有上述处理措施均失效，同时异常情况不断发展甚至可能危及机组设备的安全时，自动保护系统的跳闸回路才使用最后的极端措施立刻停止机组运行，确保机组设备及人身的安全。
(2) 热工保护的特点1）热工保护是保证设备及人身安全的最高手段；2）热工保护的操作指令拥有最高优先级；3）热工保护系统必须与其他自动控制配合使用；4）热工保护检测信息的可靠性高；5）热工保护具有监测和试验手段；6）热工保护的结构与特点各不相同.。
常见的大型火电机组专用的热工保护系统及装置(1) 辅机故障减负荷系统，RUN BACK（简称RB）(2) 机组甩负荷保护系统，FAST CUT BACK（简称FCB）(3) 锅炉安全监视系统，Furnace Safeguard Supervisory System（简称FSSS）(4) 汽轮机安全监视系统，TURBINE SAFETY INSTALLATION （简称TSI）b．FSSS系统FSSS属于火电厂分散控制系统一个有机组成部分；左权电厂火电机组DCS系统包括DAS、CCS、FSSS、SCS、ECS五大部分。
下面就FSSS系统做一简单说明。
FSSS系统即炉膛安全监控系统（Furnace Safeguard Supervisory System）简称，包括燃烧器管理系统（Burner Management System，简称BMS）、燃烧器控制系统（Burner Control System，简称BCS）、燃料燃烧安全系统（Fuel-firing Safety System，简称FSS）。
锅炉房安全管理制度与远程监控系统一、引言锅炉房是工业生产和供热系统中不可或缺的一部分，但由于其中涉及高温、高压等危险因素，安全管理是至关重要的。
为了提高锅炉房安全性能，降低事故发生的风险和损失，并且提高运维的效率，引入远程监控系统成为一种不可忽视的选择。
本文将介绍锅炉房安全管理制度与远程监控系统的相关内容，包括制度的目的、内容和执行流程，以及远程监控系统的优势与应用。
二、锅炉房安全管理制度2.1 目的锅炉房安全管理制度的目的是为了规范锅炉房的运行和管理，确保锅炉的安全运行，防止事故的发生，保障生产和工作场所的安全。
2.2 内容2.2.1 制度的适用范围明确锅炉房安全管理制度适用的范围，包括锅炉房的位置、锅炉的类型、管理人员和操作人员的职责等。
2.2.2 管理人员的职责明确锅炉房的管理人员应遵守的规定和职责，包括安全责任制、操作规程的制定和执行、应急处置等。
2.2.3 操作人员的职责明确锅炉房的操作人员应遵守的规定和职责，包括操作规程的执行、设备运行的监控、故障排除和维护等。
2.2.4 设备检查与维护规定锅炉房设备的定期检查和维护要求，包括对锅炉、燃料和附属设备的检查、保养和维修等。
2.2.5 安全培训和考核规定锅炉房操作人员的安全培训和考核要求，确保其具备必要的技术和安全意识。
2.2.6 事故处置与报告规定锅炉房事故的处置流程和报告要求，包括事故发生时的紧急处理措施和事后的事故调查和报告等。
2.3 执行流程1. 制度的制定由相关管理人员制定锅炉房安全管理制度，并经过相关人员讨论和审批。
2. 制度的宣传将锅炉房安全管理制度向锅炉房管理人员和操作人员进行宣传，确保其了解制度的内容和要求。
3. 执行的监督由管理人员对锅炉房的执行情况进行监督和检查，确保制度的有效执行。
4. 事故的处理在发生事故时，按制度规定的流程进行处理，包括及时报告、事故调查和事故处理等。
三、远程监控系统3.1 远程监控系统的概念远程监控系统是通过网络和相关技术手段，实现对锅炉房设备和运行状态进行远程监控和管理的系统。
科技成果——工业锅炉远程集中监控及智能辅助决策云平台技术适用范围带有PLC、DCS等控制系统，支持Modbus协议、具有RS232/485串口的工业锅炉技术原理利用先进的物联网技术、移动互联技术、云计算技术、大数据技术和智能控制技术与热源、热网、热用户高度集成而形成智能云端管控中心，将现场的数据传送到云端的智能分析中心，中心智能分析平台灵活应用大数据软件和资深专家建议库，向用户反馈实时监控、数据分析、优化建议、维修保养、安全报警等信息，提高资源综合利用效率。
工艺流程工业锅炉远程集中监控及智能辅助决策云平台组织架构图该技术是通过现场数据采集器将现场工业锅炉运行的实时数据收集到数据采集服务器，加密后的数据通过无线/有线网络传输到中心的云端服务器的数据存储数据库，分析数据库灵活应用数学模型和专家经验对数据进行加工、汇总、分析、预测，并提出问题诊断和解决方案，实现可监测、可报警、可建议优化和系统全生命周期管理。
关键技术数据采集技术：在自控系统的基础上加装数据采集器，进行数据采集；数据远程传输及接收技术：对数据采集器进行配置，将数据通过有线/无线网络将数据传输到中心服务器的数据接收软件；数据转储技术：通过数据转储软件，将接收到的数据转储到需要的关系型数据库；数据分析技术：结合技术人员的知识、经验，利用实时数据库和关系型数据库，建立数学模型对数据进行加工、汇总、分析、预测；分析采用不同的数学模型对分析结果的影响，结合工业锅炉的运行情况、检测结果、专家分析等条件，确定最适合的数学模型；数据展示技术：工业锅炉运行数据通过WEB端和APP端进行展示，进行数据展示平台研发，实现可监测、可报警、可建议优化和系统全生命周期管理。
