【摘 要】本文對脫鹽水裝置的結構特點、工藝運行及控制要求加以概述，并簡單介紹了PLC技術的高可靠性及運行穩(wěn)定性等特點，并對該控制系統(tǒng)的構成、監(jiān)控系統(tǒng)的設計等做出相應的分析及研究，提出一種將PLC技術在化工脫鹽水處理自動控制系統(tǒng)中的應用的方法。

【關鍵詞】PLC技術；脫鹽水處理；自動控制；應用

伴隨工業(yè)化發(fā)展的不斷加快，人們對水處理的尤其是鍋爐用水水質的要求日趨嚴格。這是由于在加熱蒸發(fā)時，水中所含的羥基化合物及鹽類會在受熱面大量的結垢沉淀，造成燃料的極大浪費，嚴重者甚至會導致鍋爐局部過熱而燒穿或產生爆炸。同時，由于水質中的鹽類雜質等裹含在蒸汽內，還會造成輪機葉片等設備的損毀。因此，需要采用PLC系統(tǒng)對原系統(tǒng)加以改造，避免因生產運行的人工操作容易造成的二氧化硅泄露、制水量降低及水質不佳等現(xiàn)象，從而達到改善工廠環(huán)境和提高生產效率的目的。

一、脫鹽水系統(tǒng)的工藝特點及其結構組成

1、脫鹽水設備工藝特點。脫鹽水指的是去除水中容易除去的強電解質或者將強電解質降低至一定程度如1-5mg/l的一種水質，其在醫(yī)藥、化工、發(fā)電等系統(tǒng)中的應用比較廣泛。脫鹽水裝置的工藝過程是，首先利用活性炭過濾器將水中游離的氯以及渾濁物除掉，然后把構成鹽的陽離子在陽離子交換器內進行離子交換加以去除，接著利用脫碳塔除掉水中溶解的二氧化碳，最后將構成鹽的陰離子通過陰離子交換器進行離子交換加以去除，使之成為符合純度規(guī)定的脫鹽水，從而作為鍋爐或者其他生產裝置的水源【1】。

2、脫鹽水處理系統(tǒng)主要包括水系統(tǒng)、酸堿再生系統(tǒng)和氣系統(tǒng)。

首先，水系統(tǒng)主要由兩臺高效過濾器、兩套2床3塔純水裝置、一套再生裝置以及兩臺混合離子交換器組成，該系統(tǒng)所要監(jiān)控的對象主要包括電導度、濁度、二氧化硫含量、流量、壓力以及水的pH值等。

其次，酸堿再生系統(tǒng)主要是利用酸堿置換反應將失效的樹脂還原為符合要求的樹脂。因為在制水時，由于混合床及陰陽床工作的時間太長，其上的樹脂便會大量吸附含鹽離子，使得樹脂失效，導致產品水中的二氧化硫含量及電導度均顯著增加。因此，需要將堿加入樹脂中，從而將其還原為符合要求的樹脂。該系統(tǒng)主要檢測酸堿濃度及酸箱液位兩個參數(shù)指標。

最后，氣系統(tǒng)主要包括程控用氣及再生用氣兩大壓縮空氣部分，前者是為了實現(xiàn)電磁閥箱對氣動閥門的控制；后者主要用來對再生床及過濾器進行空氣擦洗【2】。

二、PLC程控系統(tǒng)的基本組成

PLC程控系統(tǒng)是指一上位機及PLC為核心，對化工脫鹽水處理實現(xiàn)程序自動控制的系統(tǒng)。根據(jù)系統(tǒng)要求，PLC程控系統(tǒng)利用兩臺采用西門子公司W(wǎng)INCC6.0軟件的上位機和一臺可編程邏輯控制器（PLC）組成。其中上位機一臺用作操作站對整個系統(tǒng)的數(shù)據(jù)檢測及監(jiān)控，另一臺可以用來設計及開發(fā)工程師站的組態(tài)軟件；而可編程控制器則采用可靠性好、功能強大、方便維護的西門子中性控制系統(tǒng)S7-300系列。其系統(tǒng)基本組成包括：

