摘要:着重从化学补给水的系统结构到ＰＬＣ的组态和软件设计等方面做了研究和总结。由于ＰＬＣ具有运行稳定性和高靠得住性等特点,它与工控制计较机连网对于电厂化学水处置系统进行自动控制具有其怪异的势。
要害词:ＰＬＣ;化学水处置;控制系统
中图分类号:ＴＰ２７３文献标识码:Ｂ文章编号:１００５—７２７７(２００３)０４—００５１—０４
作者简介:杨继宗（１９６９-）,男,工程师,结于西安理工年夜学动力工程系,持久在天水电气传动研究所从事自动化工程项目及控制理论的技术设计和科研开发工作。薛岩男,结于西北师范年夜学计较机系,讲师。现任教于甘肃工职技术学院,主要从事电子电器工程技术的开发研究和教授教养工作。陈启和（１９７０-）,男,兰州年夜学ＭＢＡ硕士研究生结,现在甘肃省企工委工作,主要从事自动化技术领域的开发设计和现代企治理的研究工作。
１化学补给水系统的结构组成
以国内某电厂为例,先介绍化学补给水处置系统的基本组成。该电厂二期工程装设两台１３．５万千瓦机组,化学补给水处置系统采用中压系统,主要功能是用来将水源地来的清水经过滤器和反渗透装配等装备预处置,再经由过程混床二级除盐处置变为适合主厂房汽锅用的除盐水,供主厂房汽锅与汽机发电使用。整个系统的控制主要以法式自动控制为主,人工介入为辅的方式来完成。化学补给水处置系统由三年夜系统组成:
１．１水系统
水系统主体装备主要包括双介过滤器４台,活性炭过滤器４台,细密过滤器两台,反渗透装配两套,除碳器一套,一级混床三台,二级混床两台。所有装备由分歧的管道相连组成化学补给水处置系统。从生水泵来的生水首进步前辈进双介过滤器除往年夜颗粒悬浮物等杂,再进进活性碳过滤器处置,使水的浊度和导电度到达一定的尺度后经细密过滤器进进反渗透装配,除往年夜的含盐离子,此时的水变为淡水,淡水进进除碳器除往ＣＯ２落后进混床进行再次除盐处置,使水的导电度和ＳｉＯ２的含到达设定尺度后才能送进主厂房。水系统主要检测的对象有ＰＨ值、导电度、流、压力、浊度和ＳｉＯ２含等,此外,双介过滤器、活性碳过滤器和1、二级混床的树脂一旦失效就需要再生处置,反渗透装配每次运行竣事后也需要清洗等,这些工作都需要计较机和ＰＬＣ法式控制来完成。
１．２酸碱再生系统
酸碱再生系统的主要作用是将混床里失效的树脂哄骗酸碱置换反应还原为及格的树脂,供混床制水使用。在制水进程中,当混床运行时间太长时树脂会吸附年夜的含盐离子,致使树脂失效,此时产物水中的导电度和ＳｉＯ２的含会较着增年夜,这就需要对树脂加酸加碱做再生处置,经由过程酸碱置换反应使树脂还原为及格的树脂,这时候混床才能介入制水。从酸碱贮存槽来的酸和碱划分贮存在酸碱罐中,加酸加碱时,酸碱浓度要控制在一定的范围才行,一般酸碱浓度为０．１～０．１５,这些都要在系统运行进程中凭据现场现实情况来肯定,酸碱再生系统主要检测的参数为酸碱浓度、酸碱槽和酸碱箱的液位等。
１．３气系统
气系统主要是来自立厂房的压缩空气,压缩空气分为程控用气和再生用气两部门,程控用气主要是供给电磁阀箱来控制气动阀门的,而再生用气是供给双介过滤器和混床再生空气擦洗时使用。气系统要保证有一定的气压,压力范围为０．５～０．６ＭＰａ,压力太高会使管道和床体憋压,压力太低阀门将动作缓慢甚至操作无效,是以气压是本系统的重要参数。
２程控系统
２．１系统组成及控制要求
