工业网络与组态技术课件 项目一一知识咨询

生活垃圾从“填埋”走向“焚烧”项目一：知识咨询生活垃圾从“填埋”走向“焚烧”项目一：知识咨询生活垃圾严重污染环境

垃圾堆肥产品很多时候销路较少；处理过程中的恶臭难以控制；我国垃圾大多是混合收集，没有分类处理，且处理过程复杂，分类不彻底，堆肥产品的质量不过关。生活垃圾主要处理方式堆肥处理这是我国传统沿用的垃圾填埋方式，其特征是：基本上没有什么工程措施，或仅有部分工程措施，也谈不上执行什么环保标准。目前我国约有50%的城市生活垃圾填埋场属于IV级填埋场。IV级填埋场为衰减型填埋场，它不可避免地会对周围的环境造成严重污染。生活垃圾主要处理方式填埋处理

由于垃圾在填埋中有机物较多，垃圾降解过程中散发大量的恶臭，且产生的垃圾渗滤液成分复杂，给填埋场的运营和管理带来诸多麻烦，二次污染比较难以控制。缺点：垃圾全量填埋也使部分可回收物直接埋于地下，造成了资源的浪费。因此许多国家颁布了填埋禁令，禁止将原生垃圾直接填埋，必须进行适当的处理和利用后，到垃圾中有机成分不超过5％时才能进行填埋处置。生活垃圾主要处理方式填埋处理焚烧技术已成为垃圾无害化、减量化和资源化的最有效的技术手段。无害化彻底：高温焚烧可使垃圾中有害成分得到完全分解。减量化效果好：焚烧处理可使城市垃圾的体积减少80%～90%。有利于资源再利用：垃圾焚烧产生的余热可用来发电或供热,炉渣可做建筑材料、做砖等。生活垃圾主要处理方式焚烧处理综合效率高：焚烧处理发电厂占地面积小，可靠近市区，既可以节约土地，又可减少运输成本。城市生活垃圾焚烧发电运行管理:提高管理效率，控制污染物排放，保障公众利益，减少垃圾包围城市污染环境，更好地处理生活垃圾变废为宝是国家提倡的公益项目工程，城市生活垃圾焚烧发电处理关系到民生及社会稳定的大事。生活垃圾主要处理方式焚烧处理下一讲见走进垃圾发电厂项目一：知识咨询走进垃圾发电厂项目一：知识咨询垃圾焚烧发电系统工艺流程垃圾焚烧发电系统工艺流程称重垃圾坑焚烧炉锅炉脱硫反应塔布袋烟囱引风机汽轮机制浆机发电机出渣机筛选机灰渣填埋细灰细灰细灰残渣生活垃圾上网水石灰活性炭烟气垃圾收集垃圾地磅房称重垃圾焚烧发电系统构成1.垃圾的接收与存储垃圾焚烧发电厂首先需要收集和接收来自城市和工业区域的垃圾，并经过工厂地磅房进行称重。垃圾卸到垃圾池垃圾卸料平台垃圾倒入垃圾池发酵3-7天，垃圾中的水分蒸发及渗出，含水量降低利于燃烧，渗滤液收集到渗滤液池内，送到渗滤液处理站进行处理达标排放。垃圾焚烧发电系统构成1.垃圾的接收与存储垃圾吊操作人员进行投料垃圾经过充分发酵后，在投料时充分搅拌均匀，投入锅炉料斗进行焚烧处理。垃圾焚烧发电系统构成1.垃圾的接收与存储垃圾焚烧发电系统构成2.垃圾的燃烧

垃圾在炉排上通过三个区段:预热干燥段、燃烧段和燃烬段。垃圾在炉排上着火，热量不仅来自炉膛的辐射和烟气的对流，还来自垃圾层的内部。炉排上已着火的垃圾通过炉排的往复运动，产生强烈的翻转和搅动，引起底部的垃圾燃烧。连续的翻转和搅动也使垃圾层松动、透气性加强，有利于垃圾的干燥、着火、燃烧和燃烬。垃圾焚烧发电系统构成2.垃圾的燃烧焚烧烟气经余热锅炉回收热量后（温度190～240℃）进入脱酸反应塔，烟气中的酸性物质（HCl、SO2等）与雾化的石灰浆液滴充分反应，调温水随石灰浆液雾化并蒸发，从而调节烟气温度。在反应塔出口烟道喷入Ca（OH）2和活性炭粉末，烟气中未去除完的酸性污染物与Ca（OH）2继续反应去除，二噁英和汞等重金属则被活性炭吸附。烟尘进入袋式除尘器后被滤袋分离出来，收集下来的粉尘经刮板输送机输送至灰仓。布袋除尘器净化后的洁净烟气通过引风机送入钢制烟囱外排。垃圾焚烧发电系统构成3.烟气净化系统

