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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。
基于组态软件和PLC的锅炉水处理自动监控系统1 前言计算机监控系统是采用集中监测、集中控制、集中显示、集中管理、集中保存的系统，融合了较先进的自动化技术、计算机技术、通讯技术、故障诊断技术和软件技术，广泛应用在化工、供暖、机械、供水、水处理等多个领域，在工业生产中发挥越来越显著的作用。
在满足锅炉连续、安全、稳定的前提下，本文介绍了集工业控制计算机、组态软件、PLC（可编程控制器）、变频器于一体的锅炉水处理自动监控系统。
2 监控系统工艺流程锅炉水处理系统的工艺流程简图如图1：根据工艺流程简图，锅炉水处理自动监控系统包括：1、锅炉给水压力的控制，2、除氧水箱水位的控制，3、软水箱水位的控制，4、数据的采集与控制。
2.1锅炉给水压力的控制锅炉给水压力的控制采用水泵变频恒压供水，通过安装在出水管网上的压力变送器，把管网压力信号变成4～20mA的标准信号送入PLC（可编程控制器），PLC通过PID程序运算后，输出转速信号送给变频器，由变频器控制水泵电机的转速，调节水泵的供水量，使供水管网上的压力保持在给定的压力值上。
当用水量超过或少于运行泵的供水量时，通过PLC控制切换进行加泵或减泵，即根据用水量的多少由PLC控制工作泵的数量增减以及变频器对运行泵的转速调节，实现恒压供水的目的。
变频恒压供水原理图如图2：2.2除氧水箱水位的控制除氧水箱水位的控制采用水泵变频与工频供水，通过安装在除氧水箱上的差压变送器，把水箱水位信号转变成4～20mA的标准信号送入PLC，PLC通过PID 程序运算后，得出输出信号给变频器，由变频器控制电机的转速，调节水箱给水量，使除氧水箱的水位保持在给定的水位上。
给除氧水箱供水还包括冷凝水箱水位的控制，当冷凝水箱水位高时，启动冷凝水泵，当冷凝水箱水位低时，停止冷凝水泵，防止冷凝水箱出现溢流现象，减少水源浪费。
根据除氧水箱水位的高低，由PLC控制软水泵和冷凝水泵数量及变频器对软水泵的转速调节，实现恒水位供水。
河南机电高等专科学校自动控制系《组态软件及应用》课程设计报告题目：锅炉温度监控系统设计系部: 自动控制系专业: 电气自动化技术班级: ccc姓名: XXX学号：1XXXX指导老师：xxx成绩：二零一五年十二月二十五日目录前言 (1)第1章设计任务和目的 (2)第2章总体方案设计 (2)第3章硬件和软件 (2)3。
1PC系统 (2)3。
2PLC (2)3.3传感器 (3)3.4液位计、压力计 (3)3.5泵、阀 (3)3.6报警器 (3)3。
7软件 (3)第4章软件锅炉组态界面设计 (4)4.1锅炉的监控界面 (4)4.2组态硬件设备和实时数据库 (4)4.3设计动画连接 (7)4.4设计报警及应答 (7)4。
5PID参数整定 (8)第5章总结 (9)第6章心得体会 (9)参考文献 (10)前言随着我国工业的发展，组态软件是实现人机界面的好途径。
我国有三维力控、组态王、通用组态等。
力控监控组态软件是北京三维力控科技根据当前的自动化技术的发展趋势,总结多年的开发、实践经验和大量的用户需求而设计开发的高端产品，是三维力控全体研发工程师集体智慧的结晶，该产品主要定位于国内高端自动化市场及应用,是企业信息化的有力数据处理平台.锅炉是机电一体化的产品，可将电能直接转化成热能，具有效率高,体积小，无污染,运行安全可靠，供热稳定，自动化程度高的优点，是理想的节能环保的供暖设备。
加上目前人们的环保意识的提高，锅炉越来越受人们的重视，在工业生产和民用生活用水中应用越来越普及.锅炉目前主要用于供暖和提供生活用水。
主要是控制水的温度,保证恒温供水。
力控组态软件在秉承力控早期产品成熟技术的基础上，对历史数据库、人机界面、I/O驱动调度等主要核心部分进行了大幅提升与改进，重新设计了其中的核心构件，力控6.1面向NET 开发技术，开发过程采用了先进软件工程方法:“测试驱动开发”，产品品质将得到充分保证。
