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摘 要：采用适于热电厂的实用算法。利用组态软件实现了中温中压锅炉在线智能监测系统。
关键词：组态软件 锅炉 运行效率 在线监测与管理
1 技术方案
系统在电厂现行系统所处的位置。
1．1软件
按功能分为监测系统和管理系统两部分。
1．1．1监控系统分为
(1)工艺主画面：按照锅炉燃烧吸热流程，对每个过程涉及的热转换部件进行了监测：按燃烧系统和汽水系统，分别对煤、水、汽以黑、绿、红三色标示，清晰直观；给出锅炉运行重要参数，便于管理人员监视；设有转往各功能模块的接口；(2)参数列表：便于运行及管理人员进行数据分析，设有打印功能：详细列出了参数名称、代表含义、所在区域及瞬时值；(3)数据输入：满足运行中煤粉数据、气体成分、每班的实际煤耗等在线输入：按管理权限给出不同的输入范围：(4)报警窗口：超限报警：对超出允许范围的状态值进行报警，可通过确认后忽略。
1．1．2管理系统分为
(1)实时趋势：实时趋势直观的将各个参数变化表示在坐标上；按照计算需要分布于不同的趋势图上，按照从大到小的顺序排列；(2)历史趋势：方便相关人员翻查参数在不同时间段的运行情况，设有时间控件，可追查数据存储范围内的所有记录；(3)报表：是系统的核心，按管理者的习惯要求制作。按照时间跨度范围分为班报、日报、月报和年报，可实现时间前向追查和打印保存：(4)正反平衡效率画面：清晰直观的列出当前一段时间内的锅炉运行效率，由于各计算参量也在同一画面里，便于管理者对比分析：(5)优化建议：吸热部件效率低时弹出，按照经验给出吸热效率的原因并给出可能的原因。
1．2技术难点
1．2．1监测系统
(1)DCS的安全关乎锅炉的安全运行，因此要求独立运行尽量减少可能的不安全因素；监控系统要求真实反映当前锅炉的运行工况，保持与DCS的数据一致。为了解决这个矛盾，本项目对不同的测点采取不同的实施方案，主要有以下两点：①对温度信号(电压信号)采用双支，采用相同的热电偶，同样的补偿导线。相同的转换模块确保温度信号数据的一致；②对压力以及氧含量信号(电流信号)采用与DCS采集板卡串连的形式使底层数据同一，采用双配电方案确保板卡安全。(2)监测主画面根据工艺把介质水、汽、煤流经管道分别用绿、红、黑三色予以区别，清晰直观；对于涉及锅炉经济运行及安全运行的工艺参数实行实时监测，对关键运行参数设置超限报警，对超量程的工艺参数提示运行人员及时调整锅炉的运行参数，并详细记录：参数列表和趋势图可实现即时打印供相关人员分析。
1．2．2管理系统
(1)对吸热部件的热效率计算是本项目的一个难点，锅炉系统是个多变量、强耦合、非线性的系统，必须采用先进的算法才能做到准确地分析；(2)正平衡计算中给煤系数的计算是关键，由于维修和机械磨损带来的偏差对于给煤系数的计算带来了相当的误差，这在正平衡的计算中是不允许的，为此本项目采用对给煤量和给煤机频率累积采用数字滤波技术减少了给煤系数的累积误差和异常波动。(3)适应管理需要在项目中广泛采用趋势和报表的形式向管理者汇总锅炉运行的信息，建立了恰当的经济运行指标体系，有广泛的适用性。运行同一种锅炉的各运行班组采用不同的燃烧方式，适应不同品种、质量的燃料，处于不同的锅炉负荷要求下，各有其自身的特点，因此对其运行经济性的要求应当是有区别的，本项目所建立的经济运行指标体系，使得各班组有较强的可比性，便于热电厂对各运行班组进行横向的对比，对于提高热电厂运行效率意义重大。(4)对吸热部件的效率进行在线评估，对效率低的吸热部件进行分析，分析基础一方面要借鉴文献教材中的经验，另一方面要注重吸收热电厂自身在运行中总结的规律。分析的结果用对话框的方式向运行人员提出合理化建议。(5)基于B,S结构，利用组态软件的动态网页发布功能，使得企业局域网内部管理者及相关人员通过浏览器看到现场实时的运行参数及管理报表，并可以实现在线的煤种变化参数及其他参数的输入：组态软件的海量数据管理使3个月内的数据在不超过两秒的时间正确读出，经过函数关系运算在报表中显示。
2 结束语
通过对热电厂中温中压锅炉在线监测和管理系统的成功实施，为下一步的工作奠定了坚实的基础，总结在系统实现过程中积累的经验和教训，作者认为以后的工作要进行以下的方面：
(1)对给煤皮带秤进行算法改进，先期采用的数字滤波得出的结果仍然不够准确，应对螺旋给煤器的磨损函数进行测算，因此要对螺旋给煤装置应做实验分析取得更多的数据来分析，可以应用神经网络来逼近函数；在q4的计算中如果能有效的处理3.87％等个别大点值，可以在很大程度上降低误差范围。(2)对优化建议的给出进一步的分析，包括建模、分析结果。当主要吸热部件效率低时，应能从采集来的数据分析出准确率超过90％的原因，并能分析出对热效率降低的贡献率：要能进行自学习，不断完善对吸热部件特性的了解。(3)要进一步研究锅炉启动、停止过程，对于监控系统要能识别锅炉异常情况下与管理系统的交互：对管理系统要对启停锅炉过程中的数据与稳态运行的数据予以区别。对锅炉在启停过程中表现出来的各种动特性加以分析对比，可以获得稳态下难以获得的系统品质。
