LOGO! 在自动液体加药中的应用

• 关键词：加药装置,LOGO!,控制系统
• 作者：李培勇
• 摘要：自动液体加药装置中的LOGO!取代了继电器控制电路，充分发挥了LOGO!的优势，解决了运行中存在的问题，提高了自动化程度和可靠性。

1、了解LOGO!
     记得2003年刚来我们单位时，办公室领着我们参观，那时候看到了有一款产品中用到了西门子LOGO!产品，可笑的是当时还不知道是LOGO!,只知道是西门子小型可编程控制器，过了一段时间才知道是LOGO!，但这次经历让我对LOGO!产生了深刻印象。直到2008年，有一款自动加药投药系统产品让我设计，于是我有幸真正接触到了LOGO!，正因为这次接触，让我深刻感受到LOGO!的经济、实用，提升了产品档次，增强了市场竞争力，从而带来了巨大的经济效益。
2、选择LOGO!
     在做设计时，还有几款产品在我考虑之中，有三菱的FX1N系列、欧姆龙的CP1L系列小型可编程控制器，但通过比较我最终选择了西门子LOGO!产品，因为我们系统要求可以改设置时间，这就要求要有设置窗口，如果用屏则提高了成本，而LOGO!给我们解决了这个问题，LOGO! RC230主模块本体上有设置窗口，但三菱FX1N系列、欧姆龙CP1L系列没有此窗口；再就是成本，LOGO!价格要远远低于三菱FX1N系列、欧姆龙CP1L系列，但产品质量却毫不逊色。
3、应用LOGO!
(1) 应用简述
     中钢集团吉林铁合金股份有限公司四分厂煤气污水治理项目是国家松花江流域水污染防治项目，其中液体加药装置主要用于幅流式沉淀池投加PAC(聚合氯化铝)、PAM(聚丙烯酰胺)与浊环水投加杀菌杀藻剂、阻垢缓蚀剂。该公司以往液体加药控制柜均使用继电器系统，线路复杂触点多，经过长期运行易出现故障，无法按时间控制，只能手动操作。操作人员劳动强度大而且易出事故；更重要的是配药效果不好，影响整个生产工艺的控制。针对本项目要求，采用了西门子LOGO ！对电气系统进行控制。
(2）工艺流程介绍
     中钢集团吉林铁合金股份有限公司四分厂幅流式沉淀池为了使泥絮凝沉淀，需投加PAC、PAM药剂进行絮凝、沉淀；为了控制浊环水水质的稳定，需投加杀菌剂、阻垢缓蚀剂；自动液体加药装置主要由溶解罐、储液罐、搅拌机、计量泵、磁翻板液位计等组成，其中溶解罐体积为0.5立方米，玻璃钢复合而成，储药箱体积为1.5立方米，玻璃钢复合而成。在加药装置使用前，应对相应系统管路进行清洗，防止异物堵塞管路，打开T型过滤器前及泵出口的球阀、压力表阀，检查所有阀门的启闭无误。工作流程图如下图：

     原药液是通过人工加入溶解罐中的，要按配置药液浓度打开水阀加水稀释，溶解罐内液位达到搅拌液位时自动开启搅拌机，使溶解罐中的药剂与水充分溶解混合后自动关闭搅拌机，搅拌机运行时间一般为15到20分钟比较适宜(时间要根据现场实际情况定)， 药液配好后启动计量泵进行投药，每套加药装置设二台计量泵，工作方式为一用一备，正常工作时为一台计量泵运行，当有一台计量泵出现故障时，自动切换到另一台计量泵，以保障投加药的连续性；在计量泵工作时，要观察泵出口压力表压力是否正常；要调整计量泵流量至工艺设计要求流量，计量泵设计流量为0-500升/小时。
（3）系统硬件配置
      系统硬件部分：根据本系统的实际情况，设计了以LOGO ！为主控单元的控制回路。LOGO！是西门子公司生产的具有输入输出功能可编程的逻辑控制模块，集成了8种基本功能与26种特殊功能，可代替数以百计的开关设备，不仅节约了成本费用，且缩短了工程时间。根据加药系统输入输出点的要求，选用LOGO! RC230主模块，其共计8个输入点和4个输出点，220VAC电压作为输入信号，继电器输出可采用220VAC电压。硬件照片如下图2、3。


（4）软件开发
     软件部分：使用最新编程软件LOGO! Soft Comfort V6.0编制功能块程序，该软件可视化程度高，编程方便，既可用功能块编程，又可用梯形图编程；可仿真模拟运行调试，调试完成后通过编程电缆下载到LOGO ！模块中即可。
     下面从以下几个部分对控制程序进行说明。项目中的数字量模拟量I/O分配如下表所示。


     图4为加药装置自动控制功能块示意图，先在加药控制柜中给LOGO!上电并正常时，选择自动（I1信号有效），这时系统进入自动程序。
     首先系统通过磁翻板液位计检测药液液位，因为在配药过程中，药液液位平面始终是波动的，为了消除液位抖动对控制的影响，设置了接通延时定时器B001、B002去除抖动信号影响，设定延时时间为8秒钟（可根据实际情况自行设定），延时过后液位信号始终为1则有效；反之则无效。
     当液位高于低液位开关（I5信号有效）时，投药计量泵A自动开启，计量泵B为备用泵，正常情况下均为A泵投入运行，如果A泵出现故障时，自动切换到B泵进行供药，待A泵维修好后自动投入运行（在检修时，要把对应的开关断掉）；当液位高于搅拌液位开关（I6信号有效）时，自动开启搅拌机，运行一段时间自动停止，运行时间根据工艺而定（经验值T=15-20min），可根据实际情况自行设定，当搅拌电机出现故障时，则停止运行。
     当液位低于低液位开关及各电机出现故障时，系统自动报警，故障、复位通过继电器完成，自动运行时为防止出现事故设置了互锁。
（5）使用LOGO!的体会
     LOGO! 与继电器相比有着无可比拟的优势，将以前继电器难以实现的控制过程在LOGO!上轻松实现，对加药装置原控制系统的多项缺陷进行了完善，实现了真正意义的自动控制。节省了大量生产费用，减少了维护保养，延长了使用寿命，提高了生产效率。
但在LOGO!使用过程中有几点不方便，如编程电缆，能不能考虑LOGO!本体上用USB口编程，这样对于编程电缆来说，很容易找到；在编程软件方面，能不能考虑将编程软件LOGO！Soft Comfort 集成到S7-200或S7-300编程软件中，这样资源整合，用户操作性强。

参考文献
[1] SIEMENS 自动化与驱动集团. LOGO!手册版本3[M]. 2009.  
[2] 赵惠忠等. 深入浅出西门子LOGO ！[M]. 北京航空航天出版， 2004,9.

作者简介：

李培勇（1976-02-03—  ）男，辽宁丹东市、大学本科、工程师，丹东北方环保工程有限公司，地址：辽宁省丹东市振兴区福春街88号（118002）。邮编：118002 email：DDSSLPY@126.com 手机：13384253715