中南大学附属第三医院锅炉电控系统控制方案

中南大学附属第三医院

锅炉电控系统

控

制

方

案

4T/H燃气（油气两用）蒸汽炉控制方案

本控制系统为417H燃气（油气两用）蒸汽炉控制方案，采用德国

威索原装进口燃气和油气两用燃烧机，全比例调整，控制系统的重要控

制器件采用FI本三菱原装进口器件，采用一台可编程序控制器作为锅炉

控制主机，一台10口寸彩色触摸屏作为显示终端。下面是本方案的详细阐

明。

原理福囹

输出信号

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京统控制动僚及原理

1、全智能化电脑集中控制:

本锅炉除了保留燃气（油气）锅炉的所有特点外，还增长了一种触摸屏以实现人机对话功能，最

重要H勺是：它变化了国内大多数锅炉厂家仅仅采用原进口燃烧机所配程序控制器来控制整个锅炉的不

完善做法，而专门选用世界著名优质名牌一三菱（Mitsubitsi）或西门子（SIEMENS）可编程控制器PLC

与原燃烧器所配带的程序控制器相结合的方式来控制锅炉。这样既保留了原燃烧机程序控制渊口勺点火

控制，又非富和完善了整套锅炉控制程序。包括：

•压力PID+模糊控制程序

•全自动位式给水控制

•炉膛自动吹扫程序

•安全运行联锁保护程序

•停炉保护程序

•各类报警故障程序

•远程监控联网程序

•状态记录程序

•故障诊断分析程序等

2、人机界面操作方式：

采用智能化电脑触摸屏作为人机界面，配有多级全中文菜单，并具有锅炉运行状态模拟图形显示功

能及中文数字显示功能，能实时显示锅炉日勺多种工作参数和运行状态：如火焰燃烧日勺变化状态，前（后）

吹扫过程实时模拟显示，高压点火方式状态显示，各运转设备（水泵，风机）的运行状态。多级弹出

式全中文菜单具有如下子目录菜单：运行状态系统图，故障原因分析表，维修指南，操作阐明书，历

史故障及故障原因记录（黑更子），系统设置和电器测试等等。操作非常简朴以便，无论文化水平高下，

均能很快理解掌握。

3、“黑匣子”功能的故障自动记录与显示：

锅炉（黑匣子）功能的故障自动记录具有自动记录多达1000次故障发生的时间，原因等数据。并

具有合计记录功能：锅炉合计运行时间，点火次数，风机，水泵，燃烧器运行时间等等。

4、参数到达控制目的时的待机自恢复功能和“软着陆”功能：

蒸汽锅炉在蒸汽压力高时具有自动待机功能和压力低时自启动功能；并具有蒸汽压力靠近设定压

力时提前自动变化燃烧负荷，到达设定停炉压力时自动待机，低于设定压力自动启炉燃烧。设计这种

功能我们称之为“软着陆”，既减小了对锅炉的热冲击，又节省了宝贵的燃料，减少了运行成本。

5、联锁保护功能全面，系统高度可靠：

锅炉具有多种联锁保护功能：极低（高）水位报警联锁保护；超压报警联锁保护；水泵，风机过载

联锁保护；火焰故障联锁保护；炉内温度超高联锁保护；点火失败联锁保护；检漏失败保护、燃气压

力失常保护等。

6、多级系统设置保护口令，防止误操作：

智能锅炉全自动控制系统具有三级系统设置保护口令：

顾客操作级：顾客可根据运行需要直接设置，并进行对应口勺参数修改，部分参数修改只有停炉条

件下才能有效。

系统管理级：只有掌握密码的管理人员才能有权力进行壹寻和修改。

工厂程序级：只有掌握密码的工厂程序设计人员才能有权力进行查寻和修改。有效防止误操作。

7、具有丰富的系统升级扩展能力：

锅炉全自动控制系统具有强大的系统升级扩展能力和充足的系统通讯接口，重要运用于：

•多台锅炉联网集中控制

