張開賀（上海能源大屯發(fā)電廠,江蘇　徐州　221611）

小型PLC控制系統(tǒng)在化學(xué)水處理系統(tǒng)的中運(yùn)用

張開賀
（上海能源大屯發(fā)電廠,江蘇徐州221611）

摘要：本文介紹了小型可編程序控制器(PLC)在電廠化學(xué)水處理系統(tǒng)中的應(yīng)用。該系統(tǒng)采用德國西門子公司的S7-300系列可編程序控制器作為主體控制設(shè)備對盤式過濾器進(jìn)行控制操作。詳細(xì)闡述了設(shè)備運(yùn)行對控制系統(tǒng)的要求、軟硬件設(shè)計(jì)、系統(tǒng)的功能的開發(fā)應(yīng)用以及控制系統(tǒng)所采取的安全性措施。應(yīng)用表明:該系統(tǒng)可靠性高,控制效果良好,大大提高了設(shè)備連續(xù)運(yùn)行的周期，同時(shí)也降低了設(shè)備維護(hù)費(fèi)用，達(dá)到了優(yōu)化生產(chǎn)的目的,具有廣泛的推廣價(jià)值。

關(guān)鍵詞：PLC；盤式過濾器；化學(xué)水處理系統(tǒng)

1　概述

上海能源熱電廠一期化學(xué)水處理系統(tǒng)于2012年10月升級改造完成。該系統(tǒng)將污水處理廠制得的中水（鍋爐補(bǔ)水需求大時(shí)采用深井水與中水混合補(bǔ)充）經(jīng)過盤式過濾器過濾以及超濾、反滲透裝置、EDI等設(shè)備進(jìn)行處理,,將原水變?yōu)榉弦蟮腻仩t機(jī)組用水。整個(gè)水處理系統(tǒng)以程控為主，人工控制為輔。

2　改造背景

由于一期、二期兩套化學(xué)水處理系統(tǒng)對接影響及成本控制方面考慮。盤式過濾器（水處理流程中開始設(shè)備）沒有接入到程控系統(tǒng)，而是設(shè)計(jì)成就地控制，控制方式為FILTRON控制器控制。

FILTRON控制器是以色列ARKAL過濾系統(tǒng)有限公司開發(fā)的產(chǎn)品，其功能有電磁閥檢測、壓差控制啟動(dòng)沖洗、流量控制沖洗。

依照設(shè)計(jì)要求FILTRON控制器完全可以滿足生產(chǎn)需要，但在實(shí)際運(yùn)行中我們發(fā)現(xiàn)：FILTRON控制器為進(jìn)口產(chǎn)品且無漢化功能，在設(shè)備運(yùn)行尤其是設(shè)備發(fā)生故障時(shí)不能及時(shí)處理，對工作人員素質(zhì)的要求比較高。并且由于現(xiàn)場環(huán)境潮濕，水質(zhì)差（污水處理廠制得的中水品質(zhì)遠(yuǎn)低于設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)用水以及深井水得不到有效澄清）控制器中的電子原件和與之配套的壓力、流量傳感器極易損壞，造成盤濾投用率及運(yùn)行周期大幅下降，加重了水處理系統(tǒng)中下級設(shè)備（超濾、反滲透、EDI）的負(fù)擔(dān)，導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)經(jīng)常性停運(yùn)、檢修，大大的提高了一期化學(xué)水處理系統(tǒng)的運(yùn)行成本，同時(shí)對機(jī)組的安全運(yùn)行造成了很大的隱患。

3　方案設(shè)計(jì)

3.1運(yùn)行方式設(shè)計(jì)

