孫亮

基于ABB編程的反沖洗過濾器技術(shù)改造

孫亮

（華東冶金地質(zhì)勘查局超硬材料研究所，安徽馬鞍山，243000）

反沖洗過濾器在使用過程中受到單片機電路板故障率高等環(huán)境因素的制約，常需作業(yè)人員進(jìn)行現(xiàn)場干預(yù)。結(jié)合利用現(xiàn)有集中控制DCS操作系統(tǒng)，基于ABB編程實施技術(shù)改造，簡化了反沖洗過濾器機旁控制電路，提高了設(shè)備可靠性，實現(xiàn)了遠(yuǎn)程控制，為同行廠區(qū)設(shè)備集中控制和管理打開了思路。

反沖洗過濾器；ABB編程；DCS；技術(shù)改造；遠(yuǎn)程控制；成本控制

引言

隨著自動控制和計算機技術(shù)的發(fā)展，當(dāng)前大部分企業(yè)都配有PLC或DCS等集中控制系統(tǒng)，同時在系統(tǒng)之外也存在許多自動化程度不高的小型單體設(shè)備。由于缺乏企業(yè)生產(chǎn)自動化、信息化乃至智能化系統(tǒng)頂層發(fā)展規(guī)劃，特別是對系統(tǒng)互聯(lián)互通重視不夠，導(dǎo)致很多設(shè)備信息化的整合度不高，對所配置的集中控制系統(tǒng)未能充分利用，從而造成了設(shè)備維護成本、人力成本等的浪費。

以生產(chǎn)循環(huán)水過濾為例，過濾過程主要采用反沖洗過濾器。其工作原理是當(dāng)進(jìn)、出口管道內(nèi)的壓差達(dá)到預(yù)設(shè)值時，自動開始清洗（反沖洗）受污染的濾芯。反之，則停止工作。本文以反沖洗過濾器為例，實施DCS控制改造，著重闡述如何通過小型單體電器設(shè)備和DCS控制系統(tǒng)的整合，以提高單體設(shè)備集中控制及自動化水平。

1　反沖洗過濾器技改前工作原理

1.1工作條件

技改前，反沖洗過濾器啟動自動反沖洗的3個條件為：

（1） 達(dá)到預(yù)設(shè)壓差值；

（2） 按下本地手動清洗按鈕；

（3） 達(dá)到預(yù)設(shè)反沖洗觸發(fā)時間。

1.2電氣控制原理

反沖洗過濾器控制箱布局如圖1所示，其中圖1a為控制箱前面板圖，圖1b為控制箱內(nèi)部布局。

Q1送電后，T1變送220 V電源給電路板供電。當(dāng)壓差大于預(yù)設(shè)值時，壓差開關(guān)S1閉合，送信號至電路板。電路板輸出AC 220 V到K1線圈，K1得電，電機轉(zhuǎn)動。當(dāng)S3（TS0）計數(shù)開關(guān)感應(yīng)后，常開點閉合，DC 24 V+送進(jìn)電路板，K1線圈斷電，電路板輸出AC 220 V給排污電磁閥。排污閥工作1.5 s后，電磁閥失電關(guān)閉。如此循環(huán)9次，當(dāng)S4（TS1原始位光開）感應(yīng)后，常開點閉合，DC 24 V+送進(jìn)電路板。當(dāng)壓差低于預(yù)設(shè)值時，結(jié)束反沖洗工作[3]。

