摘 要：高線水處理泵站位于高速線材生產(chǎn)線西側(cè)，始建于1993年，該水泵站主要功能是回收高線生產(chǎn)使用的凈環(huán)水和濁環(huán)水，然后通過過濾、加藥、除油、冷卻等工藝，將處理后的凈環(huán)水和濁環(huán)水供給高線生產(chǎn)使用，節(jié)能減排循環(huán)利用。于2008年專業(yè)整合時并入動力能源分公司，原控制系統(tǒng)由于年久失修，落后淘汰，無備件更換，現(xiàn)整個生產(chǎn)線都是人工操作，資源沒有得到充分利用，為了實(shí)現(xiàn)資源優(yōu)化、減員增效的目的，急需對控制系統(tǒng)進(jìn)行改造，提升自動化程度。本文根據(jù)昆鋼動力能源分公司高線水處理存在的問題，并結(jié)合動力能源分公司能源管控規(guī)劃做出了改造方案并進(jìn)行了詳細(xì)闡述。

關(guān)鍵詞：水處理 控制系統(tǒng) 減員增效

中圖分類號：X703 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）04（a）-0177-02

1 高線水處理工藝現(xiàn)狀分析

高線水處理泵站位于高速線材生產(chǎn)線西側(cè)，始建于1993年，該水泵站主要功能是回收高線生產(chǎn)使用的凈環(huán)水和濁環(huán)水，然后通過過濾、加藥、除油、冷卻等工藝，將處理后的凈環(huán)水和濁環(huán)水供給高線生產(chǎn)使用，節(jié)能減排循環(huán)利用。于2008年專業(yè)整合時并入動力能源分公司，原控制系統(tǒng)由于年久失修，落后淘汰，無備件更換，現(xiàn)整個生產(chǎn)線都是人工操作，資源沒有得到充分利用，為了實(shí)現(xiàn)資源優(yōu)化、減員增效的目的，急需對控制系統(tǒng)進(jìn)行改造，提升自動化程度。

2 目標(biāo)

總體目標(biāo)：對高線水處理站內(nèi)重要設(shè)備進(jìn)行實(shí)時監(jiān)視和控制，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程值守。

具體為：根據(jù)本次改造原設(shè)計(jì)，高線水處理站將新增一套PLC控制系統(tǒng)，完成對設(shè)備的監(jiān)控、數(shù)據(jù)儲存、報(bào)警、邏輯控制等功能，并預(yù)留接口將數(shù)據(jù)上傳到能管系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)對水泵站設(shè)備的監(jiān)視，實(shí)現(xiàn)無人值守的功能，完成區(qū)域集中和全廠監(jiān)視，達(dá)到資源合理利用、減員增效的目的。

3 改造方案

3.1 改造設(shè)備

為了提高系統(tǒng)的自動化程度，實(shí)現(xiàn)無人值守，必須對設(shè)備進(jìn)行改造，并在關(guān)鍵部位加裝液位計(jì)、溫度變送器、壓力變送器、電流表等儀表檢測裝置。根據(jù)高線水處理工藝現(xiàn)狀分析，目前只能在就地操作箱上啟/停控制設(shè)備，需要對操作箱進(jìn)行改造，增加中間繼電器等設(shè)備，實(shí)現(xiàn)就地/遠(yuǎn)程 PLC系統(tǒng)控制模式，實(shí)現(xiàn)對設(shè)備狀態(tài)信號的采集、分析，實(shí)現(xiàn)自動控制，潛水泵、風(fēng)機(jī)的改造原理與水泵操作回路改造原理相同，水泵改造如圖1所示。

3.2 加裝視頻攝像系統(tǒng)

為了更好的實(shí)現(xiàn)減員增效，降低成本，提高市場競爭力，加裝實(shí)時視屏監(jiān)視設(shè)備成為首選，在主泵房、濁環(huán)水一次泵房、濁環(huán)水二次泵房和加熱爐回水泵房加裝六只攝像頭，實(shí)現(xiàn)全區(qū)域監(jiān)控。

4 PLC系統(tǒng)配置

根據(jù)動力能源分公司區(qū)域集中的規(guī)劃，計(jì)劃在污水處理站設(shè)置集中監(jiān)控站，上位機(jī)系統(tǒng)與各水泵站的PLC直連，進(jìn)行區(qū)域水泵站的集中監(jiān)控。

4.1 系統(tǒng)功能

本次改造的控制系統(tǒng)采用西門子S7-300的PLC，保證系統(tǒng)軟硬件性能可靠，完成對高線水處理所有數(shù)據(jù)采集、儲存、邏輯控制及報(bào)警功能。