•可与办公室，控制室微机PC连接，便r管理者随时观测理解和指挥管理锅炉系统（距离不超过

2023米）。

•可具有远程监控功能R实现多台锅炉远程监控，无人操作（通过线路支持）

•通过国际互联网系统，我厂可为每台锅炉运行状况进行远程监控和故障诊断

•运用可编程序控制器PLC,未来需要将电气原理线路图进行修改升级时，只需修改程序语言，不

必对实际线路进行任何修改，增长新H勺控制功能和控制元件也变得非常简朴，具有强大H勺实用功能

和广泛的未来适应能力。

8、具有全面完整的传感检测系统

锅炉控制系统为满足不一样顾客对锅炉U勺监控规定，可容许接受、检测、处理各类不一样传感信

号，以真正实现锅炉智能化全自动控制。

•锅炉蒸汽压力传感信号（原则0-5V、4-20mA及其他非标信号）

・排烟温度传感信号（PT100热电阻）

•蒸汽流量传感信号

•燃气流量传感信号等

9.锅炉液位控制工作原理

液位采用位式给水方式。

在锅炉的外侧安装二个锅筒，其中一种锅筒内安放了六个电极棒：公共电极、高水位电极、补充

水位上端电极、补充水位下端电极、低水位电极、极低水位电极。

当水位碰到高水位电极时，停止水泵工作并报警（不影响锅炉工作）：

当补充水位电极下端没有碰到水时，则启动水泵，水位碰到补充水位上端时则关闭水泵；

当低水位电极没有碰到水时，则报警；

当极低水位电极没有碰到水时，则报警并停炉。

10.燃烧控制原理

锅炉启动前的准备工作就绪后，就可启动锅炉。假如是烧气，则需进行检漏，只有当检漏通过后，

才开始对锅炉内进行预吹扫，把炉膛内的残留油吹尽，风门关小一打开点火变压器一打开点火油（气）

阀一点火成功，锅炉进入燃烧状态，此过程符合国标的燃油燃烧器控制程序。

11.蒸汽压力控制原理

将压力传感器所检测到的蒸汽压力，经A/D模块转换送到PLC中，同步可在触摸屏上显示目前蒸

汽压力。触摸屏提供了一种蒸汽压力设定参数，顾客可将蒸汽压力但愿值输入进去，为保证这个值的

安全性，此值有一种设定范围。PLC将所检测到日勺目前蒸汽压力与设定蒸汽压力进行比较，若目前压

力高于设定压力时，PLC输出一种信号控制燃烧器中的比例调整器，使火小某些；若目前压力低于设

定压力时，PLC输出一种信号控制燃烧器中的比例调整器，使火大某些。通过对比例调整器的控制以

保证锅炉蒸汽压力一直在设定值附近微小变化。

12.锅炉独立/联网群控

每台锅炉都可以独立控制和联网群控。

独M控制就是由锅炉自带的控制柜根据所检测到口勺蒸汽压力来控制启停及负荷大小。每台锅炉互无关

系。

联网群控则还需要一种PLC作为主机，根据蒸汽压力来控制四台锅炉日勺启停及每台锅炉的I负荷大小。

例如：当一台锅炉投入到满负荷状态还不能满足需要时，主机会自动将另一台锅炉投入运行以保证需

要。当两台锅炉供气量超过需要时，则会自动关闭一台锅炉以减少不必要的挥霍。

13.联锁控制原理

5.1高水位控制

当液位抵达高水位报警线时，高水位控制器动作，锅炉报警并强制关闭水泵。

5.2极低水位控制

当液位抵达极低水位报警线时，极低水位控制器动作，锅炉报警并停炉。

5.3超高烟温控制

在锅炉的尾部有一种检测尾烟温度U勺控制器，当尾烟温度过高时，报警并停炉。

5.4超高蒸汽压力控制

当蒸汽压力过高时，报警并停炉

5.5水泵、风机过载联锁控制

当水泵过载时，其热继电器跳脱，锅炉报警；

当风机过载时，其热继电器跳脱，锅炉报警并停炉。

14.各控制参数的设定和修改

根据各地现场状况不一样，为使顾客结合自身H勺条件，更好得使用此锅炉，触摸屏内提供了多种

参数可供修改。为防止顾客不现实的设定参数，我们对这些参数都设定了范围，超过了范围的设定，

