工艺与装备 组态王在烟气脱硫监控系统中的应用 郭 飞 徐方全 （１．ｉｊＪ东充矿职工大学，邹城２７３５００；２，山东科技大学材料科学与工程学院，青岛２６６５１０） 摘 要：本文以德州某植物蛋白公司锅炉烟气脱硫工程为实例，给出基于组态王和工业数据库构建的烟气 脱硫监控系统整体软硬件解决方案，重点介绍了上位机监控界面设计方法及数据库操作过程，并对各监控点与 组态王的通信进行了介绍，最后对该系统在实际运行中的效果进行了总结。 关键词：组态王 烟气脱硫 监控系统 １引言 ６１２点，控制输出为３８８点。 随着我国工业生产技术的进步，人们在物质文化生活 水平提高的同时，越来越关注自身的居住环境问题。党中 央建设和谐社会，节约型社会的发展理念，也对环 ２．２总体方案设计 该脱硫现场烟气脱硫监控系统包括数据采集系统 （ＤＡＳ），ＰＬＣ控制系统（ＰＣＳ），数据传输系统（ＤＴＳ）和管理 显示系统（ＭＤＳ）。现场监控系统整体框图如１所示。 境工作提出了更高的要求。要求各环保部门对各个污染 源的污染情况进行实时监控，以便提前发现环境问题，并 迅速做出反应同时还要求通过对历史数据的分析进行工 作总结和改进。然而，现存的监控系统却存在诸多问题， 比如环保局中心站与各个污染源现场之间没有统一的数 据互联互通机制，使得增加对新污染源的监控难以实施， 监控系统缺乏较强的兼容性和可扩展性，软件安装、配置 复杂，难以维护和使用等缺点。组态软件依据强大的过程 数据库，与各种硬件设备进行通信，并通过动态人机界面 将采集处理的数据展现给用户，或者传递给其它应用程 序。组态王监控软件以界面简单明了、易于操作、数据采 集实时性好和高可靠性等特点得到越来越多用户的青 睐。由于组态王还具有工程开发周期短、系统便于升级和 维护，以及丰富的图库和操作向导等优势，在脱硫监控系 统中得到广泛应用。 ２系统总体设计方案 ２．１没计背景 赞 势 数 掳 塌 壮 据 捷 岱 拦 通 葬 未 带 信 站 ／ ／ ／ ＋ 甲拙 Ｒ 舒 ［］＝础觋场监控单元， ｌｌ ＰＬＣ分散『义表 图１烟气脱硫监控系统 本文以德州某植物蛋白公司锅炉烟气脱硫工程为实 数据采集系统（ＤＡＳ）需采集的量包括：吸收塔内脱硫 液ｐＨ值、液位、阻力、烟气进出口温度、脱硫岛ＰＨ值以及 例，该工程采用湿法脱硫工艺，以石灰为脱硫剂，由化浆 系统、吸收系统、烟气系统、脱硫液循环系统、石膏处理系 统、脱硫剂输送系统及电气控制系统组成。电气控制系统 实时监控吸收塔内脱硫液ｐＨ值、液位、阻力、烟气进出口 温度、脱硫岛ＰＨ值以及烟气进口和出口二氧化硫、烟尘、 氮氧化物浓度等参数，实现吸收塔进料、液位、吸收塔浆 液排出、除雾器冲洗以及氧化塔石膏浆液排出和除雾器 烟气进口和出口二氧化硫、烟尘、氮氧化物浓度等参数。 ＰＬＣ控制系统（ＰＣＳ）包括循环水流量的控制回路、ＰＨ 值控制回路、氧化用空气流量控制回路、吸收塔入口烟气 温度控制回路、换热器出口烟温控制回路、脱硫液温度控 制回路、脱硫液浓度控制回路、升压风机（ＢＵＦ）入口压力 控制、出口ＳＯ：浓度控制系统、吸收塔液位控制。 数据传输系统（ＤＴＳ）包括各个采集点与管理工控机 的通信以及现场监测站与环保局中心站通信。 管理显示系统（ＭＤＳ）主要是指管理工控机系统，管理 工控机监控程序负责整个系统的正常运行，应用软件主 冲洗等过程的自动控制。该自动监控系统以ＰＬＣ为控制 设备，现场监控站上位机采用工业计算机，上位机采用组 态王监控软件，承担管理、编程、网络数据采集和定值修 改等任务。 