典型规模目前该技术能接入5000点的项目，可根据需求扩增。
应用情况至今已在山西、山东、安徽、云南等地连接近20台锅炉。
典型案例（一）项目概况云南达利食品有限公司供汽项目，为居民供汽项目，为云南达利食品有限公司提供生产用汽，锅炉容量为2*20t/h，项目启动时间为2015年12月，至2016年3月，设备运行稳定。
工业锅炉远程监控系统-物联网解决方案
一、政策背景
2019年工信部已印发《“5G+工业互联网”512工程推进方案》，推进“5G+工业互联网”融合发展，实施512工程：
到2022年，打造5个产业公共服务平台，构建创新载体和公共服务能力；
选择10个重点行业，鼓励各地建设“5G+工业互联网”融合应用先导区，加快垂直领域“5G+工业互联网”的先导应用；
打造一批“5G+工业互联网”内网建设改造标杆、样板工程，提炼形成至少20大典型工业应用场景；
培育形成5G与工业互联网融合叠加、互促共进的创新态势，促进制造业数字化、网络化、智能化升级，推动经济高质量发展。
鼓励建设技术测试床，提升垂直领域的5G应用创新能力。
二、行业需求
工业锅炉监控需求：目前全国有几十万的大小锅炉在运行，它们广泛应用在电力生产、宾馆酒店供热、工业园区及商业办公采暖、工业热能动力等行业。
传统的锅炉维护工作主要是由人工来完成，这种方式费时费力且不能及时发现锅炉运行过程中的隐患，往往是在锅炉停止运行或出现故障较长时间后，甚至于在引发锅炉使用事故后运行维护人员才能发现问题。
这将会给锅炉使用方带来轻者造成停工停产，严重的造成生产设备的财产损失或人员伤亡。
三、工业锅炉远程监控系统概述
工业锅炉远程监控系统是运用工业物联网技术，通过数据传输，把锅炉的实时运行信息传送到数据分析中心，通过采集的数据可以实时查看每台锅炉的温度、压力、液位等运行状态，对锅炉进行在线监控，当判断锅炉运行在危险状态时及时报警，提前告知用户锅炉的潜在危险，及时采取必要的操作处理，避免事故发生。
四、锅炉远程监控系统总体设计
1、锅炉远程监控系统组成
锅炉远程监控系统由三部分组成：锅炉设备、工业智能网关、工业云平台。
智能网关和锅炉控制设备（PLC）连接后，再把采集到的实时数据通过4G/WIFE/以太网络传送到工业云平台。
由于无线传输不受距离的限制，多个无线可同时连接到一个监控中心，因此一个监控中心可以检测
多个锅炉设备。
工业云平台主要负责处理每个锅炉发送过来的数据，并在电脑上和手机APP端实时显示。
系统通过远程采集锅炉设备运行数据来实现对设备的远程维护、提前做出故障报警或危险预警、远程诊断分析，并实现设备管理集中化，故障服务响应自动化，维护售后人员调度智能化。
利用工业物联网技术来一方面可以降低锅炉使用方运行维护成本，提升企业管理水平；另一方面可以提高锅炉提供方服务水平，使服务及时有效，降低售后服务成本。
锅炉监控系统平台架构图：
2、锅炉远程监控系统功能
（1）、设备工况实时监控系统平台可以进行实时数据展现，包括额定蒸发量、额定出口蒸汽、压力、额定出口蒸汽温度、给水温度、炉排面积、受热面积、燃煤量、容水量等。
（2）、环境视频监控在锅炉设备现场设置视频监控摄像头，与锅炉物联网平台进行数据联动，实现监控中心对所有联网锅炉现场的实时视频监控。
（3）、统计报表对接入平台的锅炉各项历史运行数据进行统计，并按汇总值自动生成报表，对设备管理提供各种参数依据。
（4）、预警报警管理系统可实时展示锅炉告警信息、查询历史告警信息，并可设置告警消除规则。
（5）、维保管理对所有联网的锅炉设备进行信息管理，实现设备维护全记录。
（6）、人员管理现场操作人员的操作记录管理，培训记录以及现场人员考勤信息全记录。
锅炉监控系统平台监控画面：
3、锅炉远程监控系统平台优势
无缝广泛兼容：凡具有Modbus TCP协议或Modbus RTU 485串口协议的设备，只需简单配置即可接入云平台真正做到即插即用。
安全性：数据采用加密方式进行传送，避免数据被他人获取。
每个用户有着严格权限管理，可避免自己的账号被他人入侵。
稳定性：稳定的硬件设计、分布式服务器，优化的数据库结构，保证你的设备24小时实时在线。
实时故障报警：可设定各监控点的报警限值，当出现被监控点位数据异常时可自动发出报警信号，平台自动将报警信息推送到管理人员的手机APP、短信、微信、或邮件。
多样化展示：用户通过电脑Web网页、手机APP、手机网页远程管理设备。
实时性强：系统无时延，无需轮巡就可以同步接收、处理多个/所有监测点的各种数据。
可很好的满足系统对数据采集和传输实时性的要求。
冗余设计：系统设计时预留有接口，可随时增加减硬软件设备，系统只要做少量的改动即可，可以在很短的时间内完成。
可根据政策和法规的改变随时增加新的内容。
五、锅炉远程监控系统报价表
本公司致力于给客户提供理念先进，技术创新，可靠安全的工业互联网一体化解决方案。
如果您有工厂智能制造改造升级、工业数据采集分析应用、设备远程运维管理等需求欢迎您联系我们，我们会一如继往深入了解客户需求，为您提供各种解决方案。
我们将以先进的技术为客户发展助力，精良的产品为客户创造财富，致力于成为中国工业互联网领域的领军企业。