PLC不予认定。

6.1后吹扫时间

锅炉停炉后，风机并不立即停止工作，而会持续一段时间对•炉膛内还没有完全燃烧日勺燃油（气）

进行吹扫，以使炉膛内保持洁净，这个时间为后吹扫时间。

6.2强制小火燃烧时间

锅炉正常燃烧后，会先小火燃烧•段时间以保证锅炉燃烧状态稳定，这段时间就是强制小火燃烧

时间。这段时间过后，燃烧控制权就交由压力传感器进行控制。

6.3其他参数

其他参数包括密码修改、时钟设定、对比度调整等等。

15.实时数据显示

触摸屏可显示目前H勺蒸汽压力、尾烟温度、燃气流量等数据，使顾客对该锅炉口勺状况有一种全面、

清晰的理解。

在液位显示中采用色标措施显示液位的高下变化。

16.工作状态和参数记录

8.1状态记录

触摸屏可以显示锅炉在工作中的多种状态状况。例如风机、水泵运转状况；锅炉是什么时候开口勺,

什么时候停小J;什么时候点的火，什么时候高压停炉过等等，就像一种锅炉作息表，使顾客对锅炉一

成天或一段时间内的工作状况有一种理解。

8.2工作参数记录

触摸屏记载了各个状态运行的时间。例如风机、水泵总的工作时间；点火点过多少次，故障熄火

熄了几回，工作了多长时间，使顾客对锅炉口勺总体工作状况有一种理解。

17.故障显示及记录

触摸屏也记载了各个故障发生口勺时间及次数，以协助顾客对系统的各个部件有一种整体理解，时

于常常发生H勺故障在设备检修过程中可以有重点H勺进行维护。

在锅炉运行状态中发生了故障时，故障指南菜单会直接显示在目前的工作状态栏上，以指导顾客

尽快排除故障。

18.提供两种操作方式

本系统提供了两套操作方式：自动方式和手动方式。所谓自动就是由PLC来控制程控器启动点火,

负荷大小由PLC控制，所谓手动就是顺控器直接启动，负荷控制由负荷调整器来完毕。一般采用的

方式为自动方式，手动方式只是在PLC出现故障时，为应急时采用。

19.燃烧机

采用德国威索原装进口燃气和油气两用燃烧机，仝比例调整，具有燃烧头，点火装置,

先进的风量调整开关、烟气调整装置、风压保护开关、燃气高下压保护开关、气阀防泄漏

张制、防止爆燃装置、稳压装置、操纵阀、高下呀保护装置等安全保护装置。

20.远程计算机监控系统（此功能为可选项）

•工作原理

计算机监控系统是用PC做终端，用通讯电缆将PC机和锅炉现场的控制系统的主机可编程（PLC）

相连接，进行通讯。该系统可对锅炉现场的状况进行实时监控。通过串口泵可将通讯距离延长至2023

米，也可通过modem及公共网进行远程监控。

・功能

1.可在办公室或其他工作场地实时观测到锅炉现场的运行使用状况。

2.可读到锅炉现场控制系统主机PLC内的所有数据并显示。如锅炉启动状况、蒸汽压力、蒸汽流量、

水位及多种报警等。

3.可将所有数据进行存盘，并可形成数据表、曲线图，也可打印输出。

4.锅炉可以选择现场操作和远程操作，这两种操作的效果都是同样日勺，为防止误操作，当触摸屏或面

板拨钮操作时，PC机只作显示终端；当PC机操作时，触摸屏只作显示用。

•操作

该系统全中文显示，内有操作协助，操作以便简朴，只需移动鼠标即可进行操作。

三、人机界面用客简介

1、初始界面2、主界面

3、运行操作界面3-1

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4记录显示界面4-1

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阐明：以上画面仅供参照，根据现场实际需要还可增长、变动。

