摘要：介紹江蘇利港電廠工業(yè)廢水理PLC控制系統(tǒng)更新改造，通過(guò)改造提高了污水系統(tǒng)控制水平，解決了原控制系統(tǒng)存在的技術(shù)瓶頸，控制方案設(shè)計(jì)更加合理，提高了控制系統(tǒng)的可靠性和自動(dòng)性。
關(guān)鍵詞：工業(yè)廢水處理；控制系統(tǒng)；改造
工業(yè)廢水處理系統(tǒng)：
利港電廠工業(yè)廢水處理系統(tǒng)用來(lái)處理一、二期4×350MW發(fā)電機(jī)組的工業(yè)廢水，廢水包括補(bǔ)給水系統(tǒng)的再生廢水、化驗(yàn)室排水、鍋內(nèi)取樣廢水、鍋爐清洗廢水、鍋爐排污水、空預(yù)器沖洗水，煤場(chǎng)沖洗廢水等。各就地工業(yè)廢水池通過(guò)廢水輸送泵將工業(yè)廢水送至工業(yè)廢水處理站#1-6存放池中，工業(yè)廢水站廢水不對(duì)外排放，經(jīng)中和處理后的酸堿廢水和鍋爐區(qū)域的低濁度堿性廢水直接利用3臺(tái)工業(yè)廢水處理給泵送至#2灰漿池，作為沖灰補(bǔ)充水。
工業(yè)廢水分為二類：
第一類廢水包括再生廢水和化驗(yàn)室排水，貯存在#5存放池中，處理工藝流程圖為：
第二類工業(yè)廢水包括鍋內(nèi)取樣廢水、鍋爐清洗廢水、鍋爐排污水、空預(yù)器沖洗水，煤場(chǎng)廢水等，貯存在#1-4和#6存放池中，處理工藝流程圖為：
原控制系統(tǒng)和存在缺點(diǎn)
利港電廠工業(yè)廢水處理原控制系統(tǒng)，控制功能的實(shí)現(xiàn)全由繼電器搭建而成，采用模擬屏顯示系統(tǒng)流程及門和泵的運(yùn)行狀態(tài)，廢水系統(tǒng)液位、流量是以二次顯示表和記錄儀方式實(shí)現(xiàn)，模擬量的控制通過(guò)單獨(dú)的調(diào)節(jié)器實(shí)現(xiàn)，無(wú)法實(shí)現(xiàn)報(bào)表自動(dòng)生成和處理水量統(tǒng)計(jì)功能。該套系統(tǒng)使用十五年時(shí)間，老化嚴(yán)重，已經(jīng)影響生產(chǎn)，主要存在以下缺點(diǎn)：
1、控制系統(tǒng)技術(shù)落后，故障率高；
2、電子產(chǎn)品產(chǎn)品老化嚴(yán)重，維修和更換費(fèi)用都比較高；
3、繼電器硬接線回路，技術(shù)改進(jìn)困難，成本也高；
4、無(wú)法滿足系統(tǒng)無(wú)人值守和自動(dòng)統(tǒng)計(jì)的要求。
5、原系統(tǒng)無(wú)趨勢(shì)分析、無(wú)報(bào)警記憶功能，維護(hù)系統(tǒng)、分析和處理事故存在困難.
6、工業(yè)廢水系統(tǒng)無(wú)法實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集和信號(hào)進(jìn)SIS信息管理系統(tǒng)功能。
改造設(shè)計(jì)思想：
1、拆除工業(yè)廢水原模擬盤控制柜，拆除原有按鈕控制板，拆除原有的單回路調(diào)節(jié)器設(shè)備。
2、按最新技術(shù)要求重新配置、組態(tài)一套工業(yè)廢水控制系統(tǒng)，新系統(tǒng)具備無(wú)人職守的能力。
3、用上位機(jī)平臺(tái)控制方式，在CRT上直接進(jìn)行對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行的監(jiān)視和操作系統(tǒng)設(shè)備，上位機(jī)的配置，采用價(jià)比較高的通用型PC機(jī)。
4、采用性能優(yōu)越的IFIX監(jiān)控軟件，通過(guò)操作員站對(duì)工業(yè)廢水處理系統(tǒng)和進(jìn)行監(jiān)視控制，即通過(guò)LCD畫面和鍵盤對(duì)整個(gè)工藝系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)視和控制，控制室不再設(shè)常規(guī)控制儀表盤。
5、工業(yè)廢水控制系統(tǒng)更改后，將該系統(tǒng)接進(jìn)水網(wǎng)，主干網(wǎng)采用以太網(wǎng)絡(luò)，PLC和兩臺(tái)操作員站均接到以太網(wǎng)上構(gòu)成一個(gè)以太網(wǎng)，易于組態(tài)、易于使用、易于擴(kuò)展。
6、控制系統(tǒng)不僅與下層控制設(shè)備有良好的接口，而且具有上層管理廠級(jí)實(shí)時(shí)監(jiān)控（SIS）系統(tǒng)的接口，同時(shí)具有可擴(kuò)展性。
設(shè)計(jì)方案：