焚烧烟气经余热锅炉回收热量后（温度190～240℃）进入脱酸反应塔，烟气中的酸性物质（HCl、SO2等）与雾化的石灰浆液滴充分反应，调温水随石灰浆液雾化并蒸发，从而调节烟气温度。焚烧烟气经余热锅炉回收热量后（温度190～240℃）进入脱酸反应塔，烟气中的酸性物质（HCl、SO2等）与雾化的石灰浆液滴充分反应，调温水随石灰浆液雾化并蒸发，从而调节烟气温度。在反应塔出口烟道喷入Ca（OH）2和活性炭粉末，烟气中未去除完的酸性污染物与Ca（OH）2继续反应去除，二噁英和汞等重金属则被活性炭吸附。烟尘进入袋式除尘器后被滤袋分离出来，收集下来的粉尘经刮板输送机输送至灰仓。布袋除尘器净化后的洁净烟气通过引风机送入钢制烟囱外排。

在反应塔出口烟道喷入Ca(OH)2和活性炭粉末，烟气中未去除完的酸性污染物与Ca(OH)2继续反应去除，二噁英和汞等重金属则被活性炭吸附。烟尘进入袋式除尘器后被滤袋分离出来，收集下来的粉尘经刮板输送机输送至灰仓。布袋除尘器净化后的洁净烟气通过引风机送入钢制烟囱外排。垃圾焚烧发电系统构成3.烟气净化系统垃圾焚烧发电系统构成4.发电系统锅炉将垃圾燃烧，加热锅炉中的水，把水变成高温高压的蒸汽。汽轮机以蒸汽的热能，去推动汽轮机高速（3000转/分钟）旋转，汽轮机带动发电机转子以同样的速度旋转。垃圾焚烧发电系统构成4.发电系统发电机的转子是一个转动的电磁铁，通入直流电流后产生磁场，这个磁场在汽轮机的带动下转动，磁场的磁力线切割发电机定子线圈，就在定子线圈内产生感应电势。将这个感应电势用导线连接出来，就获得了发电机发出的三相交流电，将这个三相交流电送到升压变压器升压后输送至电网。下一讲见PLC与DCS对比项目一：知识咨询PLC与DCS对比项目一：知识咨询

PLC（ProgrammableLogicController）：可编程逻辑控制器。是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作电子系统。它采用一种可编程的存储器，在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，通过数字式或模拟式的输入输出来控制各种类型的机械设备或生产过程。PLC与DCS定义对比1.

PLC的定义PLC是一种具有微处理器的用于自动化控制的数字运算控制器，可以将控制指令随时载入内存进行储存与执行。可编程控制器由CPU、指令及数据内存、输入/输出接口、电源、数字模拟转换等功能单元组成。早期的可编程逻辑控制器只有逻辑控制的功能，所以被命名为可编程逻辑控制器，后来随着不断地发展，这些当初功能简单的计算机模块已经有了包括逻辑控制、时序控制、模拟控制、多机通信等各类功能，PLC与DCS定义对比1.

PLC的定义名称也改为可编程控制器，但是由于它的简写PC与个人电脑(PersonalComputer)的简写相冲突，加上习惯的原因，人们还是经常使用可编程逻辑控制器这一称呼，并仍使用PLC这一缩写。

DCS（DistributedControlSystem）:分布式控制系统，是以微处理器为基础，采用控制功能分散、显示操作集中、兼顾分而自治和综合协调的设计原则的新一代仪表控制系统，主要用于过程自动化。DCS也可译为“集散控制系统”。它采用控制分散、操作和管理集中的基本设计思想，采用多层分级、合作自治的结构形式。其主要特征是它的集中管理和分散控制。目前DCS在电力、冶金、石化等各行各业都获得了极其广泛的应用。PLC与DCS定义对比2.

DCS的定义

DCS通常采用分级递阶结构，每一级由若干子系统组成，每一个子系统实现若干特定的有限目标，形成金字塔结构。可靠性是DCS发展的生命，要保证DCS的高可靠性主要有三种措施：一是广泛应用高可靠性的硬件设备和生产工艺；二是广泛采用冗余技术；三是在软件设计上广泛实现系统的容错技术、故障自诊断和自动处理技术等。当今大多数集散控制系统的MTBF（平均故障间隔时间）可达几万甚至几十万小时。PLC与DCS定义对比2.