与力控早期产品相比，力控6.1产品在数据处理性能、容错能力、界面容器、报表等方面产生了巨大飞跃。
基于力控组态软件的电加热炉温度监控系统Supervisory Control System of Electric Heating Furnace Based onForce control Configuration Software徐春梅杨平彭道刚(上海电力学院信息与控制技术系，上海 200090)摘要：给出了基于力控PCAuto组态软件的电加热炉监控系统的设计与实现。
在该监控系统中，使用研华ADAM4000系列模块实现数据采集与通信，采用抗积分饱和PID控制算法对电加热炉温度进行控制。
实验结果表明，该监控系统达到了预期的要求，并取得了良好的监控效果。
关键词：监控系统组态软件电加热炉Abstract: A supervisory control system of electric heating furnace based on PCAuto configuration software was designed. In this system, ADAM 4000 serial modules were used to realize data collection and communication, and a strategy of a resistance integral saturation PID control was used to control electric heating furnace’s temperature. The result of experimentation demonstrates that this supervisory control system is effective.Keywords: Supervisory control system Configuration software Electric heating furnace0 引言随着工业自动化水平的迅速提高和计算机在工业领域的广泛应用，人们对工业自动化的要求越来越高，种类繁多的控制设备和过程监控装置在工业领域的应用，使得传统的工业控制软件已无法满足用户的各种需求。
西安科技大学综合实验报告学院: 电气与控制工程学院专业名称: 测控技术与仪器设计题目: 锅炉液位仪表控制姓名: 张祥朱凯学号: 0706070127 0706070118指导教师: 王党树、黄梦涛、宋春峰锅炉液位仪表控制一、功能运用厦门宇电808仪表对实验室的温度箱或锅炉液位进行闭环控制，利用力控组态软件设计上位机界面，在界面上要求显示实时历史曲线，以及实测值，给定值，PID参数，并且可以改变给定值和PID参数值。
二、系统组成该系统由：主界面、显示参数、显示曲线（实时和历史曲线）、显示报表和报警记录四个部分组成。
三、系统设计1、主界面的设计○1利用图库和工具箱画出主界面如下图：○2设置IO设备组态：I/O设备智能仪表宇电调节器AI-518/708/808/518P/708P/808P/818P(V7.0/V6.0/V5.0)设备配置：设备名称为m○3设置数据库组态如下图：模拟I/O点控制点○4表达式设置圆形报警器：上限报警：high.PV 为假时：绿色为真时：红色下限报警：low.PV 为假时：绿色为真时：红色液位变化指示仪表：PV.PV数据显示仪表：给定值：SV.PV测量值：PV.PV阀门：RUN.PV泵：CTRL.PV○5动画连接设置高位圆角矩形/颜色相关动作/百分比填充/垂直/表达式：HTAL.PV低位圆角矩形/颜色相关动作/百分比填充/垂直/表达式：LOAL.PV锅炉圆角矩形/颜色相关动作/百分比填充/垂直/表达式：PV.PV##.#（锅炉）/数值输入显示/数值输出/模拟/表达式：MV.PV##.#（上限报警）/数值输入显示/数值输入/模拟/变量选择HTAL.PV##.