顧文業(yè)

摘要：目前，大部分二級(jí)發(fā)電廠都應(yīng)用了中壓系統(tǒng)補(bǔ)水處理技術(shù)。該系統(tǒng)能夠有效過濾清水，為了更好地運(yùn)行該系統(tǒng)，必須通過自動(dòng)化控制技術(shù)來實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的管理和控制。文章闡述了在電廠補(bǔ)水自動(dòng)控制工程項(xiàng)目中引入PLC的優(yōu)勢(shì)，并對(duì)系統(tǒng)組成、組態(tài)以及控制要求進(jìn)行了論述，希望能夠?yàn)殡姀S提升水處理系統(tǒng)的運(yùn)行效率提供思路借鑒。

關(guān)鍵詞：電廠補(bǔ)水；PLC；自動(dòng)控制技術(shù)；二級(jí)發(fā)電廠；中壓系統(tǒng) 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類號(hào)：TM764 文章編號(hào)：1009-2374（2016）06-0043-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.06.022

中壓補(bǔ)水處理系統(tǒng)不僅能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)化學(xué)水的有效處理，經(jīng)該系統(tǒng)處理過的水分還能夠通過二級(jí)除鹽處理生成鍋爐所需的除鹽水，為廠房汽輪機(jī)、鍋爐的高效使用創(chuàng)造了更加有利的條件。為了保證中壓補(bǔ)水處理系統(tǒng)能夠更加高效地運(yùn)行，各個(gè)發(fā)電廠已經(jīng)開始探索通過一些切實(shí)可行的自動(dòng)控制技術(shù)，通過設(shè)計(jì)自動(dòng)程序和設(shè)定人工參數(shù)，對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行全面有效的管理控制。

1 水系統(tǒng)概況

本文以某二級(jí)發(fā)電廠為例，對(duì)該電廠運(yùn)用PLC對(duì)中壓補(bǔ)水處理系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)控制的應(yīng)用情況進(jìn)行詳細(xì)闡述。該發(fā)電廠中，配備的水位系統(tǒng)設(shè)備主要包括活性炭過濾器3臺(tái)、精密型過濾器2臺(tái)、雙介質(zhì)過濾器4臺(tái)、滲透裝置2套，即除炭型、三態(tài)一級(jí)型混床裝置。其化學(xué)水補(bǔ)給處理系統(tǒng)由各個(gè)設(shè)備處理設(shè)備的管道相互連接組成，水泵流出的水在進(jìn)入到雙層介質(zhì)過濾器中后，可過濾掉大型的顆粒懸浮物，再進(jìn)入到二層過濾器中，經(jīng)活性炭過濾器可以保持水導(dǎo)電度及渾濁度，緊接著進(jìn)入到第三層過濾器裝置中，即反滲透裝置，能夠去除含鹽粒子，經(jīng)過三層式處理后，化學(xué)水已經(jīng)淡化，僅需通過除碳器就能消除多余的二氧化碳，上述處理完成后，就可進(jìn)入到專業(yè)混床中再次除鹽處理，當(dāng)測(cè)定經(jīng)處理的水達(dá)到一定的導(dǎo)電度、pH值、水流量、壓力值、二氧化硅含量標(biāo)準(zhǔn)后，就可將其運(yùn)往主廠房中。當(dāng)雙介質(zhì)鍋爐和活性炭過濾器失去了混床效果，就需要重新處理化學(xué)水，處理過程中，一些反滲透裝置運(yùn)行結(jié)束后，應(yīng)該立即進(jìn)行清理，避免影響水處理效果。在以上水處理操作中引入計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和PLC，能夠大大提高處理效率和水質(zhì)量。

