电厂水处理PLC控制系统改造

摘 要：介绍江苏利港电力有限公司一期2�350MW燃煤机组化学水理控制系统更新改造，原有系统采用模拟盘显示状态、控制按钮操作，显示表显示实时参数，记录仪记录过程参数，再生部分以程序控制的控制方式。更改为新控制系统采用PLC加上位机的控制方式，全部实现程序控制的方式，改造后的化学水理控制系统解决了原控制系统存在的问题，控制方案设计更加合理，提高了控制系统的可靠性和自动性。 关键词：电厂水处理；PLC控制系统；更新改造 The reformation of PLC control system in Power plant’s water treatment Shen guangyu (Jiangsu ligang Electric Power Co.Ltd,,Wuxi 21444 China) Abstract: introduce the reformation of chemistry water treatment control system in Jiangsu Ligang Fired Power Station Phase one.2�350MW .The new system characterize in both PLC and epigyny control mode .The whole operation is controlled  by program ,so as to resolve the problem in the original system, which include stimulant display ,button operation ,parameter record and so on. The new control project improve the whole system’s reliability and  automatization.  and more reasonable in practice . Key words: power plant ;water treatment, PLC control ,reformation 1、 系统介绍： 利港电厂化学水处理系统由净化水系统、过滤水系统、化学除盐系统、饮用水系统四部分组成。 1.1、净化水系统：

1.2、过滤水系统：

1.3、化学除盐系统（包括除盐加药系统）： 三台除盐给泵→两套活性碳过滤器→两套阳床→两套脱碳器（中间水箱）→两套中间水 泵→两套阴床→两套混床→两只除盐水箱→除盐水泵→送至机组供发电用水。 除盐再生中用酸液对阳床或混床中的失效阳离子交换树脂进行再生。对阴床或混床中的失效阴离子交换树脂进行再生。 1.4、饮用水系统： 两台饮用给泵→两套活性炭过滤器→饮用水贮水箱→稳压罐→饮用水用户。 2、 原控制系统和存在缺点 利港电厂一期水处理原控制系统采用模拟屏显示系统状态及门和泵的运行状态，模拟量的显示和控制通过单独的回路构成，利用调节器和显示器实现。显示表显示实时参数，记录仪记录过程参数。反洗部分实行按钮触发程序控制，在程序控制面板的操作方式下，采用PLC实现部分自动运行方式。该套控制系统已经使用十年时间，老化严重，已经影响生产。主要存在以下缺点： 2.1、原系统的Square D PLC已经使用十年时间，电子元件老化严重，经常出现死机现象， 该品牌的PLC属美标产品在国内使用较少，备品备件难以购置。 2.2、原系统的较多的采用了输入输出继电器设备和硬接线，故障发生率高。 2.3、原系统的控制按钮、模拟显示灯故障发生率高，经常更换维护费用较高。 2.4、原系统采用较多数显表和记录仪表，故障发生率高、维护工作量和费用高。 2.5、原系统采用较多单回路调节器、报警窗，故障发生率高、维护工作量和费用高。 2.6、原系统采用的是单路供电方式，影响系统的安全运行。 3、 改造设计思想： 3.1、拆除原有Square D PLC系统，拆除输入输出等继电器设备，拆除原有的程序控制板部分设备，拆除原有的多个调节器设备。按最新技术要求重新配置、组态一套除盐控制系统。 3.2、可编程控制器（PLC）品牌的选用PLC采用国际知名品牌PLC。采用与公司其它系统的控制系统相同的可编程控制器（PLC）品牌，便于以后的备品备件和技术共享。 3.3、用上位机平台控制方式，在CRT上直接进行对系统运行的监视和操作系统设备。上位机的配置，采用价比较高的通用型PC机。通过两台操作员站对化学水处理系统和进行监视控制，即通过LCD画面和键盘对整个工艺系统进行监视和控制，控制室不再设常规控制仪表盘。 3.4、二台操作员站既能同时使用又能互为备用，两台操作员站相对独立，均与现场各个控制站进行通讯，因此能同时使用。两台操作员站中一台兼工程师站，可以对PLC进行在线编程，修改，可以对人机界面软件进行设置和修改。 3.5、化学补给水程控系统主干网采用以太网络，PLC和两台操作员站均接到以太网上构成一个以太网，易于组态、易于使用、易于扩展。留有将化学水处理信息送入电厂SIS（厂级实时监控）系统的接口。利用操作系统WINDOWS NT的权限管理、事件跟踪、事件记录等功能提高系统的安全性。 4、 设计方案 本控制系统PLC设计采用施耐德公司的QUANTUM 系列产品。系统结合两台上位计算机操作员站的控制方式，在操作控制室通过上位计算机系统对整个水处理流程进行集中运行监示、报警与控制。PLC系统结构见图4-1。