DCS的定义美国罗克韦尔A-B德国西门子法国施耐德日本三菱、欧姆龙PLC与DCS厂商对比常用PLC品牌美国通用电气GEFanuc瑞士ABB日本横河中国中控、和利时、台达常用DCS品牌

DCS系统具备监视控制和逻辑控制功能，但基本上用在较大的系统中和一些控制要求高的系统中，价格上昂贵一些。一些企业中会包含3种系统，SCADA作为生产管理级的上位监视，DCS实现复杂控制，而PLC实现单机及简单控制。而现在的PLC系统和DCS系统几乎没什么差别了。都具有了板载监视功能。SCADA和DCS系统的硬件设备基本相同。在速度方面SCADA有优势，在安全方面DCS有优势。SCADA可以理解为由多个HMI组成。PLC与DCS特点对比相同点现在的PLC都在向DCS进行靠近，一些高端的PLC已经和DCS所具备的功能一模一样。而DCS也汲取了PLC的一些特长，例如PLC的5种编程语言：LD（梯形图）、SFC（顺控图）、FBD（功能框）、ST（结构文本）、IL（指令表），都已引入DCS的编程中。不同点DCSPLC硬件上位机、网络、控制器、I/O接口、现场仪表等单一的控制器软件上位机组态软件、控制器编程软件、通讯接口软件、操作及设计画面人机接口软件等控制器编程软件运算周期相对长由于点数少，周期快特点集中管理，分散控制顺序扫描机制，以时间基准的控制，用于单一控制单元小系统发展运算速度的提升，管理层级的延伸，冗余技术的引入人机设备的加入，系统方向的完善PLC与DCS特点对比下一讲见一分钟了解组态软件项目一：知识咨询一分钟了解组态软件项目一：知识咨询“组态”来自英文单词configuration，有对计算机控制系统像搭积木块一样进行组合、配置的含义。由于不同的用户对计算机监控系统的要求差别很大，如人机界面的设计和系统硬件的配置等都不会相同，而开发商又不能为每一个用户专门开发监控系统，所以就预先研制了一个软件平台，让这个软件平台中含有制作人机界面时常用的元件图形库，含有一般控制系统中常用的板卡、智能仪表、智能模块、PLC等硬件设备的驱动程序库等。用户在这个软件平台上进行二次开发的过程就称为组态，相应的开发平台称为组态软件。整个配置过程都是简单的填写表格、回答对话框和利用图库，基本不需要编程或只进行少量的编程。由此可以设计出一个完整的、实用的上位机监控系统。组态与组态软件组态软件是20世纪80年代中期随着集散系统DCS的诞生而出现的，当时集散系统的厂商只将本公司生产的控制设备（如板卡、智能仪表、智能模块等）的图形和驱动程序集中在一起制作成库，供用户设计时选用，组态软件的种类这样的组态软件是依赖于硬件的，不同的集散系统厂商开发的组态软件只能适用于本公司生产的硬件设备，不可互相替代。直到现在仍有一些这样的组态软件在流行，如美国A-B(Allen-Bradley)公司的RSView32、德国西门子公司的WinCC等就是这种专用组态软件。随着PC机可靠性的不断提高和在工控领域的普及发展，以及世界上许多工控厂商主动公开通信协议，加入基于工业PC机的控制行列，于是又诞生了一些通用组态软件。目前世界上流行的组态软件有几十种，我国的通用组态软件开发也有近20年的历史，目前国内较大的组态软件开发公司和产品有北京亚控公司的组态王Kingview、北京三维力控公司的PCAuto、北京昆仑通态公司的MCGS等。组态软件的种类组态控制技术诞生标志着工业控制技术发展到了一个成熟的阶段。在此期间各家公司之间互相借鉴、互相学习、取长补短，使组态软件的功能趋于同化，归纳起来各个组态软件的共同特点有：组态软件的特点1.实时性与多任务

例如，数据采集与处理、显示与输出、存储与检索、人机对话与实时通信等多个任务要在同一台计算机上进行。2.可靠性与系统冗余

各组态软件都提供了一套比较完善的安全机制，如界面上所有可操作的东西都具有安全级别和操作权限，防止误操作和非法操作。具有故障诊断和处理功能，一些组态软件还具有热备体系支持网络冗余。3.通用化与行业化

