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西門(mén)子ＰＬＣ在火電廠(chǎng)自動(dòng)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用
閱讀：1524 發(fā)布時(shí)間：2013-11-12１．１水系統(tǒng)
水系統(tǒng)主體設(shè)備主要包括雙介質(zhì)過(guò)濾器４臺(tái),活性炭過(guò)濾器４臺(tái),精密過(guò)濾器兩臺(tái),反滲透裝置兩套,除碳器一套,一級(jí)混床三臺(tái),二級(jí)混床兩臺(tái),。所有設(shè)備由不同的管道相連構(gòu)成化學(xué)補(bǔ)給水處理系統(tǒng),。從生水泵來(lái)的生水首優(yōu)良入雙介質(zhì)過(guò)濾器除去大顆粒懸浮物等雜質(zhì),再進(jìn)入活性碳過(guò)濾器處理,使水的濁度和導(dǎo)電度達(dá)到一定的標(biāo)準(zhǔn)后經(jīng)精密過(guò)濾器進(jìn)入反滲透裝置,除去大量的含鹽離子,此時(shí)的水變?yōu)榈?淡水進(jìn)入除碳器除去ＣＯ２后進(jìn)入混床進(jìn)行再次除鹽處理,使水的導(dǎo)電度和ＳｉＯ２的含量達(dá)到設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)后才能送入主廠(chǎng)房,。水系統(tǒng)主要檢測(cè)的對(duì)象有ＰＨ值,、導(dǎo)電度,、流量,、壓力、濁度和ＳｉＯ２含量等,此外,雙介質(zhì)過(guò)濾器,、活性碳過(guò)濾器以及一,、二級(jí)混床的樹(shù)脂一旦失效就需要再生處理,反滲透裝置每次運(yùn)行結(jié)束后也需要清洗等,這些工作都需要計(jì)算機(jī)和西門(mén)子ＰＬＣ程序控制來(lái)完成。
１．２酸堿再生系統(tǒng)
酸堿再生系統(tǒng)的主要作用是將混床里失效的樹(shù)脂利用酸堿置換反應(yīng)還原為合格的樹(shù)脂,供混床制水使用,。在制水過(guò)程中,當(dāng)混床運(yùn)行時(shí)間過(guò)長(zhǎng)時(shí)樹(shù)脂會(huì)吸附大量的含鹽離子,導(dǎo)致樹(shù)脂失效,此時(shí)產(chǎn)品水中的導(dǎo)電度和ＳｉＯ２的含量會(huì)明顯增大,這就需要對(duì)樹(shù)脂加酸加堿做再生處理,通過(guò)酸堿置換反應(yīng)使樹(shù)脂還原為合格的樹(shù)脂,這時(shí)混床才能參與制水,。從酸堿儲(chǔ)存槽來(lái)的酸和堿分別儲(chǔ)存在酸堿罐中,加酸加堿時(shí),酸堿濃度要控制在一定的范圍才行,一般酸堿濃度為０．１～０．１５,這些都要在系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況來(lái)確定,酸堿再生系統(tǒng)主要檢測(cè)的參數(shù)為酸堿濃度、酸堿槽和酸堿箱的液位等,。
１．３氣系統(tǒng)
氣系統(tǒng)主要是來(lái)自主廠(chǎng)房的壓縮空氣,壓縮空氣分為程控用氣和再生用氣兩部分,程控用氣主要是供給電磁閥箱來(lái)控制氣動(dòng)閥門(mén)的,而再生用氣是供給雙介質(zhì)過(guò)濾器和混床再生空氣擦洗時(shí)使用,。氣系統(tǒng)要保證有一定的氣壓,壓力范圍為０．５～０．６ＭＰａ,壓力過(guò)高會(huì)使管道和床體憋壓,壓力太低閥門(mén)將動(dòng)作緩慢甚至操作無(wú)效,因此氣壓是本系統(tǒng)的重要參數(shù)。
２．１系統(tǒng)構(gòu)成及控制要求
程控系統(tǒng)是以西門(mén)子ＰＬＣ和計(jì)算機(jī)為核心組成的對(duì)化學(xué)水處理系統(tǒng)操作實(shí)行程序自動(dòng)控制的裝置,。系統(tǒng)所有的監(jiān)控操作都是在計(jì)算機(jī)上完成的,通過(guò)ＣＲＴ監(jiān)測(cè)現(xiàn)場(chǎng)各設(shè)備的狀態(tài)和參數(shù),來(lái)分析閥門(mén),、水泵以及過(guò)濾器、混床和反滲透裝置等的運(yùn)行狀態(tài),、水質(zhì)的好壞,如ＰＨ值,、導(dǎo)電度、流量,、壓力,、濁度和ＳｉＯ２等。上位機(jī)為運(yùn)行人員提供了極為方便的操作方式和控制對(duì)象選擇菜單,運(yùn)行人員選擇菜單內(nèi)容來(lái)決定自己所喜歡的操作方式,通過(guò)發(fā)布操作指令來(lái)控制和監(jiān)測(cè)現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行設(shè)備,。打印機(jī)可隨時(shí)打印各種報(bào)表,從報(bào)表上分析運(yùn)行設(shè)備的各種參數(shù),進(jìn)而分析水質(zhì)的優(yōu)劣,。音箱是作為系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)報(bào)用的,系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中當(dāng)檢測(cè)到有故障時(shí)會(huì)發(fā)出報(bào)聲音,提醒運(yùn)行人員注重并通知檢修人員及時(shí)修理故系統(tǒng)運(yùn)行之前過(guò)濾器和混床里必須有合格的樹(shù)脂才能保證有效的出水水質(zhì)。一旦樹(shù)脂失效,將影響出水水質(zhì),此時(shí)必須投運(yùn)備用過(guò)濾器和混床,同時(shí)將不合格的樹(shù)脂進(jìn)行再生處理,。系統(tǒng)流程圖如圖１所示,。