该电厂有１３０ｆｆｈ和２２０￣ｈ燃煤锅炉各２台，整个烟气 脱硫系统配置２台工业计算机，通过工业总线进行集中 统一监控管理。ＵＯ监控点为１０００点，其中信号输入为 要负责监控和记录。全部功能由上位机监控程序完成。实 现对各类水泵、风机、输送机、给料阀、搅拌装置、泄压布 袋除尘器及各类电动阀门，调节阀门的运行状态显示与 现代制造技术与装备 连锁保护。 ２０１０第３期总第１９６期 当需要对历史数据进行查询时，在相应的命令程序语 ３上位机监控界面设计及数据库操作 上位机监测软件采用组态王开发的监控软件，组态王 脱硫岛ｐＨ值 Ｅ 图２上微机监控界截图 开发监控系统软件是新型的工业自动控制系统正以标准 的工业计算机软、硬件平台构成的集成系统取代传统的 封闭式系统，它具有适应性强、开放性好、易于扩展、经 济、开发周期短等优点。该软件对下连接控制层，对上连 接管理层，它不但实现对现场的实时监测与控制，且在自 动控制系统中完成上传下达、组态开发的重要作用。尤其 考虑三方面问题：画面、数据、动画。通过对监控系统要求 及实现功能的分析，采用组态王对监控系统进行设计。组 态王提供了非常友好的可视化监控画面，并以动画方式 显示控制设备的状态，具有报警窗口、实时趋势曲线等， 可便利的生成各种报表，有利于操作者实时现场监控。如 图２所示为该脱硫现场烟气脱硫监控系统的管理机监控 界面。此外，它还具有丰富的设备驱动程序和灵活的组态 方式、数据链接功能。 为了进行数据的保存和实时湿示，并且能够保存６个 月以上，需要对数据库进行相应的操作，数据库采用简单 的ａｃｃｅｓｓ数据库。在应用程序命令语言栏目中的启动时标 签中需加入如下语句实现表的创建和命名： ＳＱＬＣｏｎｎｅｃｔ（ＤｅｖｉｃｅＩＤ，”ｄｓｎ＝ｘ；ｕｉｄ＝；ｐｗｄ＝”）； ｓｔｒｉｎｇ表名； 表名＝ＳｔｒＦｒｏｍＩｎｔ（＼＼本站点＼￥年，１０）＋ＳｔｒＦｒｏｍＩｎｔ（＼＼本 站点＼ｊ｝月，ｌＯ）＋ＳｔｒＦｒｏｍＩｎｔ（＼、本站点＼￥日，１０）； ＳＱＬＣｒｅａｔｅＴａｂｌｅ（ＤｅｖｉｃｅＩＤ，表名， 莫板”）； ＱＬＩｎｓｅｒｔ（ＤｅｖｉｃｅＩＤ，表名，ｌｆ｛莫板”）； 在应用程序命令语言栏目中的运行时标签和停止时 标签中需加入如下语句以实现表的创建和命名： ＼、本站点＼时间＝＼＼本站点＼￥日期＋…’＋＼＼本站点＼￥时 间：ＳＱＬＤｉｓｃｏｎｎｅｃｔ（ＤｅｖｉｃｅＩＤ）； 言中需要做如下处理： ｓｔｒｉｎｇ查询表名； 查询表名＝＼＼本站点＼开始时间； ＳＱＬＳｅｌｅｃｔ（ＤｅｖｉｃｅＩＤ，查询表名，”ｂｉｎｄ１”，ｌｉｌｔ…’）； ｌｏｎｇ ｘ； ｘ＝ＳＱＬＮｕｍＲｏｗｓ（ＤｅｖｉｃｅＩＤ）； ｌｏｎｇ ｒｏｗ￣－２； ｌｏｎｇ ｍ＝ｘ＋２； ＲｃｐｏｒｔＳｅｔＲｏｗｓ（”Ｒｅｐｏ￣Ｏ”，ｍ）； Ｒｅｐ０ｎＳｅｔＣｅｌｌＳｔｒｉｎｇ２（”Ｒｅｐｏｒｔ０”，３，１，ｍ，２，””）； ｗｈｉｌｅ（ｒｏｗ＜ｍ） ｛ｒｏｗ＝ｒｏｗ＋ｌ； ＲｅｐｏｒｔＳｅｔＣｅｌｌＳｔｒｉｎｇ（”Ｒｅｐｏｒｔ０＂，ｒｏｗ，１，＼＼本站点＼查询时间）； ＲｅｐｏｒｔｓｅｔｃｅｕＶａｌｕｅ（”Ｒｅｐｏｒｔ０＂，ｒｏｗ，２，＼＼本站点＼旧ｌ＃加 碱泵查询）； ＲｅｐｏｎｓｅｔｃｅＵＶａｌｕｅ（”Ｒｅｐｏｒｔ０”，ｒｏｗ，３，＼、本站点＼旧２彳｝加 碱泵查询）： ＲｅｐｏｒｔＳｅｔＣｅｌｌＶａｌｕｅ（”ＲｅｐｏｒｔＯ”，ｒＯＷ，４，＼＼本站点、旧１撑增 压风机查询）： 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［２］徐灏主编．