KingSCADA在锅炉补给水处理系统中的应用

吕绪浩

摘 要：针对锅炉补给水处理系统的自动化发展趋势，本文基于KingSCADA组态软件开发出一套界面友好的锅炉补给水处理监控系统软件。该软件不仅能以逼真的动画模拟现场设备运行状态，而且对于所监控系统的关键工艺数据提供实时显示及上下限声光报警功能，最大限度地保证系统的安全和可靠运行。操作员可通过鼠标、键盘等设备的操作完成设备控制，画面切换、数据存储、统计查询和报表打印等各种操作。

关键词：锅炉补给水 组态软件 KingSCADA

中图分类号：TK223.5 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）03（c）-0118-02

在发电厂的生产过程中，水是传递能量和冷却的主要介质，由于设备和管道系统水的排放、蒸发和泄露，会造成水的损失。为了保持平衡，必须向锅炉中补给所需的水量。未经处理的天然水易造成设备结垢，腐蚀和积盐等危害，因此锅炉补给水质量的优劣直接影响电厂机组的安全及经济运行[1]。整个水处理系统工艺复杂，设备数量多、操作步骤繁琐且多是阀门操作。随着电厂自动化水平的不断提高，人们越来越关注用计算机技术对锅炉补给水处理实施数据采集和控制，对监控软件也提出了更高的要求[2]。King SCADA组态软件[3]作为一种新兴的工业监控软件开发平台，本系统结合某厂实际，设计了一套基于KingSCADA和PLC的锅炉补给水处理系统。

1 工艺概况

锅炉补给水处理系统实现的功能为：对原水进行净化过滤，除去其中钙盐、镁盐、钠盐等杂质离子，防止锅炉结垢、腐蚀，保证锅炉工况和品质的良好。锅炉补给水处理工艺流程如图1所示。

经过初步处理的水，先是进入高效纤维过滤器进行处理，滤除了水中大部分的悬浮物。随后进入双室双流活性碳过滤器进一步预处理，除掉了水中不利的有机物。而后进入一级除盐设备，首先水进入阳离子交换器，将水质软化，由于从阳离子交换器处理的水呈酸性，此时CO2几乎全部以气体存在，需要进入除CO2器除去CO2，从除CO2器出来的水流入阴离子交换器，除掉水中CL-、SO42-、HCO3-等杂质阴离子，最终水进入混合离子交换器，在混床中深度除盐，形成满足各个厂房需要的用水[4]。

2 控制系统设备

2.1 硬件设备

（1）采用OMRON的CPM1A作为可编程的控制器。该控制器为OMRON可编程控制器的小型中低端产品，工作可靠，符合工程技术要求。

（2）现场检测设备设置了压力、流量、液位、酸（碱）度、PH值和电导率等变送器，将现场信号连接到DI器件。

2.2 软件设备

（1）CX-P是用于OMRON可编程序控制器的标准组态工具，采用此编程工具可为用户完成底层控制程序的编写以及实现自动化控制的其他工具。

（2）上位机采用亚控公司的KingSCADA软件，使系统配置组态、控制点组态、工艺过程组态、报警报表和趋势曲线等软件设计实现模块化。

3 人机界面设计

本系统的主要功能是监控，这也是整个自动化控制系统与工作人员信息交流的接口。监控界面是实现监控功能的主要方式，KingSCADA为用户提供了丰富的图形编辑和程序脚本功能，这样方便我们为该系统构造人性化的人机界面，并实现工艺控制、报警、报表、趋势曲线及用户管理等功能。

3.1 工艺画面设计

锅炉补给水处理系统设备较多，工艺流程复杂，为此，对应六大工艺环节分别设计对应的工艺画面，分别为：高效纤维过滤器、活性碳过滤器，阳离子交换器，除CO2器，阴离子交换器，混合离子交换器。此外设计了工艺总画面，包含六大环节的缩略图，方便用户的全面监控。此处分别以高效纤维过滤器说明其设计原理。

高效纤维过滤器画面设计如图2所示，相关操作为如下。

（1）过滤器工艺操作分为：运行、反冲洗、正洗以及气水混合反冲洗，操作方式有“自动”和“手动”两种方式，点击画面工作区的“自动”“手动”键，选择相应的操作方式。选择“手动”，人工监控各功能阀的启停；选择“自动”，利用时间或设定值确定其功能阀之间的互动。

（2）工序：运行时，首先打开排气阀，然后打开进水阀，当见到排气口液流时，立即排气阀，开启出水阀。反洗时，打开反洗进水阀、反洗排水阀，水从滤芯内往外冲洗附在滤芯壁上的滤渣从反洗排水口排出，待水澄清为止。然后关闭反洗进水阀、反洗排水阀，打开正洗进水阀、正洗排水阀进行正洗，并进行取样检验，如符合过滤要求时，则关闭正洗进水阀、正洗排水阀，开启出水阀转入正常运行。另各阀门和操作说明可点击画面“阀门说明”和“操作说明”键显示。

3.2 报警、报表和曲线画面

数据记录是工业监控系统的一个重要组成部分。本作品提供了报警、报表（如图3）和趋势曲线三种形式，记录设备的液位，阀门状态以及水质等数据，并且具有按日期查询、保存和打印的功能。通过数据记录，用户可以直观地了解系统的运行工况，最大程度地保证系统的安全经济运行，同时这些数据为管理决策层指导生产提供了可靠的决策依据。

4 结语

使用KingSCADA工控组态软件来开发锅炉补给水处理上位监控系统，不仅传送的现场监控数据准确、直观、可靠，而且提供了友好、丰富的人机界面，灵活有效的报警方式以及强大的报表统计和趋势分析功能，使得操作人员可以简单直观地进行全程实时监控操作和管理，保障锅炉补给水处理的质量，确保电厂锅炉优质，安全，可靠、经济地运行。

参考文献

[1] 朱明瑞，沈伟.可编程逻辑控制器在污水处理厂中的应用[J].净水技术，2010， 29（5）：80-83.

[2] 邹超群，廖庆华，陈水仙.基于Fix和PLC的SCADA系统在火电厂水处理控制系统中的应用[J].计算机测量与控制，2003（1）：48-50

[3] 杨丽敏.大型污水处理厂SCADA系统解决方案[J].中国建设信息：水工业市场，2010（7）：66-69.

[4] 于连国，李珍芳，洪波等.PLC在锅炉化学补给水处理自动控制系统中的应用[J].自动化仪表，2005，26（6）：51-53.

[5] 亚控科技官方网站：http：//www.kingview.com/.endprint