2 PLC補(bǔ)水自動(dòng)控制系統(tǒng)的組成

在補(bǔ)水自動(dòng)控制系統(tǒng)中，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和PLC是核心和基礎(chǔ)，其主要作用是對(duì)相關(guān)水處理程序進(jìn)行自動(dòng)控制。通過計(jì)算機(jī)系統(tǒng)及PLC能夠?qū)φ麄€(gè)系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控。根據(jù)計(jì)算機(jī)監(jiān)測(cè)到的現(xiàn)場(chǎng)圖像，可以了解現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的使用情況，同時(shí)還能夠跟蹤分析過濾器、閥門以及水泵的運(yùn)行狀態(tài)，以此來控制水質(zhì)量；監(jiān)測(cè)得到的導(dǎo)電度、壓力值、pH值等數(shù)據(jù)能夠?yàn)殡姀S運(yùn)行管理人員調(diào)整水處理方案提供重要參考；操作人員還可直接設(shè)置系統(tǒng)操作方式，按照系統(tǒng)操作的相關(guān)指令來控制和管理現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行設(shè)備。除此以外，基于計(jì)算機(jī)及PLC技術(shù)上的補(bǔ)水自動(dòng)控制系統(tǒng)還具備其他輔助功能：（1）帶有打印機(jī)，可實(shí)施打印相關(guān)的數(shù)據(jù)報(bào)表，為分析和監(jiān)測(cè)水處理參數(shù)工作帶來了便利，有助于高效地對(duì)水質(zhì)情況做出判斷；（2）攜帶音響，當(dāng)系統(tǒng)在運(yùn)行過程中發(fā)生故障或者異常情況時(shí)，可以提供相關(guān)的報(bào)警信號(hào)，發(fā)出的報(bào)警聲能夠提醒相關(guān)操作人員及時(shí)查明和處理故障，控制故障發(fā)生范圍，避免影響水處理效率；（3）系統(tǒng)具備合格的樹脂，在系統(tǒng)投入使用前，通過復(fù)核濾波器以及混床，整個(gè)系統(tǒng)的樹脂均達(dá)到了相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，能夠確保水質(zhì)質(zhì)量合格。

3 PLC補(bǔ)水自動(dòng)控制系統(tǒng)的組態(tài)

PLC補(bǔ)水自動(dòng)控制系統(tǒng)的組態(tài)直接影響著整個(gè)系統(tǒng)能夠達(dá)到的自動(dòng)化程度，并關(guān)系到系統(tǒng)的操作功能的實(shí)現(xiàn)，是系統(tǒng)配置的主要參量。在分析系統(tǒng)組態(tài)之前，需先把握受控對(duì)象和對(duì)應(yīng)的設(shè)備參量。案例中該二級(jí)發(fā)電廠主要涉及到的受控對(duì)象包括模擬量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、電動(dòng)機(jī)閥門除碳風(fēng)機(jī)、氣動(dòng)閥門等。涉及到的受控對(duì)象數(shù)量眾多而且較為復(fù)雜，因此需著重分析系統(tǒng)組態(tài)，分析輸出和輸入?yún)?shù)的制定情況。

一般情況下，在確定PLC系統(tǒng)的輸出量和輸入量時(shí)，需考慮到系統(tǒng)輸出或輸入單元的點(diǎn)數(shù)，通常水處理過程中需要預(yù)留充足的輸出（輸入）點(diǎn)數(shù)備用，支持系統(tǒng)長(zhǎng)期運(yùn)行和改造、擴(kuò)建。在實(shí)時(shí)通訊過程中，主要通訊設(shè)備不僅包括PLC，還有上位機(jī)，上位機(jī)也需多增加一臺(tái)備用，保證兩臺(tái)上位機(jī)能夠及時(shí)相互切換，確保交換機(jī)能夠長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行和正常操作，為其他相關(guān)操作創(chuàng)造

便利。

從宏觀層面上看，該系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)主要是通過雙圖像管PLC來組成補(bǔ)水自動(dòng)控制網(wǎng)絡(luò)，兩臺(tái)操作計(jì)算機(jī)均通過雙絞線、太網(wǎng)卡來連通交換機(jī)，雙絞線應(yīng)用了星型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，引入網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)腎P協(xié)議，采用RJ-45接口。主機(jī)架構(gòu)中裝有太網(wǎng)，能夠連通交換機(jī)和雙絞線，再加上同軸電纜，可以直接連接RIO的多個(gè)遠(yuǎn)程站，通過上述配置方式可以共享兩臺(tái)計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)，具體來說，這兩臺(tái)計(jì)算機(jī)管理的數(shù)據(jù)可以實(shí)現(xiàn)相互備用，可將其中一臺(tái)作為系統(tǒng)編程器，因而同時(shí)具備了PLC編程功能和維護(hù)功能。

4 控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)分析

該發(fā)電廠應(yīng)用的PLC補(bǔ)水自動(dòng)控制系統(tǒng)總共覆蓋了以下程序：雙介質(zhì)過濾投入運(yùn)行程序、停止操作程序、反滲透裝置啟動(dòng)程序、混床投入運(yùn)行程序、再生程序，每個(gè)程序均能單步、同步操作，并且屬于獨(dú)立運(yùn)行。

