基于WinCC与PLC的脱硝喷氨优化辅助调试系统的制作方法

本发明涉及脱硝控制技术领域，尤其是涉及一种基于wincc与plc的脱硝喷氨优化辅助调试系统。

背景技术：

随着国家一系列政策和法规的颁布，燃煤电厂的大气污染物排放已纳入严格监管，各电厂陆续开展了烟气超低排放改造。开发完善的火电厂脱硝技术，已成为我国电厂势在必行的任务。scr(selectivecatalyticreduction，选择性催化还原)烟气脱硝技术作为最常用的脱硝技术，其喷氨量对最终出口nox的控制具有重要影响。当喷氨量过少时，导致出口nox排放超标；当喷氨量过量时，不仅影响脱硝效率，而且过量的氨气与烟气中的so3反应生成硫酸氢铵和硫酸铵降低催化剂活性，造成空预器堵塞和腐蚀，同时过量的氨逃逸造成运行成本浪费和环境污染。

目前已有众多学者围绕脱硝控制系统开展相关研究，外挂式plc控制系统成为大家关注的目标。通常plc控制器安装在电子间控制柜中，而在现场调试过程中需要不断的在工程师站观察关键参数的运行情况，需要通过在工程师站观察参数变化情况，然后调整plc控制器中的参数，控制柜与工程师站之间有一定距离，调试人员需要往返两地进行不断的调整，花费较长之间，不利于调试过程，更严重地，如果不及时调整参数，也会造成脱硝出口nox的超标排放，对电厂带来不利影响。

因此，在目前控制方法的基础上，开发出相应的辅助调试系统，是本领域技术人员亟待解决的问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种基于wincc与plc的脱硝喷氨优化辅助调试系统，旨在解决现有技术中的上述问题。

本发明提供一种基于wincc与plc的脱硝喷氨优化辅助调试系统，包括：

dcs系统模块，用于采集锅炉及scr脱硝反应器的燃烧参数数据；

plc控制器模块，与dcs系统模块连接，用于读取dcs系统模块的燃烧参数数据，基于喷氨控制逻辑，根据燃烧参数数据对脱硝喷氨阀门进行控制；

pc机模块，与plc控制器模块连接，包括step调试单元和wincc辅助调试单元，用于通过step调试单元进行喷氨控制逻辑的编写及调试，并将编写的喷氨控制逻辑下装到plc控制器模块中，通过wincc辅助调试单元实现锅炉及scr脱硝反应器燃烧参数数据的定义、存储及wincc组态画面的显示。

采用本发明实施例，通过wincc辅助调试单元能够实时显示scr脱硝系统关键参数的监控及重要参数的趋势图、实时运行生产数据的归档，具有控制界面友好、操作简单易懂、监控完善的特点，有效地辅助脱硝优化控制逻辑的调试过程，实现了调试过程的可视化。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例的基于wincc与plc的脱硝喷氨优化辅助调试系统的示意图；

图2是本发明实施例的脱硝系统界面的示意图；

图3是本发明实施例的运行曲线界面的示意图；

图4是本发明实施例的数据归档过程界面的示意图。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语"中心"、"纵向"、"横向"、"长度"、"宽度"、"厚度"、"上"、"下"、"前"、"后"、"左"、"右"、"坚直"、"水平"、"顶"、"底"、"内"、"外"、"顺时针"、"逆时针"等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语"第一"、"第二"仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有"第一"、"第二"的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的描述中，"多个"的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。此外，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

根据本发明实施例，提供了一种基于wincc与plc的脱硝喷氨优化辅助调试系统，图1是本发明实施例的基于wincc与plc的脱硝喷氨优化辅助调试系统的示意图，如图1所示，根据本发明实施例的基于wincc与plc的脱硝喷氨优化辅助调试系统具体包括：

dcs系统模块10，用于采集锅炉及scr脱硝反应器的燃烧参数数据；其中，燃烧参数数据具体包括：模拟量和数字量，其中，模拟量具体包括：机组负荷、总风量、总煤量、入口nox浓度、出口nox浓度、一次风量、烟气含氧量；数字量具体包括：脱硝反应器出入口吹扫状态。

plc控制器模块12，与通过rs485串口dcs系统模块10连接，用于读取dcs系统模块的燃烧参数数据，基于喷氨控制逻辑，根据燃烧参数数据对脱硝喷氨阀门进行控制；