程控系统是以ＰＬＣ和计较机为焦点组成的对化学水处置系统操作实行法式自动控制的装配。系统所有的监控操作都是在计较机上完成的,经由过程ＣＲＴ监测现场各装备的状态和参数,来分析阀门、水泵和过滤器、混床和反渗透装配等的运行状态、水的黑白,如ＰＨ值、导电度、流、压力、浊度和ＳｉＯ２等。上位机为运行人员提供了极为利便的操作方式和控制对象选择菜单,运行人员选择菜单内容来决议自己所喜欢的操作方式,经由过程发布操作指令来控制和监测现场运行装备。打印机可打印各类报表,从报表上分析运行装备的各类参数,进而分析水的劣。音箱是作为系统运行时报警用的,系统运行进程中当检测到有故障时会发出报警声音,提醒运行人员注重并通知检修人员实时修理故障装备,以免引发更年夜的事故。
系统运行之前过滤器和混床里必需有及格的树脂才能保证有用的出水水。一旦树脂失效,将影响出水水,此时必需投运备用过滤器和混床,同时将不及格的树脂进行再生处置。系统流程图如图１所示。
２．２系统的组态
系统的组态对一个控制系统的设置装备摆设来说相当重要,整个系统的自动化水平与其有着紧密亲密关系,它直接影响着整个系统操作功能的顺遂实现,所以在对系统进行组态之前,必需弄清晰系统的所有受控对象和介入控制的所有装备。由于化水处置系统触及的受控对象比力多,有一百多个气动阀门、电动阀门、除碳风机、反洗水泵、加药泵、搅拌机和淡水泵、除盐水泵等,还有几十路模拟的监控,所以必需斟酌所有的控制点数,然后给每一个输进或输出点指定一个Ｉ／Ｏ位,这样就能够计较出所有的Ｉ／Ｏ点数。
ＰＬＣ的型号一般来说由用户自己肯定,可是设计人员应当凭据系统的年夜小和控制对象的复杂水平来作出合理的推荐,扶助用户进行系统选型,由于每一个系统的年夜小和控制的对象都不不异,其运行的工艺流程也各纷歧样,对它们的控制编程方式也分歧,是以对ＰＬＣ内存容的要求也纷歧样,这就要求进行周全地分析,使整个控制系统的设置装备摆设加倍完善。当所选ＰＬＣ的型号肯定时,凭据所选ＰＬＣ系统Ｉ／Ｏ单元的点数来肯定Ｉ／Ｏ模块的数目,再凭据Ｉ／Ｏ模块的数目和所选机架上的槽数来肯定所要使用的机架数(包括扩大机架)。一般来说,Ｉ／Ｏ点数后要留出足够的余（１５左右）作为备用,便于未来系统增容扩建或改造。
由于该电厂的非凡缘由和技术要求,需要设置装备摆设上位计较机来介入操作和监控,对上位机的要求是能够模拟显示整个系统当前的运行状态、工艺参数趋向及棒形图、实时打印历史记实及报表、实时报警和显示系统运行法式的步序和运行时间等,操作系统要求鼠标点动每一个阀门和各个水泵、风机等,要求提醒运行人员操作的步序,而且操作简单易懂,误操作时不会泛起平安和技术事故,能够实时消除误操作等意外情况的发生。ＰＬＣ与上位机进行实时通讯,操作并治理整个系统,两台上位机一台运行,一台备用,而且能够同时相互进行切换,是以还需设置装备摆设通讯模块,网络交换机等使整个系统的运行和操作加倍利便。整个系统网络为双ＣＲＴ ＰＬＣ组成工控制局域网,两台计较机上有以太网卡,经由过程双绞线与交换机相连,双绞线接口为ＲＪ-４５,网络拓扑结构为星型毗连,网络协议为ＴＣＰ／ＩＰ。ＰＬＣ主机架上安装以太网模块,经由过程双绞线与交换机相连,ＰＬＣ主机经由过程同轴电缆与ＲＩＯ各远程站毗连。在这样的系统设置装备摆设中,两台计较机既可以同享数据,互为备用,也能够作为ＰＬＣ的编程器,对ＰＬＣ进行编程和维护。如图２所示为系统组态图。
