基于SLC500的蒸汽鍋爐控制系統(tǒng)

　　1 概述

　　美國(guó)羅克韋爾公司的SLC500系列產(chǎn)品，以其簡(jiǎn)潔、易用、功能強(qiáng)、組態(tài)方便等諸多特點(diǎn)深受自動(dòng)化人的喜愛(ài)。此次公司75t/h鍋爐技術(shù)改造就采用了SLC500系列產(chǎn)品。上位組態(tài)軟件選用了RSView 32，下位編程軟件選用了RSLogix500，通訊軟件選用了RSLinx。

　　2 鍋爐生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)述

　　2.1 燃燒系統(tǒng)：混合煤氣在爐膛內(nèi)燃燒釋放出大量熱量，火焰中心溫度達(dá)。爐膛內(nèi)側(cè)鋪設(shè)有由金屬管道組成的水冷管壁，燃燒放出的熱量主要以熱輻射的形式被水冷壁受熱面強(qiáng)烈吸收。但是由于熱負(fù)荷的限制和爐膛體積的限制，爐膛出口處的煙溫一般仍高達(dá)左右。為了對(duì)這股高溫?zé)煔膺M(jìn)行利用，煙道里還依次裝有過(guò)熱器（分為幾級(jí)）、再熱器、省煤器和空氣預(yù)熱器等受熱面。高溫?zé)煔庖来瘟鬟^(guò)這些受熱面，通過(guò)對(duì)流、輻射等換熱方式向這些受熱面放熱。從空氣預(yù)熱器出來(lái)的排煙溫度一般在 左右。這時(shí)的煙氣已無(wú)法再利用，被送入除塵器進(jìn)行分離，將煙氣攜帶的絕大部分飛灰除掉，再由引風(fēng)機(jī)引入煙囪，最終排入大氣。

　　2.2 汽水系統(tǒng)：鍋爐汽水系統(tǒng)由給水管路、省煤器、汽包、下降 管、水冷壁、過(guò)熱器、再熱蒸汽及主再熱蒸汽管路等組成。主要功能是使水吸熱、蒸發(fā)，最后變成有一定參數(shù)的過(guò)熱蒸汽。從給水管路來(lái)的水經(jīng)過(guò)給水閥進(jìn)入省煤器，加熱到接近飽和溫度，進(jìn)入汽包，經(jīng)過(guò)下降管進(jìn)入水冷壁，吸收蒸發(fā)熱量，在回到汽包。經(jīng)過(guò)汽水分離以后，蒸汽進(jìn)入過(guò)熱器，水在進(jìn)入水冷壁進(jìn)行加熱。進(jìn)入過(guò)熱器的蒸汽吸收熱量，成為具有一定溫度和壓力的過(guò)熱蒸汽，經(jīng)過(guò)主蒸汽管，進(jìn)入汽輪機(jī)高壓缸做功。蒸汽從高壓缸做完工后，經(jīng)再熱蒸汽管冷段，進(jìn)入鍋爐再熱器加熱至額定溫度后，經(jīng)再熱蒸汽熱段，進(jìn)入汽輪機(jī)中缸、低壓缸繼續(xù)做功。

　　3 控制系統(tǒng)組成

　　3.1硬件組成

　　3.2軟件組成：

　　Windows XP +SP3         中文版操作系統(tǒng)

　　RSLogix500 V7.0           梯形邏輯控制程序編輯軟件。

　　RSView 32 V6.3中文版     上位機(jī)組態(tài)軟件

　　RSLinx Classic V2.4.3       通訊軟件

　　3.3網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

　　3.4 鍋爐的主要控制點(diǎn)：

　　鍋爐汽包給水調(diào)節(jié)；

　　減溫水調(diào)節(jié)；

　　煤氣燃燒控制；

　　殘氧分析檢測(cè)；

　　4 調(diào)試經(jīng)驗(yàn)

　　4.1 EDS文件導(dǎo)入。運(yùn)行Rockwell Software-Rlinx-Tools-EDS Hardware Installation Tool進(jìn)行安裝，目的是升級(jí)硬件。就象西門子S7中的GSD文件，用法基本一樣。EDS文件是讓軟件RSLinx識(shí)別硬件，EDS是描述硬件的，它遵循開(kāi)放的規(guī)范。

　　4.2 兩個(gè)重要位地址S:5/0和 S:1/15的使用。當(dāng)浮點(diǎn)數(shù)溢出時(shí)，S:5/0置1，此時(shí)SLC500的CPU會(huì)報(bào)故障。因此，應(yīng)將此地址恒置1，以免CPU停運(yùn)。