4.1、新的控制系统要求实现系统的最大程度的自动化功能。 4.1.1、系统的程序控制：本自动化系统中，程序的任务主要是针对于预处理系统、重力砂滤池系统、除盐系统、饮用水系统及其他辅助系统程序控制，水泵与液位的联锁及加药系统加药量调节控制。根据工艺运行要求，以完成对预处理系统、重力砂滤池系统、除盐系统、饮用水系统及其他辅助系统的启动、停运及保护等控制功能。泵与液位的联锁及参与各系统的调整控，尽可能的实现系统的全自动运行。 5、改造后系统功能比较： 5.1、过程监视和控制 通过各种可选择的画面（如运行画面、摘要画面、事件管理画面、报表画面等）对系统进行监视控制，以实现生产过程的自动化。传统方法是设备平台的操作通过控制室的面板进行，而自动化最重要目标之一是更有效地利用设备资源，iFIX可以增强或取代这些传统控制室功能，主要包括：监视、监控和控制。监视具有采集和显示实时工厂数据给所有相关人员的能力。丰富的数字、文字和图形格式使实时数据更容易的被读取和理解。监控具有监视实时数据的能力，同时由计算机直接改变设定点和关键值的能力。通过使用iFIX，可以很方便地控制访问这个数据和可被改变数据点的权限。控制是自动提供算法调整过程数值并使这些数值保持在设定的限度之内的能力。 在本系统中为实现对生产过程的监控共设计了六幅运行画面，分别是：预处理系统、预处理加药、除盐水系统、再生酸碱系统、饮用水系统、系统总图，由于各幅运行画面的操作过程完全类似，因篇幅所限只对系统总图做详细阐述：如下图5-1

操作员在屏幕上可以看到如图5-1所示的内容，分别是： 5.1.1  工具条 工具条是位于画面上顶端一组按钮，在工具条中包括了画面选择栏、系统日期和时间、参数显示区、菜单。在系统运行过程中，操作人员可以通过工具条实现画面的切换、对重要参数的浏览等功能。（如图5-1中箭头1所示） 5.1.2  画面选择栏 画面选择栏由一组画面切换按钮组成，在正常情况下每个按钮对应着一幅画面，通过单击该按钮可以转到相应的运行画面。（如图5-1中箭头2所示） 5.1.3  菜单 由于画面长度限制，无法将所有的画面切换功能放在画面选择栏，因此将具有相同类型的画面切换操作整合在画面选择栏的一个按钮当中，但点击该按钮时就会出现若干个待选对象，单击菜单可以转到相应的运行画面，其效果同画面选择栏中的按钮是一样，这样可以节约大量的屏幕空间。（如图5-1中箭头2所示） 5.1.4  系统日期及时间 工具栏中日期和时间显示块在运行时可以调用系统的当前日期和时间，便于操作人员掌握时间。（如图5-1中箭头4所示） 5.1.5  重要参数显示区 工具栏中参数显示区可以用来显示生产过程中的重要数据指标，便于操作人员依据这些实时参数对相关生产过程进行适当调整。（如图5-1中箭头5所示） 5.1.6  报警栏 报警条位于画面的下方，用于显示最新的几条报警。（如图5-1中箭头6所示） 5.1.7  主显示区   重要参数显示区和工具条之下的部分为主显示区。生产过程中所涉及到的各种设备、管线、泵、阀等都在该区域显示，通过该区域可以实现数值修改、设备的操作等功能。（如图5-1中箭头7所示） 5.2 安全配置：为使系统不因非法操作而发生意外，必须启用iFIX安全，通过系统安全文件可以制访问iFix的应用程序和文件，并保护数据文件不被非法修改。 5.3 数据归档：系统中的任何数据点都可根据操作员指定的速率采样存储。这些已归档的数据是进行系统优化和调整的强有力工具。 5.4报表：详尽的报表是回顾过程性能的重要工具。它允许快速掌握生产过程数据之间的关系，并快速作出决定。 5.5 趋势曲线：历史趋势记录提供了生产过程数据的采集、存储和显示的功能。 5.6 报警实现：报警是整个系统运行中非常重要的环节，它可以分为系统实时报警和报警历史查询两部分。 5.7直观的 PID调节：面板中将一个模拟量输入与一个用户定义的设定点相比较，并发送递增的调节以使过程变量更接近设定点。 5.8 顺控操作 顺控是整个化水程控中非常重要的一项功能，可以使系统以预先设定的模式运行，从而减少操作人员对系统的干预，有效提高生产的效率。在顺控部分里共有三种模式：自动模式、半自动模式、手动模式，缺省的为手动模式。 5.9  PLC编程软件采用Concept V2.5版本的专用编程软件，该软件提供了简单友好的用户界面，可重复使用的程序、强劲的搜索功能、自由格式的图形编辑器、完善的在线帮助。很方便的进行程序编写、软件调试、系统维护。如图5-4所示。

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