集中監(jiān)控站：采用WINDOWS XP系統(tǒng)，安裝編程軟件Step7和上位機(jī)組態(tài)軟件WinCC，具備實(shí)現(xiàn)對高線水處理整個系統(tǒng)的操作控制、系統(tǒng)監(jiān)視。

過程站：采用西門子S7-300PLC，完成數(shù)據(jù)采集，順序控制，聯(lián)鎖等各項(xiàng)保護(hù)功能。各板卡能實(shí)現(xiàn)熱撥插，點(diǎn)與點(diǎn)之間相互隔離，且具有點(diǎn)故障自診斷功能，與巡檢站的聯(lián)絡(luò)采用工業(yè)以太網(wǎng)TCP/IP通訊方式。

4.2 系統(tǒng)配置

根據(jù)生產(chǎn)工藝控制的要求，結(jié)合過程控制和過程管理的特點(diǎn)，PLC系統(tǒng)的I/O檢測點(diǎn)按數(shù)據(jù)類型AI、DI、DO劃分。包括了整個過程控制中的電氣、儀表相關(guān)檢測、控制點(diǎn)，通過對高線水處理涉及的輸入、輸出點(diǎn)（I/O）進(jìn)行了匯總統(tǒng)計(jì)，考慮到今后有擴(kuò)容的可能，各類I/O卡件裕量≥20%。對系統(tǒng)進(jìn)行整體配置，如表1所示。

5 PLC控制功能

5.1 過程控制

根據(jù)工藝和現(xiàn)場維護(hù)人員要求，PLC系統(tǒng)可以對各水泵及其他設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程操作及聯(lián)鎖控制，并將一些重要信號反饋到運(yùn)行人員進(jìn)行人工遠(yuǎn)程操作。各設(shè)備均可實(shí)現(xiàn)就地和遠(yuǎn)程兩種方式的啟停，并設(shè)有相應(yīng)的切換開關(guān)，上位設(shè)有自動與手動切換按鈕，使用者可根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行選擇。

5.2 連鎖控制

對于潛水泵，冷卻風(fēng)機(jī)，因?yàn)槠涫堑蛪涸O(shè)備，頻繁啟停對設(shè)備的性能不會產(chǎn)生負(fù)面影響，所以將改造成聯(lián)鎖啟停。根據(jù)生產(chǎn)工藝技術(shù)要求，PLC系統(tǒng)設(shè)置了如下聯(lián)鎖控制回路，具體包括：

5.2.1 潛水泵連鎖控制

連鎖條件：積水坑液位。

手動模式：則由操作人員完成潛水泵的啟停。

自動模式：當(dāng)集水坑的液位高于高高水位設(shè)定值時，無論另一個水泵是否處于運(yùn)行狀態(tài)，自動啟動水泵（投入使用的水泵可自行選擇）；當(dāng)集水坑的液位高于高水位設(shè)定值的時候，先判斷另外一臺水泵是否處于運(yùn)行狀態(tài)，如果已經(jīng)有一臺水泵啟動，則不啟動，沒有水泵處于運(yùn)行狀態(tài)則開啟水泵；當(dāng)集水坑的液位低于低水位設(shè)定值時，停止水泵。

5.2.2 冷卻風(fēng)機(jī)連鎖控制

連鎖條件：投入電機(jī)溫度中的最大值（每臺電機(jī)設(shè)有投入與切除）。

投入/切除連鎖：用戶可選擇是否投入連鎖（每臺風(fēng)機(jī)設(shè)有投入與切除）

投入后：當(dāng)溫度大于設(shè)定值時，啟動投入的風(fēng)機(jī)；溫度小于設(shè)定值時，停止風(fēng)機(jī)。

6 系統(tǒng)監(jiān)控功能

具有工藝流程圖、控制面板、歷史趨勢、分級報(bào)警等功能。

7 改造方案效果

通過對高線水處理的改造，可以實(shí)現(xiàn)站內(nèi)無人值守，遠(yuǎn)端監(jiān)控，與其它水處理站統(tǒng)一集中到污水處理站監(jiān)控，集中管理?？刂葡到y(tǒng)實(shí)時情況可通過遠(yuǎn)端工作站做相應(yīng)操作、監(jiān)視，各現(xiàn)場可通過視頻攝像頭實(shí)時錄像、監(jiān)視。達(dá)到資源整合、節(jié)能減排、減員增效的目的。

參考文獻(xiàn)

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