　　4.3 關(guān)于RSView無(wú)法安裝的解決辦法是：進(jìn)入電腦屬性中的高級(jí)設(shè)置，選取環(huán)境變量，其中有個(gè)叫path的變量，RSView安裝失敗是因?yàn)樗淖兞恐堤L(zhǎng)了。安裝Rockwell軟件時(shí)，都會(huì)創(chuàng)建好長(zhǎng)的路徑，比如：C:\Program?Files\Rockwell?Software\common等等，路徑總長(zhǎng)度不能超過(guò)254。刪除部分將變量值變短后，RSView即可安裝，刪除之前最好備份一下，刪太多可能會(huì)產(chǎn)生一些問(wèn)題。

　　4.4 RSLogix500中，通過(guò)SCP命令讀取并整定模擬量值。對(duì)于1746-NI8來(lái)說(shuō)，4000---20000對(duì)應(yīng)4---20mA的零點(diǎn)和量程值；對(duì)于1746-NI4來(lái)說(shuō)，3277---16384對(duì)應(yīng)4---20mA的零點(diǎn)和量程值。對(duì)于需要參與PID調(diào)節(jié)的輸入和輸出量來(lái)說(shuō)，均需要整定到0---4095這個(gè)范圍。不同的模擬量輸入模板要想正確使用，必須首先通過(guò)N文件對(duì)硬件進(jìn)行配置。一般來(lái)說(shuō)，1746-NI4對(duì)應(yīng)的N文件值是2565；1746-NI8對(duì)應(yīng)的N文件值是2565；1746-NT4（采集S型熱電偶信號(hào)）對(duì)應(yīng)的N文件值是2645；1746-NT4（采集K型熱電偶信號(hào)）對(duì)應(yīng)的N文件值是2641；1746-NR4（采集Pt100型熱電阻信號(hào)）對(duì)應(yīng)的N文件值是2640。

　　4.5 關(guān)于緩沖區(qū)指令FIFO和LIFO：FIFO（ First In First Out）把字裝入文件并且按照他們被裝入的順序卸出；LIFO（Last In First Out）后入先出正好相反。比較FIFO和BSL兩個(gè)指令，一個(gè)是字，一個(gè)是Bit，實(shí)質(zhì)功能是一樣的）。FFL、FFU： FIFO裝入、FIFO卸出；LFL、LFU： LIFO裝入、LIFO卸出。使用時(shí)必須裝入和卸出配對(duì)使用，梯級(jí)條件由假變真時(shí)執(zhí)行一次，觸發(fā)條件為上升沿，堆棧指針加一。上述指令常用在編寫班報(bào)、日?qǐng)?bào)等報(bào)表程序中。

　　4.6 SLC500的PLC，在機(jī)架上插有模擬量輸入模塊，維護(hù)人員在現(xiàn)場(chǎng)更換儀表時(shí)不小心造成儀表電源線短路，此時(shí)CPU自己停止運(yùn)行，F(xiàn)LT燈紅閃，斷電重啟也不能復(fù)位。在編程軟件中的“Processor Status”里有一個(gè)ERROR選項(xiàng)，點(diǎn)擊“Clear Major Error”，想在線清除PLC內(nèi)部故障，可是程序不能在線，最后把程序重新下載了一遍，故障就自動(dòng)消除。

　　4.7調(diào)試中，用其中一臺(tái)操作站下裝程序后，在線顯示只有一個(gè)主機(jī)架，且只能檢測(cè)到該機(jī)架上前五個(gè)插槽的模板，與實(shí)際硬件配置明顯不符。于是，重新安裝RSLinx V2.43，問(wèn)題沒(méi)有解決。將RSLinx版本升級(jí)到V2.54，故障依舊。然后重新安裝RSLogix500軟件，問(wèn)題也沒(méi)有得到解決。無(wú)可奈何中，只有使用另一臺(tái)操作站對(duì)SLC500重新下裝程序，一次成功。后經(jīng)反復(fù)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，系Windows2000操作系統(tǒng)故障所致。依舊是用原操作站，將Windows2000操作系統(tǒng)覆蓋安裝后，在執(zhí)行程序下載，未再出現(xiàn)異?，F(xiàn)象。

　　5 結(jié)語(yǔ)

　　技術(shù)人員豐富的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)以及SLC500產(chǎn)品良好的品質(zhì)、易用性能，使得整個(gè)工程順利推進(jìn)。我們利用三周時(shí)間，先后完成了舊控制系統(tǒng)拆除，新系統(tǒng)安裝、配線、調(diào)試，投運(yùn)等工作，改造取得圓滿成功。