在开发通用版本的同时，各家公司也十分注重根据不同行业的特点开发不同领域的专业版本，如石油版、电力版、嵌入式系统版等。组态软件的特点4.标准通信与接口开放

采用标准通信技术与外部设备接口，如ODBC、OPC、DDE数据交换技术。5.可扩展性与二次开发

当用户的企业发展壮大，原有的计算机控制规模需要扩大时，组态软件具有方便的、像搭接积木一样灵活的扩展能力。6.网络控制与远程控制目前组态软件已不局限于早期的单机版，具有网络控制功能的组态软件可以连接成对等网，也可以连接成服务器/客户机的结构。计算机网络控制的发展正在向以太网靠拢，通过网卡将各种控制设备挂接在Internet网上，实施远程控制，打破了由Ethernet/Controlnet/Devicenet三层网络组成的控制结构，出现了“一网拉平”的概念，即每个工控设备都具有独立的IP地址，通过Internet网直接进行通信和远程控制。组态软件的特点7.内部数据库与外部数据库

组态软件都具有内嵌的数据库系统和报表格式，但一些用户往往需要使用第三方软件来处理采集的数据，即要求使用通用数据库来存放采集的数据，如Oracle、Sybase、MicrosoftAccess、MicrosoftSQLServer等。所以组态软件还具有和通用外部数据库的接口。8.复杂运算与软逻辑控制

随着计算机控制技术的深入发展，组态软件功能早已突破了单纯的数据采集和人机界面设计，目前已将可编程控制器PLC具有的一些复杂运算（如PID运算）功能植入到组态软件中，称为软PLC或软逻辑控制。下一讲见组态软件是如何进行”监控“的项目一：知识咨询组态软件是如何进行”监控“的项目一：知识咨询监控组态软件的构成在一个自动监控系统中，投入运行的监控组态软件就是系统的数据采集处理中心、远程监控中心和数据转发中心，处于运行状态的监控组态软件与各种控制、检测设备（如DCS、PLC、智能仪表等）共同构成快速响应控制中心。控制方案和算法一般在设备上组态并运行，也可以在PC上组态，然后再下装到设备中心去执行，具体要根据设备的要求而定。监控组态软件投入运行后，操作人员可以在其支持下完成以下6项任务：监控组态软件的作用查看生产现场的实时数据及流程画面；监控组态软件投入运行后，操作人员可以在其支持下完成以下6项任务：监控组态软件的作用自动打印各种实时/历史生产报表；监控组态软件投入运行后，操作人员可以在其支持下完成以下6项任务：监控组态软件的作用自由浏览各个实时/历史趋势画面；监控组态软件投入运行后，操作人员可以在其支持下完成以下6项任务：监控组态软件的作用及时得到并处理各种过程报警和系统报警等；监控组态软件投入运行后，操作人员可以在其支持下完成以下6项任务：监控组态软件的作用在需要时，人为地干预生产过程、修改生产过程参数和状态；监控组态软件投入运行后，操作人员可以在其支持下完成以下6项任务：监控组态软件的作用与管理部门的计算机联网，为管理部门提供生产的实时数据。下一讲见MCGS软件介绍项目一：知识咨询MCGS软件介绍项目一：知识咨询MCGS(MonitorandControlGeneralSystem)是北京昆仑通态自动化软件科技有限公司研发的一套基于Windows平台的，用于快速构造和生成上位机监控系统的组态软件系统。它能够在基于Microsoft的各种32位Windows平台上运行，通过对现场数据的采集处理，以动画显示、报警处理、流程控制和报表输出等多种方式向用户提供解决实际工程问题的方案，它充分利用了Windows图形功能完备、界面一致性好、易学易用的特点，比以往使用专用机开发的工业控制系统更具有通用性，在自动化领域有着更广泛的应用。MCGS组态软件简介MCGS组态环境：用户在MCGS组态环境中完成动画设计、设备连接、编写控制流程、编制打印报表等组态工作，生成组态结果数据库。MCGS运行环境：运行组态结果数据库，实现现场设备与过程控制。类似于编程类似于解释运行类似于编程类似于源代码MCGS组态软件整体结构菜单设计设置工程属性设定存盘结构添加工程设备连接设备变量注册设备驱动创建动画显示设置报警窗口人机交互界面定义数据变量定义中间变量编写控制流程使用功能构件主控窗口设备窗口实时数据库运行策略用户窗口MCGS组态环境MCGS组态环境五大组成部分MCGS如何与设备进行通讯MCGS通过设备驱动程序与外部设备进行数据交换。包括数据采集和发送设备指令。每个驱动程序独占一个线程，达到互不干扰的目的。MCGS如何产生动画效果MCGS为每一种基本图形元素定义了不同的动画属性，如：一个长方形的动画属性有可见度，大小变化，水平移动等，每一种动画属性都会产生一定的动画效果。所谓动画属性，实际上是反映图形大小、颜色、位置、可见度、闪烁性等状态的特征参数。如何对工程运行流程实施有效控制MCGS开辟了专用的“运行策略”窗口，建立用户运行策