在最初的設(shè)計(jì)盤式過濾器（以下簡稱盤濾）在運(yùn)行方式采用人工啟動(dòng)和管道水壓達(dá)到0.5MPa自動(dòng)啟動(dòng)兩種啟動(dòng)方式。在長時(shí)間（>1年）運(yùn)行后發(fā)現(xiàn)，由于來水水質(zhì)達(dá)不到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，盤濾在每隔30-50分鐘必須投入運(yùn)行（正常的過濾、反洗）并且由于二期同時(shí)投入運(yùn)行時(shí)管路壓力（0.3-0.4Mpa）達(dá)不到設(shè)計(jì)啟動(dòng)要求。因此我們將盤濾的運(yùn)行方式改為在一期化學(xué)水處理系統(tǒng)啟動(dòng)后的45分鐘后投入反洗，沖洗時(shí)間由20s改為25s。

3.2控制系統(tǒng)選型

主要硬件配置表

從成本控制、運(yùn)行穩(wěn)定上考慮經(jīng)過反復(fù)對比PLC選用西門子公司S7-200控制器，通過合理的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)及系統(tǒng)選型，實(shí)現(xiàn)對盤濾的控制和動(dòng)態(tài)監(jiān)視。

3.3工藝流程設(shè)計(jì)

盤濾采用就地控制方式運(yùn)行，具體流程為：在一期化學(xué)水處理系統(tǒng)投運(yùn)后，在現(xiàn)場由運(yùn)行值班人員啟動(dòng)。此時(shí)運(yùn)行指示燈亮，在45分鐘后#1電磁閥通電，#1過濾單元進(jìn)行反洗，同時(shí)#1過濾單元指示燈亮，整個(gè)反洗過程持續(xù)25s。#1過濾單元反洗結(jié)束后，#2電磁閥通電，#2過濾單元進(jìn)行反洗，同時(shí)#2過濾單元指示燈亮，同樣整個(gè)反洗過程持續(xù)25s。以此類推直到7過濾單元完成反洗后繼續(xù)下一個(gè)循環(huán)?；瘜W(xué)水處理系統(tǒng)停運(yùn)后有運(yùn)行值班員手動(dòng)停止盤濾運(yùn)行。

3.4控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

特別需要注意的是在一期化學(xué)水處理系統(tǒng)停運(yùn)時(shí)，盤濾需停止，而此時(shí)盤濾有可能在某個(gè)過濾單元運(yùn)行的狀態(tài)，這是需要考慮的地方。同時(shí)為了未來盤濾接入到一期化學(xué)水處理程控中，需要在程序設(shè)計(jì)及硬件設(shè)計(jì)中預(yù)留連鎖啟動(dòng)、停止接、壓力報(bào)警接口。

4　成果展示

與FILTRON控制器相比，小型PLC控制系統(tǒng)具有以下優(yōu)點(diǎn)：

（1）操作簡單，所有的操作只有啟動(dòng)和停止。在運(yùn)行前無需任何設(shè)定，若制水系統(tǒng)運(yùn)行有變化可及時(shí)、無需任何條件的停止盤濾。

（2）運(yùn)行狀態(tài)一目了然。運(yùn)行值班員既可從控制器上觀看盤濾運(yùn)行過程，也可從中間繼電器的指示燈進(jìn)行判斷。

（3）故障率低，運(yùn)行穩(wěn)定?？刂破髋c盤濾電磁閥之間通過中間繼電器對接，避免了電磁閥出問題時(shí)對控制器的損害，這就大大降低了故障發(fā)生的可能性，并且當(dāng)其中某一電磁閥出現(xiàn)故障時(shí)不會(huì)影響其余電磁閥工作，也方便檢修工作。

（4）預(yù)留接口，方便生產(chǎn)需求。設(shè)計(jì)時(shí)預(yù)留壓力報(bào)警、遠(yuǎn)控啟動(dòng)、連鎖啟動(dòng)接口，在生產(chǎn)需求時(shí)可以及時(shí)接入。

5　結(jié)束語

通過采用小型PLC系統(tǒng)對盤濾進(jìn)行控制，保證了盤濾乃至整個(gè)化學(xué)水處理系統(tǒng)的正常運(yùn)行。該系統(tǒng)于2014年5月組裝、調(diào)試完成。在運(yùn)行期間工作可靠、運(yùn)行指示清晰得到了運(yùn)行值班員的好評。

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