#（下限报警）/数值输入显示/数值输入/模拟/变量选择LOAL.PV显示参数/触敏动作/窗口显示/显示参数（先新建显示参数窗口）实时和历史曲线/触敏动作/窗口显示/显示曲线（先新建显示曲线窗口）显示报表/触敏动作/窗口显示/专家报表（先新建专家报表窗口）报警记录/触敏动作/窗口显示/报警记录（先新建报警记录窗口）2、显示参数窗口的设计○1利用图库和工具箱画出显示参数窗口如下图：○2动画连接设置##.#（M5保持参数）/数值输入显示/数值输入/模拟/变量选择M5.PV##.#（P速率参数）/数值输入显示/数值输入/模拟/变量选择P.PV##.#（T滞后时间）/数值输入显示/数值输入/模拟/变量选择T.PV##.#（PV测量值）/数值输入显示/数值输入/模拟/变量选择PV.PV##.#（MV输出值）/数值输入显示/数值输入/模拟/变量选择MV.PV##.#（SV给定值）/数值输入显示/数值输入/模拟/变量选择SV.PV##.#（HTAL上限报警）/数值输入显示/数值输入/模拟/变量选择HTAL.PV ##.#（LOAL下限报警）/数值输入显示/数值输入/模拟/变量选择LOAL.PV ##.#（OPL输出方式）/数值输入显示/数值输入/模拟/变量选择OPL.PV ##.#（CTRL控制方式）/数值输入显示/数值输入/模拟/变量选择CTRL.PV ##.#（CTL控制周期）/数值输入显示/数值输入/模拟/变量选择CTI.PV ##.#（STEP程序段）/数值输入显示/数值输入/模拟/变量选择STEP.PV ##.#（CF功能选择）/数值输入显示/数值输入/模拟/变量选择CF.PV##.#（RUN运行参数）/数值输入显示/数值输入/模拟/变量选择RUN.PV ##.#（LOC参数修改）/数值输入显示/数值输入/模拟/变量选择LOC.PV ##.#（CO1）/数值输入显示/数值输入/模拟/变量选择CO1.PV退出/触敏动作/窗口显示/主界面3、显示曲线窗口的设计○1利用图库和工具箱画出显示曲线窗口如下图：○2动画连接设置退出/触敏动作/窗口显示/主界面查询/左键动作/按下鼠标（程序如下）#SuperCurve2.SetCurveBeginTime(0,#DateTime8.Year,#DateTime8.Month,#Da teTime8.Day,#DateTime8.Hour,#DateTime8.Minute,#DateTime8.Second);#SuperCurve2.SetCurveTimeLen(0,#TimeSpan9.Value,#TimeSpan9.Type);#SuperCurve2.SetCurveTimeAdd(0,#TimeSpan10.Value,#TimeSpan10.Type);4、报警记录窗口的设计○1利用图库和工具箱画出报警记录窗口如下图：○2动画连接设置退出/触敏动作/窗口显示/主界面5、专家报表窗口的设计○1利用图库和工具箱画出专家报表窗口如下图：○2动画连接设置导出/左键动作/按下鼠标（程序如下）#Report.ExportExcelFile(-1,1,"");打印/左键动作/按下鼠标（程序如下）#Report.PrintSheet(-1,1)查询/左键动作/按下鼠标（程序如下）#Report.SetTimePar(-1);退出/触敏动作/窗口显示/主界面四、设计体会（一）经过一周的力控监控组态综合实验，使我对力控监控组态软件有了更进一步的认识和更深入的了解。
电控学院基于力控组态软件的锅炉监控系统设计院（系）：电气与控制工程学院专业班级：10级测控1班姓名：张坡坡学号：10060701272013年4月29日目录1.力控组态软件PCAuto (3)1.1软件的认识 (3)1.2软件的使用 (3)2.系统功能概述 (3)3.系统设计 (4)3.1设计思想 (4)3.2软件组态设计 (4)3.3系统功能实现的脚本程序 (11)4.设计心得体会 (12)1.力控组态软件PCAuto1.1软件的认识力控监控组态软件PCAuto是对现场生产数据进行采集与过程控制的专用软件，是在自动控制系统监控层一级的软件平台，它能同时和国内外各种工业控制厂家的设备进行网络通讯，它可以与高可靠的工控计算机和网络系统结合，便可以达到集中管理和监控的目的，同时还可以方便地向控制层和管理层提供软、硬件的全部接口，来实现与“第三方”的软、硬件系统进行集成。