舉例來說，在系統(tǒng)中可設(shè)置水泵切換程序，其基本控制原理是通過預(yù)先設(shè)置的壓力傳感器以及壓力值來處理現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)產(chǎn)生的實(shí)際壓力信號(hào)差。若壓力差超過數(shù)值0，就需要增加輸出電流，調(diào)高變頻器輸出頻率，以提高變頻泵的轉(zhuǎn)速，進(jìn)而提高現(xiàn)場(chǎng)水壓；若壓力差低于數(shù)值0，則應(yīng)該降低變頻泵的轉(zhuǎn)速，以減小現(xiàn)場(chǎng)水壓。一般情況下，為了保證水壓差數(shù)值接近0，往往需要通過多次調(diào)整，因此當(dāng)實(shí)際壓力于設(shè)定的參數(shù)附近發(fā)生波動(dòng)時(shí)，就能夠達(dá)到維持壓力恒定的目的。

在程序運(yùn)行過程中，為了真正實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，達(dá)到水處理的相關(guān)要求，需要根據(jù)預(yù)先設(shè)定的步序時(shí)間以及在線參數(shù)來實(shí)施操作，同時(shí)運(yùn)行人員要結(jié)合作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況進(jìn)行控制和管理，重點(diǎn)分析主要?jiǎng)幼鞑襟E，靈活運(yùn)用操作系統(tǒng)，保證達(dá)到預(yù)計(jì)的處理效果。在同時(shí)運(yùn)行兩個(gè)及以上設(shè)備或者在協(xié)調(diào)運(yùn)行時(shí)，應(yīng)該著重選擇合理的操作對(duì)象，以保證機(jī)組能夠協(xié)調(diào)一致投入運(yùn)行，減少操作失誤情況發(fā)生，通過正確、合理控制軟件程序，以維護(hù)整個(gè)系統(tǒng)的高效、有序運(yùn)行。

5 結(jié)語(yǔ)

該發(fā)電廠在化學(xué)水處理項(xiàng)目中引入PLC后，水處理作業(yè)期間未發(fā)生嚴(yán)重的設(shè)備事故，且水處理自動(dòng)控制系統(tǒng)本身的運(yùn)行效率有了顯著的提高，制水質(zhì)量也明顯改善，全廠長(zhǎng)期維持穩(wěn)定運(yùn)行，隨著生產(chǎn)效率的提高，取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益。綜合上述分析，PLC能夠有效彌補(bǔ)傳統(tǒng)發(fā)電廠水自動(dòng)處理系統(tǒng)存在的缺陷，有效提高了整個(gè)系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性和運(yùn)行安全性，值得各個(gè)發(fā)電廠借鑒和嘗試。在實(shí)際應(yīng)用過程中，為了減少水的自然損耗，防止發(fā)生水質(zhì)量事故，還應(yīng)對(duì)系統(tǒng)的軟件程序進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，著重完善泵控制程序，并對(duì)系統(tǒng)存在的不完善之處進(jìn)行分析和處理，對(duì)補(bǔ)水泵進(jìn)行完全自動(dòng)化控制，避免影響制水的質(zhì)量。PLC屬于成熟的自動(dòng)控制技術(shù)，將其應(yīng)用于發(fā)電廠的水處理自動(dòng)控制系統(tǒng)中，能夠形成穩(wěn)定的自動(dòng)制水系統(tǒng)，且其操作簡(jiǎn)便、提供的數(shù)據(jù)完整、監(jiān)測(cè)全面，能夠大大提高發(fā)電廠的制水作業(yè)效率，減少人工勞動(dòng)時(shí)間，具有良好的發(fā)展和應(yīng)用前景。

參考文獻(xiàn)

[1] 胡云慶.PLC技術(shù)在汽包自動(dòng)補(bǔ)水系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].機(jī)電信息，2013，（27）.

[2] 蔡新波，韓亞鳳.PLC在電廠補(bǔ)水自動(dòng)控制中的應(yīng)用

[J].資源節(jié)約與環(huán)保，2013，（10）.

[3] 孔令奇.臺(tái)達(dá)PLC在太陽(yáng)能熱水自動(dòng)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].電器工業(yè)，2015，（6）.

[4] 張雷，龐星，倪娟，等.基于PLC的磁選柱溢流液面自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用[J].有色金屬（選礦部分），2015，（4）.

（責(zé)任編輯：陳 潔）