一、熱媒爐控制系統及網絡構成

控制系統采用PLC和上位機方式實現熱媒爐自動控制功能。PLC與上位機采用OMRON公司Controller LINK方式通信，構成同級網絡結構。上位機使用熱媒爐組態軟件組態人機界面，畫面美觀、交互性強。控制系統采用兩臺上位機可實現雙機熱備，一臺為主機，一臺為從機。主、從機采用TCP/IP協議構成局域網，從機適時從主機獲得數據進行數據刷新。正常運行狀態中，只有主機可下發操作指令，從機只具有顯示功能；當主機運行中出現故障，系統會自動將從機切換為主機，代替原有主機實現下發操作指令。當任意一臺PLC與上位機通信出現故障時，在上位機報警畫面中會出現響應的報警文字提示。當故障主機排除故障恢復正常，系統會自動將主、從機切換回原始狀態。系統運行時，在界面左上角會有登陸用戶名、操作權限、本機狀態指示。

在組態王6.5中極大豐富所支持的畫面圖形對象，包括實時報表、歷史報表和報警窗等，逼真再現現場畫面。IE端還可進行報表打印、報表數據下載等。可靠的安全技術使數據更安全，對操作Web的用戶進行身份驗證，保證操作的安全性。用戶還可自己編輯發布網站首頁信息和圖標。數據存儲功能對于任何一個工業系統來說都是至關重要的，隨著工業自動化程度的普及和提高，工業現場對重要數據的存儲和訪問的要求也越來越高。一般組態軟件都存在對大批量數據的存儲速度慢、數據容易丟失、存儲時間短、存儲占用空間大、訪問速度慢等不足之處，對于大規模的、高要求的系統來說，解決歷史數據的存儲和訪問是一個刻不容緩的問題。組態王6.5順應這種發展趨勢，提供高速歷史數據庫，支持ms級高速歷史數據的存儲和查詢。采用最新數據壓縮和搜索技術，數據庫壓縮比低于20%，大大節省了磁盤空間，查詢速度大大提高，一個月內數據按照每小時間隔查詢，在100ms內完成。完整實現歷史庫數據的后期插入、合并，可將特殊設備中存儲的歷史數據片段通過組態王驅動程序完整的插入到歷史庫中；也可將遠程站點上的組態王歷史數據片段合并到歷史數據服務器上，真正解決了數據丟失的問題。

二、組態王軟件使用說明

1. 熱媒爐點爐操作畫面
點爐分自動點爐和系統測試（手動點爐）兩種。
（1） 自動點爐
按如下步驟執行自動點爐過程：
（a）將上位機人機界面切換至"燃燒流程"界面中（如圖1所示）；

圖1 燃燒流程界面圖

圖2 熱媒系統流程圖
（b）復位——按控制柜面板復位鈕A3；
（c）開車——按控制柜面板開車鈕A1。
自動點爐執行過程中，畫面右側顯示"自動點爐流程"分畫面，隨自動點爐執行時序，各個指示燈依次亮滅。自動點爐成功結束后，"自動點爐流程"分畫面消失，方可進行負荷調節。在此畫面中，管理員可進行點爐參數修改，使用鼠標將光標移到點火參數油閥或風閥開度處鍵入正確點火閥門開度后，按"確認"鍵即可。其他4個變量：油量PV、風量PV、油壓PV、油壓MV只作為指示變量。
（2） 系統測試（手動點爐）
只有管理員以上級別者登錄方可進行系統測試（手動點爐）操作。將上位機人機界面切換至"系統測試"畫面。按"進入系統測試"進入測試狀態，此時風閥、油閥已處于點火開度（不可調）。如此時不想進行系統測試，則可按"退出系統測試"按鍵，退出此狀態。