力控监控组态软件PCAuto最大的特点是能以灵活多样的“组态方式”进行系统集成，它提供了良好的用户开发界面和简捷的工程实践方法，用户只要将其预设置的各种软件模块进行简单的“组态”，便可以非常容易地实现和完成监控层的各项功能，缩短了自动化工程师的系统集成的时间，大大地提高了集成效率。
力控的应用范围广泛、可用于开发石油、化工、半导体、汽车、电力、机械、冶金、交通楼宇自动化、食品、医药、环保等多个行业和领域的工业自动化、过程控制、管理监测、工业现场监测、远程监测/远程诊断、企业管理/资源计划等系统。
PCAuto组态软件具有功能强大的图形开发环境Draw，采用面向对象的图形技术，创建动画式人-机界面系统及高可靠性快速的图形界面运行系统View，用来运行Draw创建图形窗口。
先进的分布式实时数据库DB是整个应用系统的核心模块，负责整个力控应用系统的实时数据处理、历史数据存储、统计数据处理、报警信息处理、数据服务请求处理及完成与过程的双向通信。
1.2软件的使用在组态软件中填写一些事先设计的表格，再利用图形功能把被控对象(温度计、压力计、锅炉、趋势曲线、报表、温控曲线等)形象的画出来，通过内部数据连接把被控对象的属性与I/O设备的实时数据进行逻辑连接。
东华理工大学长江学院文献综述论文题目：基于组态软件和PLC技术的锅炉燃烧的过程控制：学号：班级：年级：2011级专业：自动化系：机械与电子工程学院指导教师：完成时间：2015年6月1日文献综述—基于组态软件和PLC的锅炉燃烧的过程控制前言随着改革开放的进程，中国工业技术的快速发展，中国的工业技术已达到国际先进水平，工业领域中的控制系统更是中国工业发展的重中之重，随着生产技术水平的迅速提高与生产规模的持续扩大，对过程控制系统的要求越来越高，促使过程控制理论的研究不断发展。
现代控制系统技术在提高经济效益和劳动生产率，改善劳动条件，保护生态环境等方面发挥着越来越大的作用。
而锅炉燃烧的控制系统是在工业生产中占有绝对地位，因此锅炉燃烧空燃比控制的技术关系着工业技术的提高和生产效率的改进。
工业控制系统不断改进，可编程控制器（Programmable Logic Controller）简称PLC，是以微处理器为核心的工业自动控制通用装置。
它具有控制功能强，可靠性高，使用灵活方便，，易于扩展，通用性强等一系列优点，不仅可以取代继电器控制系统，还可以进行复杂的生产过程控制和应用于工厂自动化网络，被誉为现代工业生产自动化的三大支柱之一。
本次研究主要以锅炉为被控对象，以锅炉燃烧空燃比为主被控参数，以锅炉蒸汽压力为副被控参数，以PLC为控制器，构成锅炉燃烧的串级比值控制系统；采用PID算法，运用PLC梯形图编程语言进行编程，实现锅炉燃烧的自动控制。
是工业锅炉燃烧控制系统更加稳定，使控制系统更加准确。
是该系统更能在工业生产上更好的发挥准确的控制作用，从而提高工业生产的效率，推动工业生产的发展进程。
一基于PLC锅炉燃烧控制的发展背景和应用我们知道，锅炉燃烧的空燃比是工业生产中最常见和最重要的控制参数之一。
无论是科学实验，还是工业生产，任何物理和化学反应都与温度有十分密切的关系。
特别是食品，冶金，化工等领域，控制温度是整个工业流程的关键步骤。
基于组态软件和PLC的锅炉水处理自动监控系统鞍山市热力设计研究院郭轶1 引言计算机监控系统是采用集中监测、集中控制、集中显示、集中管理、集中保存的系统，融合了较先进的自动化技术、计算机技术、通讯技术、故障诊断技术和软件技术，广泛应用在化工、供暖、机械、供水、水处理等多个领域，在工业生产中发挥越来越显著的作用。
在满足锅炉连续、安全、稳定的前提下，本文介绍了集工业控制计算机、组态软件、PLC（可编程控制器）、变频器于一体的锅炉水处理自动监控系统。