《机械设计手册》．机械工业出版社，１９９１年． ｈｉｇｈ——ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｐｉｐｅｌｉｎｅ ｗｉｔｈｈｅｌｄ． Ｃａｒｒｙ Ｓｔｙｌｅ Ｒｕｂｂｅｒ Ｈｏｓｅ ｗｉｔｈ ｔｈｅ Ｐｅｅｌｉｎｇ Ｍａｃｈｉｎｅ Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｈｉｇｈ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｐｉｐｅ，ｐｅｅｌｉｎｇ ｍａｃｈｉｎｅ，ｗｉｔｈｈｏｌｄ Ｈ０Ｕ Ｍｍａｏｈ ，ＺＨＡＮＧ Ａｉｈｕａ （上接第３６页） 的输入灵敏度为２００ｍＶ。 为了保存每１３每时每分所监测的数据，在组态王的数 ５结束语 据改变命令语言标签（如图３所示）中加入如下代码： 该烟气脱硫监控系统从２００８年投入运行以来，一直 ｓｔｒｉｎｇ １３表名； 运行稳定，各监控点与组态王通信可靠，数据采集和画面 ｆｌ表名＝ＳｔｒＦｒｏｍＩｎｔ（＼＼本站点＼￥年，１０）＋ＳｔｒＦｒｏｍｌｎｔ（＼、 数据更新速度都能够满足实际生产需要，数据库中数据 本站点＼￥月，１０）＋ＳｔｒＦｒｏｍｌｎｔ（＼、本站点＼￥１３，１０）； 的更新满足系统设计的要求，监控界面丰富。烟气脱硫监 ＳＱＬＩｎｓｅｒｔ（ＤｅｖｉｃｅＩＤ，１３表名，”ｂｉｎｄ”）； 控系统的自动化程度和脱硫效率得到了大大的改善，取 ，／插入１３表格 得了非常满意的效果。 ｓｔｒｉｎｇ表名； 表名＝ＳｔｒＦｒｏｍｌｎｔ（＼＼本站点＼￥年，１０）＋ＳｔｒＦｒｏｍｌｎｔ（＼＼本 参考文献 站点＼￥月，１０）＋ＳｔｒＦｒｏｍＩｎｔ（＼＼本站点＼￥１３，１０）； ＳＱＬＣｒｅａｔｅＴａｂｌｅ（ＤｅｖｉｃｅＩＤ，表名，”模板”）； ［１］亚控公司．组态王６．５３帮助手册［Ｍ］．北京：北京亚控科技发 ｓｔｒｉｎｇ １３表名； 展有限公司，２００８． ３１表名＝ＳｔｒＦｒｏｍｌｎｔ（＼＼本站点＼￥年，１０）＋ｓｔｒＦｒ０ｎｌＩｎｔ（＼＼ ｆ２］钟秦．燃煤烟气脱硫脱硝技术及 Ｉ＝程实例［Ｍ】．北京：化学工 本站点＼￥月，１０）＋ＳｔｒＦｒｏｍｌｎｔ（＼＼本站点＼￥１３，１０）； 业出版社，２００２． ＳＱＬＩｎｓｅｒｔ（ＤｅｖｉｃｅＩＤ，１３表名，”ｂｉｎｄ”）； ，，插入１３表格 Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ Ｋｉｎｇ Ｖｉｅｗ ｏｎ Ｓｕｐｅｒｖｉｓｅ Ｓｙｓｔｅｍ ｏｆ Ｇａｓ ４各监控点与组态王的通信 Ｄｅｓｕｌｐｈｕｒｉｚａｔｉｏｎ 各监控点现场信号采集使用的传感器输出信号为微 ＧＵＯ Ｆｅｉ ，ＸＵ Ｆａｎｇｑｕａｎ 弱的模拟信号，不利于运算和传输，所以需要首先进行模 （１．Ｓｈａｎｄｏｎｇ Ｖｏｃａｔｉｏｎａｌ ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ＆Ｔｒａｄｅ，Ｚｏｕｃｈｅｎｇ 数转换，将采集的信号转化为数字量后与组态王进行通 ２７３５００，Ｃｈｉｎａ；２．