（3） 系統停車
停車分主動停車、故障停車和緊急停車3種：這3種情況在"燃燒系統"畫面和"系統測試"畫面中均有指示。
（a）主動停車
主動停車是人為停止熱媒爐運轉。只需按下控制柜前的"停車"按鈕。PLC自動執行后處理程序，包括：關進油閥，開回油閥；風閥全開，進行大風吹掃；打開蒸汽吹掃閥，進行進油閥后的油管線吹掃；同時關閉蒸汽吹掃閥和霧化蒸汽閥。
（b）故障停車
故障停車是由于發生故障，執行熱媒爐聯鎖停車，同時在觸摸屏上的報警畫面中顯示報警聯鎖點。PLC自動執行后處理程序。
（c）緊急停車
由于發生緊急事故，導致熱媒爐停車，需按下控制柜前的"緊急停車"按鈕。PLC不但會自動執行后處理程序，還會執行停風機、油泵、熱媒泵的操作。
2. 熱媒爐負荷調節畫面
熱媒爐負荷調節包括5個調節回路：助燃風調節回路、油量調節回路、煙氣殘氧調節回路、熱媒總管出口溫度調節回路。為便于操作，將這些調節回路置于一畫面中"負荷調節"（見圖3）。

圖3 負荷調節實施界面
（1） 風量、油量調節回路
手動調節：PLC在上電后，調節回路自動鎖定在手動狀態。若要從其他控制狀態切換至手動調節，只需用鼠標點"手動"鍵，此時"手動"鍵變成灰色，而其他控制方式鍵恢復原狀綠色，表示下次可切換狀態，在狀態顯示區內顯示"手動"。手動調節時，只需從"MV："的數據區內輸入所需要的MV值（當鼠標點中MV數據區時，屏幕中會自動跳出數字鍵盤），并按"確認"鍵。

自動調節：按下"自動"鍵，調節方式即會從其他控制方式切換至"自動"狀態，"自動"鍵變灰色，"手動"鍵變綠色，表示下次可切換的狀態為"手動"。調節回路會根據設定值自動調整閥門開度，以使測量值與設定值保持一致。SP值的給定有兩種方式：一種是直接人為給定SP值，可通過數字鍵盤在"SP："的數字輸入區域輸入所需SP值，或直接拖動條狀指示欄內的SP指示器設定，即內給定；另一種是在熱媒總管出口溫度調節回路選擇"自動"、"定燒"控制方式時，風量、油量的SP值由熱媒總管出口溫度回路計算外給定，不需操作人員設定。
（2） 熱媒總管出口溫度調節回路
在此調節回路畫面中，有兩種控制方式："自動"、"定燒"。
"自動"控制方式：在負荷調節畫面熱媒溫度調節回路中按"自動"鍵。油量、風量調節回路顯示為自動狀態，氧量默認設置為修正狀態。油量、風量的SP值由熱媒出口溫度調節回路外給定，顯示"自動（外）"狀態，不需操作人員設定，熱媒爐控制系統即投入全自動運行狀態。此時，只需操作人員在熱媒溫度調節回路的SP數據區輸入所需設定值即可。
"定燒"控制方式：在負荷調節畫面熱媒溫度調節回路中按"定燒"鍵。油量調節回路顯示為自動狀態，風量調節回路顯示為自動（外）狀態，氧量默認設置為修正狀態。油量的設定值由操作人員通過數字鍵盤在"設定值SP："的數字輸入區域輸入所需SP值，風量設定值由燃油流量調節回路比例計算外給定，不需人為輸入。
（3） 煙氣殘氧調節回路
此回路設有"修正"、"不修正"兩種狀態，在熱媒總管出口溫度調節回路投入"自動"、"定燒"控制方式后，此回路自動投入"修正"控制，進行殘氧修正，按"不修正"按鈕即可將殘氧修正摘除。
（4） 畫面其他功能
PID參數修改：管理員以上級別登陸有權限修改PID參數。"實時趨勢"：顯示相應回路PV、SP及MV值的實時曲線。注意：參數修改后要按相應回路的"輸入"鍵將PID參數寫入回路參數區方可起作用。
3. 油壓、油溫調節回路畫面
此兩個調節回路置于"負荷調節"畫面中。油壓、油溫兩個調節回路均采用單回路控制方式，只有"手動"、"自動"兩種控制方式，其中，"自動"狀態即由操作人員在"SP"數據區上輸入設定值。控制方式及各參數的修改等同上。
4. 其他功能
（1） 熱媒爐參數設置畫面（畫面顯示圖略）
從主畫面上選擇"參數設置"，可進入系統參數設置的畫面。此畫面為報警參數設置，只有管理員級別以上登陸方可修改。