本控制系統(tǒng)PLC設(shè)計(jì)選用GE公司PAC 7系列PLC，采用單CPU配置系統(tǒng)結(jié)合多臺(tái)上位計(jì)算機(jī)操作員站的控制方式，控制系統(tǒng)不采用就地控制箱上裝配開關(guān)和按鈕的方式，在操作控制室通過(guò)上位計(jì)算機(jī)系統(tǒng)對(duì)整個(gè)廢水處理流程進(jìn)行集中運(yùn)行監(jiān)示、報(bào)警與控制。廢水處理系統(tǒng)在自動(dòng)運(yùn)行方式時(shí)，具備無(wú)人職守的能力及條件，設(shè)計(jì)了多種控制模式，可在上位機(jī)上選擇運(yùn)行。
1、PH值控制程序，再生廢水處理后，PH值在6-9之間送至#3存放池以便再利用，PH值〈6或〉9時(shí)返回#5池重新處理。
2、時(shí)間控制程序，本系統(tǒng)嚴(yán)格按照時(shí)序，順序工作，允許在工作過(guò)程中進(jìn)行手動(dòng)、備用和自動(dòng)方式的切換。
3、分組工作程序，由于多臺(tái)廢水存放池對(duì)應(yīng)多臺(tái)處理給泵和氣泵，采用了分組運(yùn)行的方法，根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行控制參數(shù)據(jù)選擇，這樣既方便對(duì)各個(gè)對(duì)象的控制，又不影響設(shè)備的檢修。
4、工業(yè)廢水處理控制系統(tǒng)配置：一臺(tái)控制電源分配柜，控制系統(tǒng)中各個(gè)電壓等級(jí)的電源轉(zhuǎn)換及各個(gè)控制設(shè)備的配電；2臺(tái)PLC柜，內(nèi)裝一套廢水處理系統(tǒng)PLC裝置、必須的PLC、網(wǎng)絡(luò)保護(hù)裝置、繼電器（日本idec 24VDC中間繼電器）、4-20mA模擬量隔離器（日本ASAHI）等；一臺(tái)LCD操作員站。
改造后系統(tǒng)功能比較：
1、監(jiān)視功能及特點(diǎn)
通過(guò)各種可選擇的畫面（如運(yùn)行畫面、事件管理畫面、報(bào)警畫面等）對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)視控制，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)化。iFIX監(jiān)控軟件具有與下位機(jī)系統(tǒng)通訊的能力，實(shí)時(shí)監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的工作狀態(tài)，顯示生產(chǎn)過(guò)和中的工作曲線，具有遠(yuǎn)程控制能力，向下位機(jī)采集數(shù)據(jù)，對(duì)歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)、查詢、顯示、打印等。監(jiān)控系統(tǒng)有如下特點(diǎn)：
?。?） 界面顯示：具有全中文顯示，界面友好，操作方便，系統(tǒng)流程畫面采用主菜單的形式，在每幅畫面下都可以通過(guò)按鈕切換。在中心控制室對(duì)能全系統(tǒng)被控設(shè)備進(jìn)行實(shí)理控制。
（2） 實(shí)時(shí)畫面顯示功能：用圖型實(shí)時(shí)地的顯示各現(xiàn)場(chǎng)的狀態(tài)參數(shù)。用模擬儀表、趨勢(shì)曲線顯示參數(shù)的實(shí)時(shí)變化情況。根據(jù)閥門的開閉及水泵的啟停狀態(tài)。
?。?） 參數(shù)修改畫面和故障診斷畫面等各種監(jiān)視畫面，便于生產(chǎn)人員能夠快速、清晰地了解整個(gè)系統(tǒng)的生產(chǎn)情況。
?。?） 安全功能：設(shè)定不同權(quán)限的口令，限定不同人員進(jìn)入系統(tǒng)的權(quán)限，計(jì)算機(jī)啟動(dòng)后直接進(jìn)入運(yùn)行畫面。
（5） 數(shù)據(jù)管理：數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)生產(chǎn)數(shù)據(jù)和操作記錄，供統(tǒng)計(jì)分析使用。便于對(duì)歷史數(shù)據(jù)的的記錄和事件分析。
2、系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的功能
?。?）所有設(shè)備操作均以窗口的方式實(shí)現(xiàn)，采用彈出式窗口操作的有：閥門、馬達(dá)（泵或風(fēng)機(jī)）的啟?；?和調(diào)節(jié)，窗口的上方顯示該設(shè)備的名稱及EAM編碼，下面該設(shè)備的操作按鈕和檢修掛牌按鈕。操作窗口彈出后，可以方便地在窗口內(nèi)對(duì)設(shè)備的參數(shù)進(jìn)行修改，或改變?cè)O(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，泵和閥門采用不同的顏色表示設(shè)備的不同狀態(tài)，。
?。?）自動(dòng)運(yùn)行方式說(shuō)明
