组态王在废水汽提塔中的运用

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关键词：汽提塔　PLC　组态王　
1.引言
在聚酯切片生产中，聚合车间产生的反应水含有较高的COD浓度(化学耗氧量)，COD值常常高达12000ppm。生产中不断产生的反应水如果直接排放会对水源、土壤等环境造成严重的污染；如果使用简易的汽提处理，会浪费大量的氮气，成本很高，效果也不理想；如果直接送到废水站处理，高浓度的COD会使废水处理的成本增加，同时处理出来的废气还需要大量的天然气来燃烧。所以，正确地选择处理方法与合理地设计处理系统，将直接关系到环境的改善与企业的经济效益。为此，我们针对COD工业的特点，设计了一套由上位机自动控制处理污水汽提系统。本文就针对该系统对汽提塔的生产工艺、控制原理、上位机及PLC的控制程序及生产中的注意事项做如下的介绍。
　2控制原理
　2.1工艺控制原理
汽提塔工作原理：通过与水蒸气的直接接触，使污水中的挥发性物质按一定比例扩散到气相中去，从而达到丛污水中分离污染物的目的。
工艺控制原理图见图1。

2.2系统组成
根椐工艺及热媒炉供货商的控制要求XV-47008、XV-47019控制方案为：
汽提塔废气压力控制……PH-47007高报8kPa(G)时，XV-47008放空（A-C通）。PL-47007降至0.3 kPa(G)时，XV-47008也放空（A-C通）。XV-47008放空（A-C通）的同时,XV-47019开,充氮气吹扫1-2XV-47008放空（A-C通）的同时,XV-47019开,充氮气吹扫1-2
废气送热媒炉燃烧控制……热媒炉送废气的条件是3台炉子中有1台运行才可烧废气52F01.1Y、52F1.2Y、52F1.3Y是来自热媒炉控制拒的允许送气信号（1状态），具备1个信号时人工确认后，XV-47008送气（A-B通），阀位信号ZS/B-47008接通时将此信号同时送到3个热媒控制柜。少于1个允许送气信号XV-47008放空（A-C通），同时打开XV-47019，充氮气吹扫1-2分钟
报警说明：PI-47007高低报、LSL-47001液位低报及马达故障等，将会触发声光报警。
差压力显示系统主要是用于工艺操作人员观察汽提塔系统的汽提置换效果。
3 控制系统设计
3.1硬件系统组态
根据汽提塔控制系统的基本原理，我们设计了一套汽提塔自动控制系统。系统的主要配置如下：
汽提塔自控系统的上位机采用研华的610系列的工控机,。同时配套西门子CP5611通讯卡,监控软件为组态王6.51简体中文版,PLC选用西门子S7-300系列，通过MPI协议与组态王通讯，上位采用组态王开发监控画面并进行监控，以实现实时控制和动态监控根据系统要求下位数据采集，PLC总体配置如下：
硬件的组成由两部分组成：现场执行元件部分和PLC操作控制部分。
PLC操作控制部分包括， CPU单元，本系统的CPU使用的是西门子S7-300 的314CPU；I/O单元的模拟量输入卡SM331，模拟量输出卡SM332，开关量输入卡SM321，开关量输出卡SM322； 及2个485中继，用于现场控制箱与上位机MPI通讯。 如下图所示:


3.2软件设计
该系统采用STEP 7 V5.3编程软件，以WINDOWS 2000为操作系统，PLC MPI方式通讯，组态王中设备地址设成2.2,其中小数点前为MPI地址(即站号)，小数点后为MPI设备（即所使用的通讯模块或CPU模块）的槽号（slot number）。模拟量处理:通过在PLC程序中将模拟量数据送入DB块，再利用组态王读取DB块的内容。数字量的输入输出状态处理: 上位机读PLC的M寄存器,每一个BYTE类型M寄存器（8个BIT）对应8位开关量的输入或输出状态，即BYTE的0-7位分别对应输入或输出的0-7通道，如果想显示或控制某一通道的状态，必须使用BIT或BITSET函数。
为了系统安全，设计在不进入系统桌面环境而直接运行组态王工程, 实现方法如下:
运行 RegEdit文件，找到 我的电脑\ HKEY_Local_MACHINE\SOFTWARE\ Microsoft\ Windows NT\CurrentVersion\Winlogon
将 Userinit=C:\WINDOWS\system32\userinit.exe
改为： Userinit= c:\program files\kingview\touchvew.exe 软件系统的设计采用了结构化、模块化的设计，程序结构清晰，可扩充性好，易读性强，便于管理与维护。根据硬件的组态表，按照显示、控制和连锁三部分进行程序离线编写，分别完成相应的系统功能。控制逻辑如下。


4 系统调试
调试时，工程的流程首先按照硬件分配表进行系统的硬件组态，下装到现场控制站PLC，通过硬件诊断功能，确认硬件组态的正确；然后按照工艺控制的要求，对系统按照离线编写的程序编写程序，编写完成后下装到现场控制站PLC的CPU中；如果硬件组态和编写的程序不符合STEP 7的程序语法，系统将会有出错提示，只有将错误部分更改正确以后，才能下装到现场控制站的CPU中，PLC程序才能正常的运行。
画面组态好后,在调试中，必须严格按照工艺流程，对每个控制点进行模拟操作，对每个连锁点进行必要的仿真调试，确保系统的可靠性和安全性。为了确保该汽提塔系统运行的安全，在系统投入运转中必须按照以下的步骤工作。
(1) 热媒炉(BOILER)重新点火投入运行前除了确认热媒炉点火条件(MFT)里面的条件满足外,还要确定汽提塔送汽压力(PT47007)没有"HH"报警。
(2) 汽提塔(SCRUBBER）投运前需要确认各个检测点实际值(PV值)是否正常，各控制仪表块有无报警状态。即确认液位控制(LIC-47011)，温度控制(TV47013)都在正常状态后,启动进料泵(47-P01A/B)使反应水循环，然后按下("SCRUBBER START")汽提塔启动按钮，此时工艺废水进水阀(LV-47001)将自动打开，送汽阀(XV-47008）自开启。这时操作人员控制(LIC-47001)回路调节塔低液位平衡，完成以后汽提塔(SCRUBBER)系统投入了正常使用。
5 结束语
该系统已于2006年7月在我公司组态、安装、调试，于2006年6月投入试运行，现在系统运行正常，各项技术、性能指标均达到设计要求。COD浓度从12000ppm下降到2000ppm。该汽提塔系统投资少，效果明显，具有很高的推广价值。
参考文献: 王朝伟, DCS在汽提塔中的运用, 2007年第3期,《PLC& FA》网络版;
组态王用户手册.