２．３系统的操作功能
系统的操作功能要求系统能够在现场装备无故障情况下实现自动化,一般情况下单台装备的启动和停床采用自动、单步操作方式,整组投运时必需选择好床体和连锁装备后再启动和停床。鼠标单操先,在任何情况下都不受操作方式的限制。操作法式启动时能够自动检测、自动报警,便于运行人员操作、监控。要求计较机对系统的运行状态能够进行实时显示、自动记实历史数据并能够脱机即时打印。要求人机对话灵活、画面显示清晰而且切换活络,上下位机通讯迅速且不会泛起较着的时间滞后。由于化学水处置系统比力复杂庞年夜,所触及的控制对象比力多,以往的运行法子需要运行人员到现场往操作每一个电磁阀和水泵和风机等来实现系统的运行,现在随着科学技术的不竭成长,这类操作方式远不能顺应年夜规模制水生产的需要。,操作不利便、不灵活;第二,操作进程复杂、轻易犯错;第三,需要多人相互配合才能完成操作,既花费人力,又浪费时间。当前要提高经济效益,扩年夜市场需求,在市场经济年夜潮的剧烈竞争和减员增效的经济运行体系体例下,这类生产方式已不能顺应新形势成长的要求。为了顺应市场经济的不竭变化和提高劳动生产率就需要加年夜科技投进,提高系统设置装备摆设的科技含,力争使整个系统的运行和治理系统化、科学化,操作要灵活、利便,运行要稳定,这是我们所要力争实现的方针。由于ＰＬＣ可编程控制器的ＣＰＵ性能强、可选范围广并具有通用的处置结构、梯形图逻辑编程、通用指令系统、高性能的通讯网络,答理与其它装配相互毗连,这年夜年夜增强了运用控制和数据交换能力。Ｉ／Ｏ模块多为槽式或机架安装,控制装备比力集中,便于运行人员操作和维护。自动控制系统的运用,年夜年夜减轻了操作人员的劳动强度,提高了生产效率和系统运行的平安性、稳定性,为企缔造了经济效益,提高了企的竞争力,实现了科学化治理。
３控制软件的设计
⑴化学水处置控制法式包括双介过滤器的投运和再生法式,活性碳过滤器的投运和再生法式,反渗透装配的启动和遏制法式,一级混床的投运和再生法式,二级混床的投运和再生法式。
⑵各个床体的法式通常为自力运行的,零丁运行时有自动和单步操作。自动运行时每步都是按事前设定的步序时间和在线参数进行运行,单步运行时每步的时间都由运行人员凭据现场情况自己掌控,还可以凭据现场情况跳过某些不需要的动作步序,是以操作方式要很是灵活。
⑶对于有些床体和其它装备需要同时运行时就需要进行对象选择,选好对象后再整组投运,在停床时也要选择对象,这样会避免误操作。整组投运的床体运行时间必需一致,是以在整组投运时运行时间都以同类装备台的运行时间作为尺度。凭据以上分析列出单台床体软件设计的法式框架如图３所示。
４竣事语
经由过程以上几个方面的分析,要用ＰＬＣ控制一个系统,首先对ＰＬＣ进行合理的系统组态和设置装备摆设,然后要有一套完整而进步前辈的软件支持才能实现对整个系统的自动控制。既要力图科技含高、工艺进步前辈、操作简单,又要做到系统结构合理、性能价格比高。一套成熟的控制软件,是经过频频调试和试运行,在运行傍边发现问题、解决问题,在持久的实践中才能总结出比力合理的软硬件设置装备摆设,化学水处置自动控制系统的投进,有用提高了系统运行效率和制水,为火力发电厂热力装备的平安、经济运行提供了保障。