PLC在火电厂化学补给水处理自动控制系统中应用

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可靠性等特点,它与工业控制计算机连网对于电厂化学水处理系统进行自动控制具有其独特的优势。
关键词:ＰＬＣ;化学水处理;控制系统

　　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,毕业于西北师范大学计算机系,讲师。现任教于甘肃工业职业技术学院,主要从事电子电器工程技术的开发研究和教学工作。陈启和（１９７０-）,男,兰州大学ＭＢＡ硕士研究生毕业,现在甘肃省企业工委工作,主要从事自动化技术领域的开发设计和现代企业管理的研究工作。

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理系统的基本组成。该电厂二期工程装设两台１３．５万千瓦机组,化学补给水处理系统采用中压系统,主要功能是用来将水源地来的清水经过滤器以及反渗透装置等设备预处理,再通过混床二级除盐处理变为适合主厂房锅炉用的除盐水,供主厂房锅炉与汽机使用。整个系统的控制主要以程序自动控制为主,人工参与为辅的方式来完成。化学补给水处理系统由三大系统组成。

1.1水系统
　　水系统主体设备主要括双介质过滤器４台,活性炭过滤器４台,精密过滤器两台,反渗透装置两套,除碳器一套,一级混床三台,二级混床两台。所有设备由不同的管道相连构成化学补给水处理系统。从生水泵来的生水首先进入双介质过滤器除去大颗粒悬浮物等杂质,再进入活性碳过滤器处理,使水的浊度和导电度达到一定的标准后经精密过滤器进入反渗透装置,除去大量的含盐离子,此时的水变为淡水,淡水进入除碳器除去ＣＯ２后进入混床进行再次除盐处理www.1000ji.com,使水的导电度和ＳｉＯ２的含量达到设定标准后才能送入主厂房。水系统主要检测的对象有ＰＨ值、导电度、流量、压力、浊度和ＳｉＯ２含量等,此外,双介质过滤器、活性碳过滤器以及一、二级混床的树脂一旦失效就需要再生处理,反渗透装置每次运行结束后也需要清洗等,这些工作都需要计算机和ＰＬＣ程序控制来完成。

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利用酸碱置换反应还原为合格的树脂,供混床制水使用。在制水过程中,当混床运行时间过长时树脂会吸附大量的含盐离子,导致树脂失效,此时产品水中的导电度和ＳｉＯ２的含量会明显增大,这就需要对树脂加酸加碱做再生处理,通过酸碱置换反应使树脂还原为合格的树脂,这时混床才能参与制水。从酸碱储存槽来的酸和碱分别储存在酸碱罐中,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过程中根据现场实际情况来确定,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
　　气系统主要是来自主厂房的压缩空气,压缩空气分为程控用气和再生用气两部分,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质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,压力过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,因此气压是本系统的重要参数。

２程控系统
2.1系统构成及控制要求
　　程控系统是以ＰＬＣ和计算机为核心组成的对化学水处理系统操作实行程序自动控制的装置。系统所有的监控操作都是在计算机上完成的,通过ＣＲＴ监测现场各设备的状态和参数,来分析阀门、水泵以及过滤器、混床和反渗透装置等的运行状态、水质的好坏,如ＰＨ值、导电度、流量、压力、浊度和ＳｉＯ２等。上位机为运行人员提供了极为方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定自己所喜欢的操作方式,通过发布操作指令来控制和监测现场运行设备。打印机可随时打印各种报表,从报表上分析运行设备的各种参数,进而分析水质的优劣。音箱是作为系统运行时报警用的,系统运行过程中当检测到有故障时会发出报警声音,提醒运行人员注意并通知检修人员及时修理故障设备,以免引起更大的事故。系统运行之前过滤器和混床里必须有合格的树脂才能保证有效的出水水质。一旦树脂失效,将影响出水水质,此时必须投运备用过滤器和混床,同时将不合格的树脂进行再生处理。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配置来说相当重要,整个系统的自动化程度与其有着密切关系,它直接影响着整个系统操作功能的顺利实现,所以在对系统进行组态之前,必须搞清楚系统的所有受控对象以及参与控制的所有设备。由于化水处理系统涉及的受控对象比较多,有一百多个气动阀门、电动阀门、除碳风机、反洗水泵、加药泵、搅拌机以及淡水泵、除盐水泵等,还有几十路模拟量的监控,所以必须考虑所有的控制点数,然后给每个输入或输出点指定一个Ｉ／Ｏ位,这样就可以计算出所有的Ｉ／Ｏ点数。

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