2 监控系统工艺流程根据工艺流程简图，锅炉水处理自动监控系统包括：1、锅炉给水压力的控制2、除氧水箱水位的控制3、软水箱水位的控制4、数据的采集与控制锅炉水处理系统的工艺流程简图如图1：2.1锅炉给水压力的控制锅炉给水压力的控制采用水泵变频恒压供水，通过安装在出水管网上的压力变送器，把管网压力信号变成4～20mA的标准信号送入PLC（可编程控制器），PLC通过PID程序运算后，输出转速信号送给变频器，由变频器控制水泵电机的转速，调节水泵的供水量，使供水管网上的压力保持在给定的压力值上。
当用水量超过或少于运行泵的供水量时，通过PLC控制切换进行加泵或减泵，即根据用水量的多少由PLC控制工作泵的数量增减以及变频器对运行泵的转速调节，实现恒压供水的目的。
变频恒压供水原理图如图2:2.2除氧水箱水位的控制除氧水箱水位的控制采用水泵变频与工频供水，通过安装在除氧水箱上的差压变送器，把水箱水位信号转变成4～20mA的标准信号送入PLC，PLC通过PID程序运算后，得出输出信号给变频器，由变频器控制电机的转速，调节水箱给水量，使除氧水箱的水位保持在给定的水位上。
给除氧水箱供水还包括冷凝水箱水位的控制，当冷凝水箱水位高时，启动冷凝水泵，当冷凝水箱水位低时，停止冷凝水泵，防止冷凝水箱出现溢流现象，减少水源浪费。
根据除氧水箱水位的高低，由PLC控制软水泵和冷凝水泵数量及变频器对软水泵的转速调节，实现恒水位供水。
基于力控组态软件的锅炉监控系统专业名称班级学号学生姓名指导教师设计时间《自动控制系统》课程设计任务书专业：自动化班级：姓名：设计题目：基于力控组态软件的锅炉监控系统设计一、设计实验条件地点：自动化系实验室实验设备：PC机二、设计任务1、根据题目要求进行资料收集及监控方案的设计；2、利用力控组态软件，完成控制系统软件组态，包括：建立实时数据库；绘制控制主界面，包括：数据采集、显示（界面动画等）、报警组态、数据保存、历史数据查询、报表打印等功能。
三、设计说明书的内容1、设计题目与设计任务（设计任务书）2、前言（绪论）(设计的目的、意义等)3、主体设计部分4、参考文献5、结束语四、设计时间与设计时间安排1、设计时间：2周2、设计时间安排：熟悉实验设备、实验、收集资料：2天设计计算、绘制技术图纸：9天编写课程设计说明书：2天答辩：1天前言随着工业自动化水平的迅速提高和计算机在工业领域的广泛应用，人们对工业自动化的要求越来越高，种类多的控制设备和过程监控装置在工业领域的应用，使得传统的工业控制软件已无法满足用户的各种要求。
通用工业自动化组态软件的出现未解决上述实际工程问题提供了一种崭新的方法，因为它能够很好的解决传统工业控制软件存在的种种问题，使用户能根据自己的控制对象和控制目的任意组态，完成最终的自动化控制工程。
目前世界上组态软件品种繁多，国外产品有美国Wonderware公司的InTouch、美国Intellution公司的iFIX等，国内产品有三维力控、组态王、MCGS等。
一般的组态软件都由下列组件构成：图形界面系统、实时数据库系统、第三方程序接口组件、控制功能组件力控组态软件主要解决的问题：如何与采样、控制设备间进行数据交换；使来自设备的数据与计算机图形画面上的各元素关联起来；处理数据报警及系统报警；存储历史数据并支持历史数据查询；各类报表的生成和打印输出；为使用者提供灵活、多变的组态工具，可以适应不同应用领域的需求；最终生成的应用系统运行稳定可靠；具有与第三方程序的接口，方便数据共享。
本文以锅炉对象为例，利用三维力控PCAuto组态软件开发了一个小型的监控系统。
1.力控PCAuto组态软件1.1软件的认识力控PCAuto组态软件是对现场生产数据进行采集和过程控制的专用软件，最大的特点是能以灵活多样的“组态方式”进行系统集成，它提供了良好的用户开发界面和间接的工程实践方法，用户只要将其预设置的各种软件模块进行简单的组态，便可以非常容易地实现和完成监控层的各项功能。
PCAuto组态软件具有功能强大的图形开发环境Draw，采用面向对象的图形技术，创建动画式人机界面系统及高可靠性快速的图形界面运行系统View，用来运行Draw创建图形窗口。