工業(yè)廢水系統(tǒng)在自動(dòng)運(yùn)行方式狀態(tài)下，跟據(jù)水池的液位實(shí)現(xiàn)自動(dòng)運(yùn)行和泵的自動(dòng)加藥處理，從而進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守。當(dāng)就地設(shè)備或系統(tǒng)出現(xiàn)異常，對(duì)自動(dòng)控制造成無(wú)法正常運(yùn)行時(shí)，例如閥門的開啟和信號(hào)反饋有誤儀表故障等，通過(guò)修改分組工作程序重親新保證系統(tǒng)的正常自動(dòng)運(yùn)行。
?。?）PID調(diào)節(jié)
酸堿加藥部分的PH調(diào)節(jié)采用PID方式進(jìn)行調(diào)節(jié)，PID調(diào)節(jié)是指調(diào)節(jié)器根據(jù)被調(diào)參數(shù)的給定值（SP）和過(guò)程值（PV）之間的偏差，通過(guò)比例P、積分I、微分D運(yùn)算，改變調(diào)節(jié)器輸出使過(guò)程值跟蹤給定值從而達(dá)到無(wú)差調(diào)節(jié)的目的。PID調(diào)節(jié)有手動(dòng)和自動(dòng)兩種調(diào)節(jié)方式：自動(dòng)時(shí)PLC根據(jù)SP和PV間的偏差，按照PID算法自動(dòng)改變控制輸出，直到過(guò)程值等于給定值；手動(dòng)時(shí)通過(guò)運(yùn)行人員人為改變控制輸出達(dá)到調(diào)節(jié)目的。酸堿加藥部分調(diào)節(jié)中，自動(dòng)時(shí)變頻器的頻率由控制系統(tǒng)計(jì)算值決定；自動(dòng)解除后，變頻器頻率有操作員直接輸出值。畫面上有變頻泵出力大小的數(shù)字顯示，點(diǎn)擊顯示數(shù)字會(huì)彈出一畫面，上面會(huì)顯示泵出力大小的輸出值和反饋值，其中輸出值在非自動(dòng)狀態(tài)下操作員可以設(shè)定和改變。
3、方便維護(hù)
采用Proficy(TM) Machine Edition V5.50版本的專用編程軟件，該軟件提供了簡(jiǎn)單友好的用戶界面，可重復(fù)使用的程序、強(qiáng)勁的搜索功能、自由格式的圖形編輯器、完善的在線幫助。很方便的進(jìn)行程序編寫、軟件調(diào)試、系統(tǒng)維護(hù)完全依照Windows環(huán)境的操作習(xí)慣設(shè)計(jì)，易學(xué)易用，可以極有效率之方式來(lái)操作。采用項(xiàng)目(project)觀念，以可視化之方法將程序的開發(fā)內(nèi)容以階層化的方式加以呈現(xiàn)，令相關(guān)之工作內(nèi)容一目了然，不論是程序的開發(fā)或維護(hù)皆能以極為直覺(jué)的方式進(jìn)行。多樣化的聯(lián)機(jī)方式，提供直接聯(lián)機(jī)、調(diào)制解調(diào)器聯(lián)機(jī)及因特網(wǎng)聯(lián)機(jī)等，并可自行將不同的聯(lián)機(jī)設(shè)定內(nèi)容，提供聯(lián)機(jī)(on-line)的程序編輯功能，編輯完后可立即執(zhí)行不必重新下載程序，可大幅縮短程序的開發(fā)與修改時(shí)間。 提供多窗口的階梯程序畫面，可將不同區(qū)段之程序同時(shí)呈現(xiàn)以便加以對(duì)照、復(fù)制與編輯 。 提供彈性之階梯程序編輯功能可執(zhí)行程序網(wǎng)絡(luò)的插入、復(fù)制、貼上、刪除等高效能操作，以加速程序之輸入。 多窗口的階梯程序高亮度顯示畫面，除將各開關(guān)組件閉合狀態(tài)以紅色直接在組件上顯示外各應(yīng)用指令內(nèi)的緩存器其現(xiàn)在值亦直接在窗口內(nèi)一起顯示此對(duì)程序測(cè)試有極大之幫助，在窗口內(nèi)亦可直接點(diǎn)選開關(guān)組件并對(duì)其加以抑能、致能或強(qiáng)制設(shè)定，被抑能之接點(diǎn)與線圈在顯示上有別于正常之組件，以助于組件狀況之掌握。
4、實(shí)現(xiàn)廠級(jí)管理的聯(lián)網(wǎng)
通過(guò)發(fā)電廠廠級(jí)監(jiān)控信息系統(tǒng)（SIS）是處于火電廠控制系統(tǒng)（DCS等）與管理信息系統(tǒng)（MIS）之間的，主要為火電廠全廠實(shí)時(shí)生產(chǎn)過(guò)程綜合優(yōu)化服務(wù)的，對(duì)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行實(shí)時(shí)管理和監(jiān)控的信息系統(tǒng)。
結(jié)束語(yǔ)
通過(guò)工業(yè)廢水PLC控制系統(tǒng)更新改造，提高系統(tǒng)控制水平，系統(tǒng)運(yùn)行更穩(wěn)定性，可靠性，實(shí)現(xiàn)過(guò)程自動(dòng)化和無(wú)人值守，自投用以來(lái)，節(jié)省了大量的人力，具有較好的經(jīng)濟(jì)效益。
（轉(zhuǎn)載）