Ｃｏｌｌａｇｅ ｏｆ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｓｃｉｅｎｃｅ．Ｅｎｇ．，ＳＵＳＴ，Ｑｉｎｇｄ８０ ２６６５１０，Ｃｈｉｎａ） 信。模数转换模块能测量压力、温度、电量、流量、ｓ０ 浓 Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ，ｔａｋｅ ａ ｂｏｉｌｅｒ ｆｌｕｅ ｇａｓ ｄｅｓｕｌｐｈｕｒｉｚａｔｉ０ｎ ｉｎ 度、氮氧化物含量，出口温度等变送器输出的４—２０ｍＡ或 ａ ｐｌａｎｔ ｐｒｏｔｅｉｎ ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ ｏｆ Ｄｅ Ｚｈｏｕ Ｃｉｔｙ ａｓ ａｌｌ ｅｘａｍｐｌｅ；ａ ｗｈａｌｅ ０～ＩＯＶ信号。通讯接口为ＲＳ４８５或ＲＳ２３２，电源ＤＣ８～ ｈａｒｄｗａｒｅ ａｎｄ ｓｏｆｔｗａｒｅ ｓｏｌｕｔｉｏｎ ｆｏｒ Ｓｕｐｅｒｖｉｓｅ Ｓｙｓｔｅｍ ｏｆ ｇａｓ ｄｅｓｕｌｐｈｕｒ— ３０Ｖ，通讯协议为ＭＯＤＢＵＳ—ＲＴＵ、ＡＳＣＩＩ码、十六进制 ｉｚａｔｉｏｎ ｗｈｉｃｈ ｂａｓｅｄ ｏｎ Ｋｉｎｇ Ｖｉｅｗ ａｎｄ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ Ｄａｔａｂａｓｅ Ｗａｓ ｂｕｉｈ． ＬＣ一０２协议３种，协议可自动识别。 Ｆｏｃｕｓ ｏｎ ｔｈｅ ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ｄｅｓｉｇｎ Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ ａｎｄ ｔｈｅ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ 组态王与现场控制ＰＬＣ的通信采用基于远距离和接 ｄａｔａｂａｓｅ ｏｐｅｒａｔｉｏｎｓ ｏｆ Ｈｏｓｔ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ．ｔｈｅ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｋｉｎｇ ｖｉｅｗ 收高灵敏度的ＲＳ－４８５总线标准。ＲＳ一４８５标准采有用平衡 ａｎｄ Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ Ｐｏｉｎｔ ＷａＳ ａｌｓｏ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．Ａｔ ｌａｓｔ，ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｔｈｅ Ｓｕ— 式发送，差分式接收的数据收发器来驱动总线，具体要求 ｐｅｒｖｉｓｅ ｓｙｓｔｅｍ ｒｕｎ ｉｎ ｔｈｅ ｆａｃｔｏｒｙ ｉｓ ｓｕｍｍａｒｉｚｅｄ． 包括：（１）接收器的输入电阻ＲＩＮ≥１２ｋＦｔ（２）驱动器能输 Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：Ｋｉｎｇ ｖｉｅｗ，ｆｌｕｅ ｇａｓ ｄｅｓｕｌｐｈｕｆｉｚａｔｉｏｎ，ｓｕｐｅｒｖｉｓｅ ｓｙｓ－ 出４－７Ｖ的共模电压（３）输入端的电容≤５０ｐＦ（４）接收器 ｔｅｒｎ