（2） 報警畫面
在報警畫面中查閱報警記錄，報警畫面中共有兩幅報警表格：當前報警及歷史報警。
（a） 當前報警：顯示當前報警點，最新報警點位于表格最上方。當系統出現報警點時，控制柜報警音響進行報警，報警和聯鎖音響聲音不同以便操作人員區分。系統報警后，操作人員先按屏幕上消音鍵消音，然后查找原因排除故障。
（b） 歷史報警：在此表格中記錄所有出現過的報警點，最新報警點位于表格最上方；表格中紅顏色字體為出現報警時記錄。黑顏色為報警點消失時的記錄。

圖4 報警清單
（3） 歷史趨勢畫面
系統所有主要運行參數在圖5、圖6中均有顯示，便于操作人員進行觀察記錄，并可查詢以前各時間各個記錄數據。

圖5 歷史趨勢圖

圖6 歷史數據報表
（4） 報表畫面
（a）實時報表畫面
在上位機控制系統中，針對每套熱媒爐系統及外圍系統的各個重要參數，系統在實時報表中作實時記錄，操作人員可根據不同的時間點隨時進行實時報表的打印，以便掌握任意時刻的系統運行參數。
（b）日報表
每一小時系統會將控制系統中所有測量值存儲在報表中，從每個工作日的零時記起，每日存儲一個文件記錄當日24小時運行數據。操作人員在準備查詢相應系統的報表文件時， 首先"刷新列表"，此時列表框調出系統存儲的記錄文件，文件以相應系統的名稱和日期組合，后綴名為".rtl"，當選中所要查詢的某日的報表文件時，列表框欄出現選中文件，此時點"報表查詢鈕"，所需報表即顯示在畫面的報表控件中。在日報表畫面中，可對日報表進行刪除，打印、打印預覽、頁面設置功能，實現報表的綜合處理。
注意："刪除報表"功能鍵，只有管理員權限級別以上登陸者可刪除運行記錄日報表。
（5） 其他功能
控制系統登陸在主畫面中，管理員和系統管理員登陸有效時間為30min，操作員登陸無時間限制。系統所有聯鎖點的解鎖開關及點火參數設在"啟停畫面"中。只有在管理員權限級別以上登陸方可進行解鎖和點火參數的修改。系統解鎖后會在畫面的頁眉中有相應的中文提示。

三、結論
組態王軟件與上位機的聯合使用成功地取代了原控制系統中的觸摸屏，在性價比上呈現了很大優勢。特別是在以后新增的熱媒爐系統中，在原有上位機直接組態就可。

在性能上，組態王軟件具有權限功能的設置。熱媒爐控制系統設有操作員、管理員、系統管理員3個登陸用戶級別。操作員只具有操作權限；管理員具有操作、參數修改、系統測試、解鎖等一系列高級權限；系統管理員除具有以上功能外還具有修改操作員、管理員登陸。但是組態王軟件由于自身限制，從機畫面中也可修改數據，但修改的數據是無法下傳到PLC中，而此時主機畫面中的數據還保持原有數據不變，造成主、從機數據不符。因此，禁止在從機畫面中修改數據。當主、從機間的局域網絡出現故障時將出現兩臺上位機同時為主機狀態。作為組態王的一個用戶，在體驗到它的超級功能的同時也體會到了國產軟件的局限性，希望組態王軟件的開發更注重系統應用的穩定性。