1、電源。程控系統(tǒng)中，對PLC開關量卡件及模擬量卡件供電時，采用西門子公司的配套PS307系列電源；而對工藝系統(tǒng)的各檢測儀表及電磁閥供電時，則采用SITOP電源。

2、中央控制單元及通訊單元。中央控制單元即CPU是依據(jù)系統(tǒng)輸入輸出的I/O接口點數(shù)以及系統(tǒng)的具體要求選用市場上目前主流的CPU315系列產品。而通訊單元采用MPI的下位機通訊方式；上位機處所設置的CP5611卡則利用專屬通訊電纜和SUB接口與下位機的MPI口之間交換數(shù)據(jù)，從而實現(xiàn)監(jiān)控的效果。

3、SM輸入輸出單元。鑒于程控系統(tǒng)的輸入輸出I/O接口點數(shù)很多，為盡量降低機架負荷，一般采用DI/DO32XDC系列的32點數(shù)字量輸入輸出單元，而模擬量輸入單元一般采用AI8X系列的8點輸入單元模塊【3】。 三、PLC程控系統(tǒng)在化工脫鹽水處理自動控制系統(tǒng)中的應用

1、在計算機與PLC之間采用PC/PPI電纜加以連接，其中最大通訊速率可2M，兩者間的最大距離為1km。監(jiān)控系統(tǒng)選擇RSView32工業(yè)組態(tài)軟件，并由SYSMAC OPC SERVER軟件和Rslinx軟件與CONTROLLER LINK網(wǎng)上的連接的三套PLC之間實現(xiàn)數(shù)據(jù)的互相交換，從而完成化工脫鹽水處理的數(shù)據(jù)實時采集、工藝監(jiān)控畫面形成、趨勢記錄分析以及報警報表打印等工作。

脫鹽水處理的自動控制系統(tǒng)，其具體原理是在計算機屏幕上將脫鹽水生產的全過程顯示出來，并用多幅畫面把各個系統(tǒng)的工藝流程圖加以顯示，并保證每幅圖能夠實時地展現(xiàn)出泵、閥等各個設備的運行狀態(tài)。同時還要保證操作畫上實時地顯示出液位、溫度、流量等主要變量的數(shù)值，以便操作人員能夠依據(jù)顯示器便可掌握脫鹽水生產的整體過程。

此外，在這些計算機屏幕所顯示的操作畫中不僅要將脫鹽水的生產工藝流程圖展示出來，而且還要對工藝運行步指示、運行步時間及操作方式控制等加以顯示，以便操作人員能夠通過操作鼠標和鍵盤來對生產線的運行進行控制【4】。

2、PLC技術在脫鹽水處理的自動控制系統(tǒng)中應用主要實現(xiàn)的功能是：首先，用簡潔的動態(tài)畫面來展示脫鹽水處理過程，從而形象地模擬了脫鹽水處理的工藝流程，從而使得操作人員能夠更加方便地掌控脫鹽水處理的整個過程，以便及時發(fā)現(xiàn)并處理問題。其次，利用計算機程序實現(xiàn)控制鍵盤的按鈕操作，使得操作更加簡化，并大大降低了手動操作可能產生的失誤。再次，利用PLC技術能夠及時對系統(tǒng)標定及控制參數(shù)加以存儲及修改，從而使得自動或半自動操作模式的切換不受干擾。最后，利用PLC技術來對脫鹽水處理進行自動控制，還能有效地對系統(tǒng)故障進行預報和示警，從而方便維修人員及時快速定位以便排除系統(tǒng)故障。此外，利用PLC技術，還能實現(xiàn)對管理員和操作員的有效管理【5】。

結束語

將PLC技術在脫鹽水處理的自動控制系統(tǒng)中應用，一方面簡化了操作步驟，因而在很大程度上減輕了操作人員的勞動強度；另一方面還能實現(xiàn)對脫鹽水處理整個流程的實時監(jiān)控，從而有效地保證了系統(tǒng)運行的安全穩(wěn)定性，進一步提高了企業(yè)的生產效率。

【參考文獻】

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