四.配塞侪单

4吨威索油气两用电控琴台材料清单

4吨+10寸彩色触摸屏

序号名称型号规格数量单位备注

1电控琴台壳体1200*500*3501台上海新奇生

2可编程控制器FXS30MR1台日本三菱企业

3A970GOT-TBA1台日本三菱企业

人机界面

4A90T-RS41块日本三菱企业

5通讯电缆FX-9GT-CABO1根日本三菱企业

6CF存储卡128M1块口本三菱企业

7BA接口FX1N-485BD1块日本三菱企业

8开关电源S-15-241台台湾明玮

9空气开关EA53BM40A1只日本富士企业

SC-01只日本富士企业

10交流接触器

SC-4-11只口本富上企业

TR-ON/37-11A1只日木富士企业

11热继电器

TR-5-1N/316-22A1只日本富士企业

12水位控制器61F-GP-N3套日本OMRON企业

13中间继电器MY/2N8套日本OMRON企业

14电眼继电器51K1套自制

15数模转换器Y/F-22套自制

16保险RT-182A,4A2套上海茗东熔断器厂

17轴流风机80251套台湾

18蜂鸣器BL-31只台湾

19端子62,2.5260个成都魏德米勒企业

20变压器JBK340VA220/12V1只上海联华变压器厂

21按钮ZB2-BA3C1只上海施耐德企业

22按钮ZB2-BA4C1只上海施耐德企业

23压力传感器4-20mA3MPa1只广州森纳士

24温度传感器0-400度1套北京虹润

25标牌若干套自制

26包装箱1个自制

27电线若干

28线鼻子若干

29线扎、绕线管等辅件若干

30卡轨、高下轨、定位片等固定件

2300KW燃气热水锅炉控制方案

本控制系统为2300KW燃气热水锅炉控制方案，采用德国威索原装

进口燃气燃烧机，全比例调整，控制系统的重要控制器件采用日本三菱

原装进口器件，采用一台可编程序控制器作为锅炉控制主机，一台10

时彩色触摸屏作为显示终端。下面是本方案H勺详细阐明。

五、及理福图

输出信号

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六、金筑控刷加像及原理

1、全智能化电脑集中控制：

本锅炉除了保留燃气锅炉口勺所有特点外，还增长了一种触摸屏以实现人机对话功能，最重要的是:

