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電磁流量計在冷卻水補水控制系統(tǒng)自動化改造中的應用
冷卻水在循環(huán)使用和水質(zhì)處理過程中,，由于水量的不斷消耗,，需及時補充新的水源,，以保證系統(tǒng)的正常運行和主體廠的生產(chǎn)安全,，因此對系統(tǒng)補水的控制及設備提出了較高的要求，而原系統(tǒng)的補水情況既不能實現(xiàn)遠程監(jiān)視,、補水設備也不能實現(xiàn)遠程自動或手動控制經(jīng)探索實踐,，我們對系統(tǒng)補水進行了控制革新,，*改變了原狀況。本文對這次革新過程進行了論述,。
1,、原系統(tǒng)補水控制簡介
為軋管、管加工二套生產(chǎn)服務的冷卻循環(huán)水處理系統(tǒng),，主要使命是把冷卻水由供水池不問斷地供給用戶,，進行高溫設備的冷卻同時把冷卻后的高溫臟水收購,，經(jīng)物理／化學等處理手段使之能夠再次循環(huán)使用,。在循環(huán)使用中，由于水量的蒸發(fā),、管路損耗,、用戶消耗和跑冒滴漏等因素，冷卻水不斷減少,，因此系統(tǒng)要根據(jù)實際情況及時補充新的水源,，以保證整個系統(tǒng)供／回水的水量平衡和主體廠設備的安全運行。由此,，對系統(tǒng)補水設備和控制提出了較高的要求,，但原補水情況根本不能勝任系統(tǒng)的這種需求。因為對系統(tǒng)的補水是受補水管道上的浮球控制補水閥控制的,，閥的翻開／關閉是由液面上的浮球在水池中視受到水的浮力的大小來決定的,，整個浮球控制補水閥全部為機械式閥門，不帶任何電控信號,。它的工作原理如圖1所示,。
圖1浮球閥工作原理
1一橡膠活塞,；2一彈簧,；3～浮球,；4一閥；5一閥芯
在實際運行中,，經(jīng)常出現(xiàn)水位已到達水池溢流位,，可補水閥還在翻開進行補水,，造成水資源的鋪張,。這是因為浮球控制補水閥準確調(diào)校比較困難,，現(xiàn)場又沒有電信號傳到控制室，造成操作人員對現(xiàn)場補水情況不能做出及時的準確校驗,；在遇到緊急情況和管理人員發(fā)出補水指令時,，對補水設備的遠程控制更是無法實現(xiàn)。而浮在水面上的球體與連桿易損且不宜于人員的維護更換,，鑒于此，我們決定對其進行自動化革新,。
2,、革新方案和原則
我們的革新原則是利用已有的設備和控制系統(tǒng)，實現(xiàn)補水設備的遠程自動／手動控制和過程的時實監(jiān)視,。原控制系統(tǒng)為由西門子SIMATIC S7—400PLC自動控制,，并通過工業(yè)以太網(wǎng)與西雅特的HMI工作站進行通信對現(xiàn)場進行時實監(jiān)控,?？刂凭W(wǎng)絡圖如圖2所示,。革新方案是把由浮球控制的補水閥開啟／關閉動作，改為由水池液位計信號通過PLC程序運算后自動控制,，并能在HMI工作站上進行狀況的時實監(jiān)視和設備的遠程手動操作,。
3、控制自動化革新過程實施
首先,，把水池的液位計模擬信號按照工藝要求在PLC中進行編程處理,，使當液位降到設定的低位時就輸出一個高電瓶信號，而當液位升到設定的高位時,，就復位這個高電瓶輸出信號,。并在信號輸出前設“自動”與“手動”程序選定“按扭節(jié)點”，使之與HMI工作站監(jiān)視畫面上補水閥的“自動”,、“手動”選定按扭相對應,，使人員能對設備進行“手動／自動”選定操作,。這個高電瓶輸出信號經(jīng)“輸出繼電器K1”轉(zhuǎn)換為現(xiàn)場補水閥的開閥控制信號。另外,，在HMI工作站上利用CitectSCADA軟件制作“自動補水閥”監(jiān)視畫面,，把它作為現(xiàn)場的補水閥。在畫面中把可操作和動態(tài)顯示的點制成“變量標簽”使與PLC程序中對應的“節(jié)點”地址相同,，這樣在PLC中進行控制的設備,、在HMI工作站上設備的顯示狀況與現(xiàn)場補水設備狀況相一致。在“自動補水閥”旁設“自動”和“手動”選定按扭,，當選定“手動”按扭時,，“自動補水閥”不受液位計信號的控制，并當用鼠標點擊閥體時,，能彈出附帶有“操作精靈”的對話框,，內(nèi)部有與補水閥相對應的“開閥／關閥”和“確認”操作按扭，操作員能對補水閥進行遠程人為控制,。當選定“自動”按扭時,，補水閥的開啟／關閉*靠液位計信號經(jīng)PLC程序自動控制。補水閥翻開／關閉的輸出控制信號同時作為畫面中設備狀況顯示信號使用,。但由于在運行時,，現(xiàn)場閥門實際是否翻開／關閉、閥門開啟角度,、關閉是否嚴密,、補水量等情況操作人員還是難以掌握。
因此,，我們又在補水管道上設計安裝了電磁流量計,，以對補水流量做出準確計量。補水流量的大小可作為操作員對現(xiàn)場補水情況監(jiān)控的重要參考,。電磁流量計信號所對應的流量值在一定時間內(nèi)的累計還可作為系統(tǒng)藥劑增加量的參考,。將它與水池液位計信號配合，在HMI工作站畫面上進行監(jiān)視,，可保證系統(tǒng)平穩(wěn)運行,。
末了，進行現(xiàn)場設備的革新,。在水池的補水管道上加裝合適的電磁流量計,，去除“浮球3”及連動桿和“閥4”，在“排水管道C”原位置上改裝“控制電磁閥”,，由控制電磁閥實現(xiàn)對補水閥門的開／關控制,。
現(xiàn)場革新后控制方式如圖3所示。將現(xiàn)場有關的信號線和電源線連接到控制室S7—400 PLC控制柜的有關模板上，實現(xiàn)整套設備的控制連接,，如圖4所示,。這樣，不論在HMI工作站畫面上由人員“手動”操做還是由PLC根據(jù)水池液位計信號自動控制,，對補水閥所發(fā)出的開啟(關閉)高電瓶(低電瓶)指令經(jīng)“輸出模板DO”輸出到“輸出繼電器K1”的線圈上,，“輸出繼電器K1”把得到的高電瓶24 VDC信號，通過常開接點實現(xiàn)對現(xiàn)場“控制電磁閥”線圈上220VAC電源的控制,，并通過線圈的得電(失電),，使“控制電磁閥”處于翻開(關閉)狀況，從而*替代了浮球控制實現(xiàn)的工作,。并且,，現(xiàn)場的電信號經(jīng)過PLC處理，*實現(xiàn)了系統(tǒng)補水由液位計信號的準確遠程自動化控制和全過程狀況的實時監(jiān)視,。
4,、革新后記
此革新增加了安全生產(chǎn)的可靠性，根絕了水資源的流失,，并因此減少了投加藥劑的費用,，對環(huán)境的保護也起到了一定的作用。通過一段時期的調(diào)試與運行,，安全效益,、生產(chǎn)效益與社會效益已漸漸體現(xiàn)出來,，從而證明了這次革新取得了成功,。