锅炉在线测控系统设计与实现

许小刚，来继敏

（1．华北电力大学 能源动力与机械工程学院，河北 保定 071000；2．河北软件职业技术学院 软件工程系，河北 保定 071000）

0 引言

在工业生产中，锅炉被广泛使用，由于锅炉有着高温、过程复杂以及压力大等特点，并存在较大的危险性，容易发生事故，因此对锅炉运行进行安全巡检和自动控制是非常必要的。切实安排安全附件及检修材料的生产和供应，严格执行司炉人员的训练、考试等管理制度，是锅炉安全运行的保障条件。但通常情况下，由于目前锅炉运行状况主要是依靠操作人员巡检、登记运行数据来进行监管，存在占用大量的人力资源、手工填写记录客观性差、巡检周期间隔较长等问题，为了更准确地反映锅炉的实际运行情况，降低事故（故障）分析成本，提高检测水平和准确度，保障锅炉安全运行和操控，特进行了锅炉在线测控系统建设。

1 系统建设方案

本文以某企业为例，该企业有导热介质油锅炉3台，蒸汽锅炉2台，进行现场分析后，我们提出了系统建设方案，如图1所示。

该方案以工控机为核心，通过数据采集卡数据输入口采集锅炉的温度、压力、流量信息，通过数据采集卡数据输出口控制电磁阀对锅炉运行状况进行控制。控制柜中有声光报警器，在系统超出运行设定状态后，会进行报警提示。

2 具体功能描述

系统软件功能如图2所示。

（1）操作员管理：对系统登录人员进行设定，只有具备权限的人员才能登录系统对数据进行查询并划分权限。

（2）系统管理：对系统整体性能进行设定，包括数据采集时间间隔设定和对数据备份进行设定。

（3）在线自动监测：根据设定时间间隔，对采集点数据自动采集并以仿真图形方式动态显示到屏幕上，方便工作人员进行观测。

（4）采集点管理：对采集点进行添加，并设定采集端口，对采集点上下限、报警值进行设定，比如采集点采集液位值，设定上限5m，下限0m，上限报警值为3．5m，下限报警值为2．5m。系统根据设定自动获取当前值并进行处理。

（5）运行控制：自动对设定值进行控制，可以自动控制锅炉运行情况（根据设定值自动启动、停车、大火、小火控制），并具有手动按键，操作员可以通过此按钮进行手动控制。

（6）自动报警：通过系统管理部分的数据设定，自动对设备运行情况进行检查，超过限定数值后，进行报警（控制柜蜂鸣器报警），并在显示屏上进行详细文字提示，以供操作人员及时处理。

（7）统计打印：根据日常巡检工作，提供日报、周报、月报、季报等详细打印功能，并对监测数据进行汇总打印。

图1 某企业锅炉在线监测方案拓扑图

图2 系统功能框图

（8）历史数据查询：通过时间间隔、日期、监测点、锅炉编号、数据峰值等条件进行数据统计，并以曲线形式显示历史运行情况。

（9）能耗、安全分析：可以对现场电力、燃气、水的数据进行统计，并结合生产情况进行数据分析，实现节能降耗的效果。

3 系统实现及运行效果

经过以上系统设计，在实际开发过程中，采用微软公司.NET技术平台下的C#软件开发语言，后台数据采用SQL Server2005，通过现场实际应用后，效果如下：

（1）基于计算机技术的实时数据检测。能对现场天然气、水、油的流量进行瞬时监测，通过信号自动传输到主控机屏幕上；能对现场压力、液位、温度进行数据自动采集，并通过锅炉图形的方式进行实时显示。

（2）便于远程实时控制。通过点击计算机界面按钮对不同锅炉的开启和关闭进行控制，并可以进行大火小火的转换。

（3）方便快捷的历史数据的查询和分析。通过时间段、锅炉编号等参数，可以对1年以内的现场运行数据进行统计和分析，并对天然气、水、电、油等多种生产资料数据进行统计分析。

（4）提高决策的科学性，减少盲目性和不确定性。建立现代化的企业生产信息管理系统，能够及时掌握实时数据，为企业安全生产及科学管理提供有效数据支持。

（5）降低成本，提高工作效率。通过建设该系统，可以节约人力成本。经过初步测算，该系统运行后可以减少巡查工作人员6名，每年节约资金20余万元。在节约成本的同时，可以大大提高工作效率和数据监控的准确度和频度。通常情况下，通过人力进行数据统计的准确度低，时间间隔长（每隔30分钟巡查一次，巡查间隙对数据的监控缺失），因而存在一定的安全隐患。但通过建设该系统，可以达到对数据实时监控和保存的目的，并记录长达数年的数据。该系统在某工业现场运行近一年，运行状况良好，对企业安全生产及现场监控起到良好作用。

4 小结

锅炉作为工业生产和人类生活的热能、动力之源，在国民经济中占有重要地位，被称为工业的心脏。锅炉在使用过程中必须保证安全、稳定，否则一旦发生故障，就可能造成不可挽回的安全事故和经济损失。因此，对锅炉运行状况进行实时监测具有非常重要的意义。本系统通过计算机技术实现对锅炉运行情况的实时监测并提供数据分析功能，在实际运行过程中取得了良好效果，为现场数据监测和分析提供了保障。

［1］燕德全．锅炉安全问题浅析［J］．科技资讯，2009（5）．

［2］杨朋哲．加强锅炉安全管理研究［J］．科技致富向导，2012（12）．

［3］胡小英．浅谈如何对锅炉进行安全经济管理［J］．科技情报开发与经济，2003（9）．