它变化了国内大多数锅炉厂家仅仅采用原进口燃烧机所配程序控制器来控制整个锅炉的不完善做法，

而专门选用世界著名优质名牌一三菱（Mitsubitsi）或西门子（SIEMENS）可编程控制器PLC与原燃烧器

所配带的程序控制器相结合的方式来控制锅炉。这样既保留了原燃烧机程序控制器口勺点火控制，乂非

富和完善了整套锅炉控制程序。包括：

•压力PID+模糊控制程序

•炉膛自动吹扫程序

•安全运行联锁保护程序

•停炉保护程序

•各类报警故障程序

・远程监控联网程序

•状态记录程序

•故障诊断分析程序等

2、人机界面操作方式：

采用智能化电脑触摸屏作为人机界面，配有多级全中文菜单，并具有锅炉运行状态模拟图形显示功

能及中文数字显示功能，能实时显示锅炉U勺多种工作参数和运行状态：如火焰燃烧的变化状态，前（后）

吹扫过程实时模拟显示，高压点火方式状态显示，各运转设备（水泵，风机）的运行状态。多级弹出

式全中文菜单具有如下子目录菜单：运行状态系统图，故障原因分析表，维修指南，操作阐明书，历

史故障及故障原因记录（黑匣子），系统设置和电器测试等等。操作非常简朴以便，无论文化水平高下，

均能很快理解掌握。

3、“黑匣子”功能的故障自动记录与显示：

锅炉（黑匣子）功能的故障自动记录具有自动记录多达1000次故障发生的时间，原因等数据。并

具有合计记录功能：锅炉合计运行时间，点火次数，风机，水泵，燃烧器运行时间等等。

4、参数到达控制目的时时待机自恢复功能和“软着陆”功能：

热水锅炉在热水温度高时具有自动待机功能和压力低时自启动功能；并具有热水温度靠近设定温

度时提前自动变化燃烧负荷，到达预定停炉温度时自动待机，低于预定启炉温度自动燃烧。设计这种

功能我们称之为“软着陆”，既减小了对锅炉的热冲击，又节省了宝贵的燃料，减少了运行成本。

5、联锁保护功能全面，系统高度可靠：

锅炉具有多种联锁保护功能：超温报警联锁保护；水泵，风机过载联锁保护；火焰故障联锁保护；

炉内温度超高联锁保护；点火失败联锁保护；检漏失败保护、燃气压力失常保护等。

6、多级系统设置保护口令，防止误操作：

智能锅炉全自动控制系统具有三级系统设置保护口令：

顾客操作级：顾客可根据运行需要直接设置，并进行对应日勺参数修改，部分参数修改只有停炉条

件下才能有效。

系统管理级：只有掌握密码的管理人员才能有权力进行查寻和修改。

工厂程序级：只有掌握密码的工厂程序设计人员才能有权力进行查寻和修改。有效防止误操作。

7、具有丰富的系统升级扩展能力：

锅炉全自动控制系统具有强大的系统升级扩展能力和充足的系统通讯接口，重要运用于：

•多台锅炉联网集中控制

•可与办公室，控制室微机PC连接，便于管理者随时观测理解和指挥管理锅炉系统（距离不超过

2023米）。

•可具有远程监控功能，可实现多台锅炉远程监控，无人操作（通过线路支持）

•通过国际互联网系统，我厂可为每台锅炉运行状况进行远程监控和故障诊断

•运用可编程序控制器PLC,未来需要将电气原理线路图进行修改升级时，只需修改程序语言，不

必对实际线路进行任何修改，增长新的控制功能和控制元件也变得非常简朴，具有强大U勺实用功能

和广泛的未来适应能力。

8、具有全面完整的传感检测系统

锅炉控制系统为满足不一样顾客对锅炉H勺监控规定，可容许接受、检测、处理各类不一样传感信

号，以真正实现锅炉智能化全自动控制。

•锅炉出水回水温度及媒水温度传感信号（原则0-5V、4-20mA及其他非标信号）

•排烟温度传感信号（PT100热电阻）

•燃气流量传感信号等

10.燃烧控制原理

锅炉启动前的准备工作就绪后，就可启动锅炉。假如是烧气，则需进行检漏，只有当检漏通过后，

才开始对锅炉内进行预吹扫，把炉膛内的残留油吹尽，风门关小一打开点火变压器一打开点火油（气）

阀一点火成功，锅炉进入燃烧状态，此过程符合国标的燃油燃烧器控制程序。

11.出水温度控制原理

将出水温度传感器所检测到的出水温度，经A/D模块转换送到PLC中，同步可在触摸屏上显示目

前热水温度。触摸屏提供了•种出水温度设定参数，顾客可将出水温度但愿值输入进去，为保证这个

值日勺安全性，此值有一种设定范围。PLC将所检测到欧J目前出水温度与设定出水温度进行比较，若目

前温度高于设定温度时，PLC输出一种信号控制燃烧器中的比例调整器，使火小某些；若目前温度低

干设定温度时,PLC输出一种信号捽制燃烧器中II勺比例调整器,使火大某叱.通过对比例调整器的控

制以保证锅炉出水温度•直在设定值附近微小变化。

12.锅炉独立/联网群控

每台锅炉都可以独立控制和联网群控。

独立.控制就是由锅炉自带的控制柜根据所检测到口勺出水温度来控制启停及负荷大小。每台锅炉互无关

系。

联网群控则还需要一种PLC作为主机，根据蒸汽压力来控制四台锅炉II勺启停及每台锅炉的负荷大小。

例如：当一台锅炉投入到满负荷状态还不能满足需要时，主机会自动将另一台锅炉投入运行以保证需

要。当两台锅炉供热量超过需要时，则会自动关闭一台锅炉以减少不必要的挥霍。

13.联锁控制原理

5.3超高烟温控制

在锅炉的尾部有一种检测尾烟温度H勺控制器，当尾烟温度过高时，报警并停炉。

5.4超高温度控制

当出水温度过高时，报警并停炉

5.5水泵、风机过载联锁控制

当水泵过载时，其热继电器跳脱，锅炉报警;