２．２系統(tǒng)的組態(tài)
系統(tǒng)的組態(tài)對(duì)一個(gè)控制系統(tǒng)的配置來(lái)說(shuō)相當(dāng)重要,整個(gè)系統(tǒng)的自動(dòng)化程度與其有著密切關(guān)系,它直接影響著整個(gè)系統(tǒng)操作功能的順利實(shí)現(xiàn),所以在對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行組態(tài)之前,必須搞清楚系統(tǒng)的所有受控對(duì)象以及參與控制的所有設(shè)備。由于化水處理系統(tǒng)涉及的受控對(duì)象比較多,有一百多個(gè)氣動(dòng)閥門(mén),、電動(dòng)閥門(mén),、除碳風(fēng)機(jī)、反洗水泵,、加藥泵,、攪拌機(jī)以及淡水泵、除鹽水泵等,還有幾十路模擬量的監(jiān)控,所以必須考慮所有的控制點(diǎn)數(shù),然后給每個(gè)輸入或輸出點(diǎn)一個(gè)Ｉ／Ｏ位,這樣就可以計(jì)算出所有的Ｉ／Ｏ點(diǎn)數(shù),。
西門(mén)子ＰＬＣ的型號(hào)一般來(lái)說(shuō)由用戶(hù)自己確定,但是設(shè)計(jì)人員應(yīng)當(dāng)根據(jù)系統(tǒng)的大小和控制對(duì)象的復(fù)雜程度來(lái)作出合理的推薦,幫助用戶(hù)進(jìn)行系統(tǒng)選型,因?yàn)槊總€(gè)系統(tǒng)的大小和控制的對(duì)象都不相同,其運(yùn)行的工藝流程也各不一樣,對(duì)它們的控制編程方式也不同,因此對(duì)西門(mén)子ＰＬＣ內(nèi)存容量的要求也不一樣,這就要求進(jìn)行全面地分析,使整個(gè)控制系統(tǒng)的配置更加完善,。當(dāng)所選西門(mén)子ＰＬＣ的型號(hào)確定時(shí),根據(jù)所選西門(mén)子ＰＬＣ系統(tǒng)Ｉ／Ｏ單元的點(diǎn)數(shù)來(lái)確定Ｉ／Ｏ模塊的數(shù)量,再根據(jù)Ｉ／Ｏ模塊的數(shù)量和所選機(jī)架上的槽數(shù)來(lái)確定所要使用的機(jī)架數(shù)（包括擴(kuò)展機(jī)架）。一般來(lái)說(shuō),Ｉ／Ｏ點(diǎn)數(shù)zui后要留出足夠的余量（１５左右）作為備用,便于將來(lái)系統(tǒng)增容擴(kuò)建或改造,。
由于該電廠(chǎng)的非凡原因和技術(shù)要求,需要配置上位計(jì)算機(jī)來(lái)參與操作和監(jiān)控,對(duì)上位機(jī)的要求是能夠模擬顯示整個(gè)系統(tǒng)當(dāng)前的運(yùn)行狀況,、工藝參數(shù)趨勢(shì)及棒形圖,、實(shí)時(shí)打印歷史記錄及報(bào)表、實(shí)時(shí)報(bào)警以及顯示系統(tǒng)運(yùn)行程序的步序和運(yùn)行時(shí)間等,操作系統(tǒng)要求鼠標(biāo)點(diǎn)動(dòng)每個(gè)閥門(mén)和各個(gè)水泵,、風(fēng)機(jī)等,要求提示運(yùn)行人員操作的步序,而且操作簡(jiǎn)單易懂,誤操作時(shí)不會(huì)出現(xiàn)安全和技術(shù)事故,能夠及時(shí)解除誤操作等意外情況的發(fā)生,。西門(mén)子ＰＬＣ與上位機(jī)進(jìn)行實(shí)時(shí)通訊,操作并治理整個(gè)系統(tǒng),兩臺(tái)上位機(jī)一臺(tái)運(yùn)行,一臺(tái)備用,并且能夠同時(shí)互相進(jìn)行切換,因此還需配置通訊模塊,網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)等使整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行和操作更加方便,。整個(gè)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)為雙ＣＲＴ 西門(mén)子ＰＬＣ組成工業(yè)控制局域網(wǎng),兩臺(tái)計(jì)算機(jī)上有以太網(wǎng)卡,通過(guò)雙絞線(xiàn)與交換機(jī)相連,雙絞線(xiàn)接口為ＲＪ-４５,網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為星型連接,網(wǎng)絡(luò)協(xié)議為ＴＣＰ／ＩＰ,。西門(mén)子ＰＬＣ主機(jī)架上安裝以太網(wǎng)模塊,通過(guò)雙絞線(xiàn)與交換機(jī)相連,西門(mén)子ＰＬＣ主機(jī)通過(guò)同軸電纜與ＲＩＯ各遠(yuǎn)程站連接。在這樣的系統(tǒng)配置中,兩臺(tái)計(jì)算機(jī)既可以共享數(shù)據(jù),互為備用,也可以作為西門(mén)子ＰＬＣ的編程器,對(duì)西門(mén)子ＰＬＣ進(jìn)行編程和維護(hù),。