先进的分布式实时数据库DB是整个应用系统的核心模块，负责整个力控应用系统的实时数据处理、历史数据存储、统计数据处理、报警信息处理、数据服务请求处理及完成与过程的双向通信。
1.2软件的使用在组态软件中填写一些事先设计的表格，再利用图形功能把被控对象(温度计、压力计、锅炉、趋势曲线、报表、温控曲线等)形象的画出来，通过内部数据连接把被控对象的属性与I/O设备的实时数据进行逻辑连接。
当由组态软件生成的应用系统投入运行后，与被控对象相连的I/O设备数据发生变化会直接带动被控对象的属性变化。
2．系统功能概述基于力控组态软件的锅炉监控系统的设计主要是充分利用软件的优势，通过对锅炉系统中的三个主要参数进行控制，即锅炉水位、炉膛压力、锅炉内温度。
具体的控制原则为：当锅炉水位，“level”的值低于10或高于90时，系统要产生报警；炉膛压力，“press”的值高于950时，系统也会报警；锅炉内温度，“temp”的值高于95时，系统也要求产生报警信息。
其中锅炉水位由仿真PLC的增量寄存器控制，由于无法正确建立锅炉水位、炉膛压力、锅炉内温度三者之间的函数关系，在设计时炉膛压力、炉内温度则由随即量寄存器模拟控制。
系统的启停则由仿真PLC的状态寄存器，及点“run”进行控制。
系统报警时，报警灯会亮。
温度过高时，加热设备停止加热。
是否加热有动画连接实现，加热时亮，否则不亮。
3．系统设计3.1设计思想锅炉设备是一个复杂的控制对象，主要的输入变量是负荷、锅炉给水、燃料量、减温水、送风和引风等；主要的输出变量是汽包水位、蒸汽压力、炉膛负压、过剩空气等。
因输入变量与输出变量互相关联，如果蒸汽负荷发生变化，必将会引起汽包水位、蒸汽压力和过热蒸汽温度的变化，因此锅炉是一个多输入、多输出且相互关联的控制对象。
锅炉对象简图，如图1所示。
由于条件限制及能力有限本控制系统将主要控制三个变量：锅炉水位、炉内温度、炉膛压力。
在本控制系统的图形界面上具备报警通知及确认、报表组态及打印、历史数据查询与显示等功能。
各种报警、报表、趋势都是动画连接的对象，其数据原都可以通过组态来指定。
每个画面的内容可以根据实际情况灵活设计。
图1 锅炉对象简图3.2软件设计3.2.1软件组态基于力控PCAuto组态软件的设计与实现主要包括以下几个步骤：画面创建、动画连接、I/O设备设置、创建实时数据库、数据连接。
①画面创建根据本系统的特点，设计了锅炉监控系统主界面，数据的采集、保存及查询界面，报警信息，温控曲线四个界面。
主界面如图2所示，主要包括了系统开关，锅炉精灵，压力、温度的精灵，报警灯，加热设备和一些控制阀门。
图2 锅炉监控系统主界面数据的采集、保存及查询界面如图3所示，说明了系统的实时数据信息，及相关历史数据的查询。
主要包含趋势曲线和历史报表。
“历史报表”工具可以方便的实现报表打印功能。
图3 数据的采集、保存及查询界面报警信息界面如图4所示，由报警组态及相关报警设置来完成系统的报警任务。
图5为温控曲线界面，主要有温控曲线组件完成，便于更好的实现锅炉内温度的控制与观测。
图4 报警信息界面图5 温控曲线界面②动画连接动画连接是指画面中图形对象与变量或表达式的对应关系。
建立了连接后，在监控系统运行时，根据变量或表达式的数据变化，图形对象改变颜色，大小等外观，文本会进行动态刷新。
这样就将现场真实的数据放映到计算机的监控画面中，从而达到监控的目的。
此控制系统中分别对开关精灵、报警灯、加热设备进行了相关的动画连接。
从而可以动态的实现系统的良好控制。
具体实现方法如图6所示。
图6 报警灯的相关动画连接③I/O设备设置及管理I/O设备设置是指对包括应用程序的“软件设备”和现场数据采集交换的硬件设备在内的广义上I/O设备驱动程序进行配置，使其与组态软件建立通信，构成一个完成的系统。
在被监控系统中，分别对锅炉的液位“level”，入口泵“in_value”，出口阀门“out_value”，进行了定义，地址的分配，通信方式的选定等操作。
在监控系统中建立的仿真PLC，其实现方法如图7所示。
图7 仿真PLC的建立配置I/O设备的过程在图形开发环境Draw的导航器中进行，按照设备安装对话框的提示就可以完成I/O设备的配置工作。