在实际应用中，plc控制器与dcs连接采用rs485串口及modbus通讯协议。

plc控制器模块12具体包括：

电源，用于为plc控制器模块供电；

cpu，用于主要用来存储和处理数据，具体地，基于喷氨控制逻辑，控制dcs系统模块的燃烧参数数据的采集，根据燃烧参数数据对脱硝喷氨阀门进行控制；具体地，cpu基于喷氨控制逻辑，根据dcs系统模块的数字量和模拟量的地址读取燃烧参数数据。

模拟量输入输出存储位，用于通过模拟量输入存储位存储从dcs系统模块读取的模拟量数据，并通过地址关联存储的模拟量数据；通过模拟量输出存储位存储反馈至dcs系统模块的喷氨阀门信号以及通讯测试信号这些模拟量数据，并通过地址关联存储的模拟量数据；

数字量输入输出存储位，用于通过数字量输入存储位从dcs系统模块读取的脱硝反应器出入口吹扫状态这些数字量数据，并通过地址关联存储的数字量数据；通过数字量输出存储位存储反馈至dcs系统模块的plc正常信号这些数字量数据，并通过地址关联存储的数字量数据。

pc机模块14，通过tcp/ip协议与plc控制器模块12连接，包括step调试单元和wincc辅助调试单元，用于通过step调试单元进行喷氨控制逻辑的编写及调试，并将编写的喷氨控制逻辑下装到plc控制器模块中，通过wincc辅助调试单元实现锅炉及scr脱硝反应器燃烧参数数据的定义、存储及wincc组态画面的显示。

在实际应用中，所述pc机模块可以为笔记本或者台式机，pc机模块内安装有wincc辅助调试软件(step调试单元)和step调试软件(wincc辅助调试单元)。

其中，step调试单元的型号主要为s7-300。

wincc辅助调试单元具体包括：

wincc变量模块，用于对脱硝反应器的变量进行定义，并定义每个变量的地址，通过地址与step7调试单元和plc控制器模块连接，其中，地址与step7调试单元和plc控制器模块的地址一致；

其中，定义的变量具体包括：浮点数据和二进制变量，其中，浮点数据具体包括：机组负荷、总风量、总煤量；二进制变量具体包括：脱硝反应器入口、出口吹扫状态。

wincc数据库模块，用于根据定义的变量建立相应的数据结构，通过与plc控制器模块连接读取dcs系统模块中的历史数据并保存；

wincc组态画面模块，用于模拟实际的scr脱硝反应器的运行，并进行组态画面的显示。wincc组态画面模块具体包括：

scr脱硝系统单元，其显示界面如图2所示，用于模拟实际scr运行画面，通过变量地址关联从dcs中读取并显示入口nox浓度、出口nox浓度、喷氨量、阀门开度、阀门自动/手动状态、脱硫出口nox浓度、出口nox设定值、入口烟气量、出口吹扫信号状态这些关键点；

运行曲线单元，其显示界面如图3所示，用于显示关键点随时间变化的曲线，其中，曲线包括：通过实时读取dcs数据显示的实时曲线、以及通过读取wincc数据库中的数据显示的历史曲线；

数据归档单元，其显示界面如图4所示，用于在与现场dcs连接时，实时采集现场运行数据并存储至wincc数据库中。

综上所述，借助于本发明实施例的技术方案，wincc软件能够实时显示scr脱硝系统关键参数的监控及重要参数的趋势图、实时运行生产数据的归档；其控制过程具有控制界面友好、操作简单易懂、监控完善的特点；能够有效地辅助脱硝优化控制逻辑的调试过程，实现了调试过程的可视化；通过wincc组态画面的展示，能够直观显示scr运行过程及控制原理，能够方便地为新入职人员或学生培训。

显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，并且在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。