当风机过载时，其热继电器跳脱，锅炉报警并停炉。

14.各控制参数的设定和修改

根据各地现场状况不一样，为使顾客结合自身的条件，更好得使用此锅炉，触摸屏内提供了多种

参数可供修改。为防止顾客不现实的设定参数，我们对这些参数都设定了范闱，超过了范围的I设定，

PLC不予认定。

6.1后吹扫时间

锅炉停炉后，风机并不立即停止工作，而会持续一段时间对炉膛内还没有完全燃烧的燃油（气）

进行吹扫，以使炉膛内保持洁净，这个时间为后吹扫时间。

6.2强制小火燃烧时间

锅炉正常燃烧后，会先小火燃烧一段时间以保证锅炉燃烧状态稳定，这段时间就是强制小火燃烧

时间。这段时间过后，燃烧控制权就交由温度传感器进行控制。

6.3其他参数

其他参数包括密码修改、时钟设定、对比度调整等等，

15.实时数据显示

触摸屏可显示目前H勺出水温度、尾烟温度、燃气流量等数据，使顾客对该锅炉H勺状况有一种全面、

清晰的理解。

16.工作状态和参数记录

8.1状态记录

触摸屏可以显示锅炉在工作中的多种状态状况。例如风机、水泵运转状况；锅炉是什么时候开欧J,

什么时候停的I;什么时候点的火，什么时候高温停炉过等等，就像一种锅炉作息表，使顾客对锅炉一

成天或一段时间内的工作状况有一种理解。

8.2工作参数记录

触摸屏记载了各个状态运行日勺时间。例如风机、水泵总日勺工作时间；点火点过多少次，故障熄火

熄了几回，工作了多长时间，使顾客对锅炉的总体工作状况有一种理解。

17.故障显示及记录

触摸屏也记我了各个故障发生日勺时间及次数，以协助顾客对系统的各个部件有一种整体理解，对

于常常发生口勺故障在设备检修过程中可以有重点U勺进行维护。

在锅炉运行状态中发生了故障时，故障指南菜单会直接显示在目前的工作状态栏上，以指导顾客

尽快排除故障。

18.提供两种操作方式

本系统提供了两套操作方式：自动方式和手动方式。所谓自动就是由PLC来控制程控器启动点火,

负荷大小由PLC控制，所谓手动就是顺控器直接启动，负荷控制由负荷调整器来完毕。一般采用的

方式为自动方式，手动方式只是在PLC出现故障时，为应急时采用。

19.燃烧机

采用德国威索原装进口燃气和油气两用燃烧机，全比例调整，具有燃烧头，点火装置，

先进的风量调整开关、烟气调整装置、风压保护开关、燃气高下压保护开关、气阀防泄漏

张制、防止爆燃装置、稳压装置、操纵阀、高下呀保护装置等安全保护装置。

20.远程计算机监控系统（此功能为可选项）

•工作原理

计算机监控系统是用PC做终端，用通讯电缆将PC机和锅炉现场的控制系统的主机可编程（PLC）

相连接，进行通讯。该系统可对锅炉现场的状况进行实时监控。通过串口泵可将通讯距离延长至2023

米，也可通过modem及公共网进行远程监控。

・功能

1.可在办公室或其他工作场地实时观测到锅炉现场的运行使用状况。

2.可读到锅炉现场控制系统主机PLC内的所有数据并显示。如锅炉启动状况、蒸汽压力、蒸汽流量、

水位及多种报警等。

3.可将所有数据进行存盘，并可形成数据表、曲线图，也可打印输出。

4.锅炉可以选择现场操作和远程操作，这两种操作的效果都是同样日勺，为防止误操作，当触摸屏或面

板拨钮操作时，PC机只作显示终端；当PC机操作时，触摸屏只作显示用。

操作

该系统全中文显示，内有操作协助，操作以便简朴，只需移动鼠标即可进行操作。

七、人机界面佝家荷介:

1、初始界面2、顾客密码界面

3、主界面4、运行操作

界面4-1界面4・2

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设定温度:度

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希望温度:10.0度停火

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不分段设定，

界面4-55注意事项

点作注意事瞅

正操作大员必须熟悉说明书技锅炉系统，需

持证上岗］:工w-lgm-

2.不可用关专兑物件接触触摸屏，并保持其产

3,设好锅中的日常维护保养,并记前

4.严格锅:■户操作规程」保持水质达标！

如遇有疑问或话能拚除的故障域与祓加特

种锅耕，一或当地办聿处联系。

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6协助7记录显示

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1.选项1和2：常用功能，操作人员读用.记

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服务热线，^0571-WM50

阐明：以上画面仅供参照，根据现场实际需要还可增长、变动八

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2300KW威索燃气热水炉锅妒电控琴台材料清单