关键词：组态软件 锅炉 运行效率 在线监测与管理
1 技术方案
系统在电厂现行系统所处的位置。
1．1软件
按功能分为监测系统和管理系统两部分。
1．1．1监控系统分为
(1)工艺主画面：按照锅炉燃烧吸热流程，对每个过程涉及的热转换部件进行了监测：按燃烧系统和汽水系统，分别对煤、水、汽以黑、绿、红三色标示，清晰直观；给出锅炉运行重要参数，便于管理人员监视；设有转往各功能模块的接口；(2)参数列表：便于运行及管理人员进行数据分析，设有打印功能：详细列出了参数名称、代表含义、所在区域及瞬时值；(3)数据输入：满足运行中煤粉数据、气体成分、每班的实际煤耗等在线输入：按管理权限给出不同的输入范围：(4)报警窗口：超限报警：对超出允许范围的状态值进行报警，可通过确认后忽略。
1．1．2管理系统分为
(1)实时趋势：实时趋势直观的将各个参数变化表示在坐标上；按照计算需要分布于不同的趋势图上，按照从大到小的顺序排列；(2)历史趋势：方便相关人员翻查参数在不同时间段的运行情况，设有时间控件，可追查数据存储范围内的所有记录；(3)报表：是系统的核心，按管理者的习惯要求制作。按照时间跨度范围分为班报、日报、月报和年报，可实现时间前向追查和打印保存：(4)正反平衡效率画面：清晰直观的列出当前一段时间内的锅炉运行效率，由于各计算参量也在同一画面里，便于管理者对比分析：(5)优化建议：吸热部件效率低时弹出，按照经验给出吸热效率的原因并给出可能的原因。
1．2技术难点
1．2．1监测系统
(1)DCS的安全关乎锅炉的安全运行，因此要求独立运行尽量减少可能的不安全因素；监控系统要求真实反映当前锅炉的运行工况，保持与DCS的数据一致。为了解决这个矛盾，本项目对不同的测点采取不同的实施方案，主要有以下两点：①对温度信号(电压信号)采用双支，采用相同的热电偶，同样的补偿导线。相同的转换模块确保温度信号数据的一致；②对压力以及氧含量信号(电流信号)采用与DCS采集板卡串连的形式使底层数据同一，采用双配电方案确保板卡安全。(2)监测主画面根据工艺把介质水、汽、煤流经管道分别用绿、红、黑三色予以区别，清晰直观；对于涉及锅炉经济运行及安全运行的工艺参数实行实时监测，对关键运行参数设置超限报警，对超量程的工艺参数提示运行人员及时调整锅炉的运行参数，并详细记录：参数列表和趋势图可实现即时打印供相关人员分析。
1．2．2管理系统
(1)对吸热部件的热效率计算是本项目的一个难点，锅炉系统是个多变量、强耦合、非线性的系统，必须采用先进的算法才能做到准确地分析；(2)正平衡计算中给煤系数的计算是关键，由于维修和机械磨损带来的偏差对于给煤系数的计算带来了相当的误差，这在正平衡的计算中是不允许的，为此本项目采用对给煤量和给煤机频率累积采用数字滤波技术减少了给煤系数的累积误差和异常波动。(3)适应管理需要在项目中广泛采用趋势和报表的形式向管理者汇总锅炉运行的信息，建立了恰当的经济运行指标体系，有广泛的适用性。运行同一种锅炉的各运行班组采用不同的燃烧方式，适应不同品种、质量的燃料，处于不同的锅炉负荷要求下，各有其自身的特点，因此对其运行经济性的要求应当是有区别的，本项目所建立的经济运行指标体系，使得各班组有较强的可比性，便于热电厂对各运行班组进行横向的对比，对于提高热电厂运行效率意义重大。(4)对吸热部件的效率进行在线评估，对效率低的吸热部件进行分析，分析基础一方面要借鉴文献教材中的经验，另一方面要注重吸收热电厂自身在运行中总结的规律。分析的结果用对话框的方式向运行人员提出合理化建议。(5)基于B,S结构，利用组态软件的动态网页发布功能，使得企业局域网内部管理者及相关人员通过浏览器看到现场实时的运行参数及管理报表，并可以实现在线的煤种变化参数及其他参数的输入：组态软件的海量数据管理使3个月内的数据在不超过两秒的时间正确读出，经过函数关系运算在报表中显示。
2 结束语
通过对热电厂中温中压锅炉在线监测和管理系统的成功实施，为下一步的工作奠定了坚实的基础，总结在系统实现过程中积累的经验和教训，作者认为以后的工作要进行以下的方面：
(1)对给煤皮带秤进行算法改进，先期采用的数字滤波得出的结果仍然不够准确，应对螺旋给煤器的磨损函数进行测算，因此要对螺旋给煤装置应做实验分析取得更多的数据来分析，可以应用神经网络来逼近函数；在q4的计算中如果能有效的处理3.87％等个别大点值，可以在很大程度上降低误差范围。(2)对优化建议的给出进一步的分析，包括建模、分析结果。当主要吸热部件效率低时，应能从采集来的数据分析出准确率超过90％的原因，并能分析出对热效率降低的贡献率：要能进行自学习，不断完善对吸热部件特性的了解。(3)要进一步研究锅炉启动、停止过程，对于监控系统要能识别锅炉异常情况下与管理系统的交互：对管理系统要对启停锅炉过程中的数据与稳态运行的数据予以区别。对锅炉在启停过程中表现出来的各种动特性加以分析对比，可以获得稳态下难以获得的系统品质。