鍋爐在線測控系統(tǒng)設計與實現(xiàn)

許小剛，來繼敏

（1．華北電力大學 能源動力與機械工程學院，河北 保定 071000；2．河北軟件職業(yè)技術學院 軟件工程系，河北 保定 071000）

0 引言

在工業(yè)生產(chǎn)中，鍋爐被廣泛使用，由于鍋爐有著高溫、過程復雜以及壓力大等特點，并存在較大的危險性，容易發(fā)生事故，因此對鍋爐運行進行安全巡檢和自動控制是非常必要的。切實安排安全附件及檢修材料的生產(chǎn)和供應，嚴格執(zhí)行司爐人員的訓練、考試等管理制度，是鍋爐安全運行的保障條件。但通常情況下，由于目前鍋爐運行狀況主要是依靠操作人員巡檢、登記運行數(shù)據(jù)來進行監(jiān)管，存在占用大量的人力資源、手工填寫記錄客觀性差、巡檢周期間隔較長等問題，為了更準確地反映鍋爐的實際運行情況，降低事故（故障）分析成本，提高檢測水平和準確度，保障鍋爐安全運行和操控，特進行了鍋爐在線測控系統(tǒng)建設。

1 系統(tǒng)建設方案

本文以某企業(yè)為例，該企業(yè)有導熱介質油鍋爐3臺，蒸汽鍋爐2臺，進行現(xiàn)場分析后，我們提出了系統(tǒng)建設方案，如圖1所示。

該方案以工控機為核心，通過數(shù)據(jù)采集卡數(shù)據(jù)輸入口采集鍋爐的溫度、壓力、流量信息，通過數(shù)據(jù)采集卡數(shù)據(jù)輸出口控制電磁閥對鍋爐運行狀況進行控制。控制柜中有聲光報警器，在系統(tǒng)超出運行設定狀態(tài)后，會進行報警提示。

2 具體功能描述

系統(tǒng)軟件功能如圖2所示。

（1）操作員管理：對系統(tǒng)登錄人員進行設定，只有具備權限的人員才能登錄系統(tǒng)對數(shù)據(jù)進行查詢并劃分權限。

（2）系統(tǒng)管理：對系統(tǒng)整體性能進行設定，包括數(shù)據(jù)采集時間間隔設定和對數(shù)據(jù)備份進行設定。

（3）在線自動監(jiān)測：根據(jù)設定時間間隔，對采集點數(shù)據(jù)自動采集并以仿真圖形方式動態(tài)顯示到屏幕上，方便工作人員進行觀測。

（4）采集點管理：對采集點進行添加，并設定采集端口，對采集點上下限、報警值進行設定，比如采集點采集液位值，設定上限5m，下限0m，上限報警值為3．5m，下限報警值為2．5m。系統(tǒng)根據(jù)設定自動獲取當前值并進行處理。

（5）運行控制：自動對設定值進行控制，可以自動控制鍋爐運行情況（根據(jù)設定值自動啟動、停車、大火、小火控制），并具有手動按鍵，操作員可以通過此按鈕進行手動控制。

（6）自動報警：通過系統(tǒng)管理部分的數(shù)據(jù)設定，自動對設備運行情況進行檢查，超過限定數(shù)值后，進行報警（控制柜蜂鳴器報警），并在顯示屏上進行詳細文字提示，以供操作人員及時處理。

（7）統(tǒng)計打?。焊鶕?jù)日常巡檢工作，提供日報、周報、月報、季報等詳細打印功能，并對監(jiān)測數(shù)據(jù)進行匯總打印。

圖1 某企業(yè)鍋爐在線監(jiān)測方案拓撲圖

圖2 系統(tǒng)功能框圖

（8）歷史數(shù)據(jù)查詢：通過時間間隔、日期、監(jiān)測點、鍋爐編號、數(shù)據(jù)峰值等條件進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計，并以曲線形式顯示歷史運行情況。

（9）能耗、安全分析：可以對現(xiàn)場電力、燃氣、水的數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計，并結合生產(chǎn)情況進行數(shù)據(jù)分析，實現(xiàn)節(jié)能降耗的效果。

3 系統(tǒng)實現(xiàn)及運行效果

經(jīng)過以上系統(tǒng)設計，在實際開發(fā)過程中，采用微軟公司.NET技術平臺下的C#軟件開發(fā)語言，后臺數(shù)據(jù)采用SQL Server2005，通過現(xiàn)場實際應用后，效果如下：

（1）基于計算機技術的實時數(shù)據(jù)檢測。能對現(xiàn)場天然氣、水、油的流量進行瞬時監(jiān)測，通過信號自動傳輸?shù)街骺貦C屏幕上；能對現(xiàn)場壓力、液位、溫度進行數(shù)據(jù)自動采集，并通過鍋爐圖形的方式進行實時顯示。

（2）便于遠程實時控制。通過點擊計算機界面按鈕對不同鍋爐的開啟和關閉進行控制，并可以進行大火小火的轉換。

（3）方便快捷的歷史數(shù)據(jù)的查詢和分析。通過時間段、鍋爐編號等參數(shù)，可以對1年以內(nèi)的現(xiàn)場運行數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計和分析，并對天然氣、水、電、油等多種生產(chǎn)資料數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析。

（4）提高決策的科學性，減少盲目性和不確定性。建立現(xiàn)代化的企業(yè)生產(chǎn)信息管理系統(tǒng)，能夠及時掌握實時數(shù)據(jù)，為企業(yè)安全生產(chǎn)及科學管理提供有效數(shù)據(jù)支持。

（5）降低成本，提高工作效率。通過建設該系統(tǒng)，可以節(jié)約人力成本。經(jīng)過初步測算，該系統(tǒng)運行后可以減少巡查工作人員6名，每年節(jié)約資金20余萬元。在節(jié)約成本的同時，可以大大提高工作效率和數(shù)據(jù)監(jiān)控的準確度和頻度。通常情況下，通過人力進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計的準確度低，時間間隔長（每隔30分鐘巡查一次，巡查間隙對數(shù)據(jù)的監(jiān)控缺失），因而存在一定的安全隱患。但通過建設該系統(tǒng)，可以達到對數(shù)據(jù)實時監(jiān)控和保存的目的，并記錄長達數(shù)年的數(shù)據(jù)。該系統(tǒng)在某工業(yè)現(xiàn)場運行近一年，運行狀況良好，對企業(yè)安全生產(chǎn)及現(xiàn)場監(jiān)控起到良好作用。

4 小結

鍋爐作為工業(yè)生產(chǎn)和人類生活的熱能、動力之源，在國民經(jīng)濟中占有重要地位，被稱為工業(yè)的心臟。鍋爐在使用過程中必須保證安全、穩(wěn)定，否則一旦發(fā)生故障，就可能造成不可挽回的安全事故和經(jīng)濟損失。因此，對鍋爐運行狀況進行實時監(jiān)測具有非常重要的意義。本系統(tǒng)通過計算機技術實現(xiàn)對鍋爐運行情況的實時監(jiān)測并提供數(shù)據(jù)分析功能，在實際運行過程中取得了良好效果，為現(xiàn)場數(shù)據(jù)監(jiān)測和分析提供了保障。

［1］燕德全．鍋爐安全問題淺析［J］．科技資訊，2009（5）．

［2］楊朋哲．加強鍋爐安全管理研究［J］．科技致富向導，2012（12）．

［3］胡小英．淺談如何對鍋爐進行安全經(jīng)濟管理［J］．科技情報開發(fā)與經(jīng)濟，2003（9）．