I/O设备配置完成后，在导航器中将列出I/O设备的设备名称，同时生成的设备名称即可用于数据连接过程。
在系统运行时，力控通过内部管理程序自动启动相应的I/O驱动程序，I/O驱动程序负责与I/O设备的实时数据交换。
④创建实时数据库实时数据库(DB)是整个监控系统的核心。
它负责整个系统的实时数据处理和历史数据的存储、统计数据处理、报警信息处理、数据服务请求处理，完成与过程数据采集的双向数据通信。
在本系统中，经过创建点参数、定义I/O设备、数据连接等几个步骤便可以完成数据库的创建。
系统中采用的I/O设备的数据采集与回送是实时数据库的一个最基本的功能。
因为实时数据库系统应用所面向的监控对象最终还是要落实到具体的硬件设备。
力控数据支持的I/O设备包括DCS、可编程控制器(PLC)、智能模块、板卡、智能仪表、控制器、变频器等。
数据库与I/O 设备之间的数据交换方式也相应的有很多种。
本系统实时数据库的建立过程如下所示：图8 相关点参数的设置3.2.2系统功能的定位与拓展(仅对此监控系统进行深入的理论研究)PLC控制算法设计(本系统尚未实现此功能)由于锅炉控制系统是多输入、多输出且相互关联的复杂系统，为了实现更好的实时控制采用适当的控制算法是必要的。
PID控制作为一种应用广泛的工业过程控制策略之一，设计算法和控制结构简单，易于参数调整。
为了避免积分饱和而导致执行机构达到极限位置，采用抗积分饱和PID控制算法。
思路是：在计算PID 控制器输出u(k)时，首先判断上一采样时刻的控制量u(k-1)是否已超出限制范围，如超出限制范围，则累积负误差；否则只累积正误差。
避免控制量长时间停留在饱和区。
控制算法可以通过力控控制策略生成器现有的模块实现(需要添加控制组件)，也可以通过在“应用程序动作”里编写相应功能程序实现。
控制策略由一些基本功能块组成，一个功能块代表一种操作、算法或变量。
力控的控制策略是在控制策略生成器StrategyBuilder中编辑生成。
一个功能块的输出可以输出到多个基本功能块的输入上，一个功能块的输入只能来自一个输出。
策略编辑器生成控制策略的基本步骤：①根据生产控制要求编写控制图；②根据生产过程的控制要求配置I/O设备；③根据逻辑图创建策略及子策略，建立I/O通道与基本功能块的连接；④对创建的控制策略进行编译和排错；⑤利用控制策略编辑器的各种调试工具对编辑的策略先进行分段离线调试，再进行总调试，最后进行在线调试；⑥如果控制策略在本地运行，则将经过调试的策略投入运行，如果策略在目标设备上运行，则将策略下装到目标机中投入运行。
3.3系统功能实现的脚本程序图9 脚本程序3.4 系统相关功能连接与实现3.4.1查询历史报表要连续查询历史报表的数据，需要给报表加入按钮控制对象，给按钮赋予相应动作。
其实现步骤与方法：同时选中所需按钮和历史报表，用工具箱中“打成单元”工具，将按钮和历史报表打成单元；双击按钮出现动画连接对话框，选中“触敏动作/一般动作”，在弹出的脚本编辑器中输入脚本程序，点击“确认”和“返回”按钮。
按钮功能与其相应的脚本程序：“前一天”“This.Off_Day=This.Off_Day+1”“后8小时”“This.Off_Hour=This.Off_Hour-8”3.4.2 报表打印手动打印：单击按钮来打印报表；按钮的动作定义：“触敏动作/一般动作”，在“按下鼠标”事件脚本中加入，PRINT(“Reporti.DRW”)；完成打印窗口Report1及报表的功能。
自动打印报表：激活Draw菜单命令“特殊功能/定义动作/数据改变动作”，进入脚本编辑对话框，在“变量名”内键入系统变量“$Hour”；在编辑器内键入脚本：IF($Hour==6)&&($Minute==0)&&($Second<=5) THENPRINT(“Reporti.DRW”)；ENDIF；实现每天6点时，自动打印窗口Report1及报表，考虑到时间的误差，保留了5s 的延迟时间，而且打印操作不会在5s内完成，不会出现重复打印的现象。