圖1　反沖洗過濾器控制箱布局。P1——反沖洗計數(shù)器；S2——本地手動清洗按鈕；Q1——控制箱空氣開關(guān)。

2　反沖洗過濾器技改關(guān)點

2.1反沖洗過濾器技改目的及控制要求

（1）應(yīng)工藝要求，需在DCS操作站上啟停和自動控制過濾器；

（2）降低設(shè)備故障率及維護成本。

2.2反沖洗過濾器ABB編程

2.2.1過濾器S800 I/O點分配

根據(jù)自動反沖洗過濾器的工作原理及工藝要求，ABB程序中共分配6個DI點和2個DO點。表1所示為I/O分配地址及其接線端子地址。

表1　過濾器I/O分配表

2.2.2FBD功能塊

FBD功能塊程序圖如圖2所示流程說明如下：

（1）當(dāng)壓差開關(guān)、現(xiàn)場手動按鈕、DCS啟動按鈕任意一個為“1”，或門輸出為“1”時，由于原點光開沒有感應(yīng)到“0”，因此經(jīng)過SR觸發(fā)器的S端為“1”，R端為“0”，觸發(fā)器輸出為“1”。同時，CTU-2的RESET端收到一個脈沖信號，將計數(shù)器清零，C2的INPUT端為“0”，DCS過濾器畫面啟動次數(shù)顯示為“0”。

（2）WORK的INPUT端面收到“1”信號，DCS過濾器操作畫面顯示“STANDBY”。同時，CTU-1的CU端為“1”，C1的INPUT端為“1”（指電機旋轉(zhuǎn)圈數(shù)為1）。和計數(shù)光開再經(jīng)過一個與門，與門輸出“1”。與門的輸出端接在MOT-01cn的E1Start和STOP端，這兩個引腳為“1”，SO1端輸出“1”。此時，過濾器電機起動，RUN為“1”，將MOT_01cn和Valve01_01端SEQE1置為“1”，電機和閥門處于E1狀態(tài)（自動狀態(tài)），CTU-2的CU端收到一個脈沖信號，DCS過濾器畫面啟動次數(shù)顯示為“0”。

圖2　FBD功能塊程序圖

（3）電機轉(zhuǎn)動，碰到計數(shù)位光開TS0，計數(shù)位光開變?yōu)椤?”，經(jīng)過一個TP，Q為“1”（30 s內(nèi)），Valve01-01端SEQOPEN為“1”，電磁閥打開30 s。同時，TP的Q端經(jīng)過非門和SR輸出端進(jìn)行與運算（由于SR觸發(fā)器具有保持功能，輸出仍為“1”），這時與門輸出為“0”。MOT-01cn的E1Start和STOP端為“0”，SO1端輸出“0”，電機停止，RUN端為“0”。當(dāng)30 s時間一到，Q為“0”，閥門關(guān)閉。同時與門輸出為“1”，電機再次啟動，RUN端為“1”。CTU-2的CU端收到下一個脈沖信號，C2的INPUT端為“2”，DCS過濾器畫面啟動次數(shù)顯示為“2”。

（4）電機再次轉(zhuǎn)動，又碰到計數(shù)位光開TS0，閥門再次打開，電機停止，如此循環(huán)9次（過濾器中有9個濾芯，每轉(zhuǎn)到一個濾芯，電機都會停止，閥門打開排污）。當(dāng)碰到原始位光開TS1時，SR觸發(fā)器的R端為“1”，輸出為“0”，自清洗結(jié)束。

2.2.3反沖洗過濾器接線圖

反沖洗過濾器接線如圖3所示。

3　討論與結(jié)束語

通過此次技改，實現(xiàn)了反沖洗過濾器控制部分的DCS整合，簡化了反沖洗過濾器的電路結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)了遠(yuǎn)程控制。通過一段時間的使用檢驗，反沖洗過濾器電路部分故障率大為降低；通過遠(yuǎn)程控制，減低了操作人員勞動強度。

此次技改，也為充分發(fā)揮和利用現(xiàn)有DCS強大功能、整合廠區(qū)各類電器設(shè)備、提高自動化程度、實現(xiàn)廠區(qū)設(shè)備集中控制和管理打開了思路。

圖3　反沖洗過濾器接線圖

[1]ABB公司. S800M 硬件選型手冊[Z]. ABB公司隨機資料.

[2]ABB公司. Advant OCS系統(tǒng)用戶手冊[Z]. ABB公司隨機資料.

[3]江蘇德盛特環(huán)保科技有限公司. 反沖洗過濾網(wǎng)說明書[Z]. 德盛特環(huán)隨機資料.

[4]蔡忠勇. 現(xiàn)場總線與工業(yè)以太網(wǎng)產(chǎn)品手冊[M]. 北京: 機械工業(yè)出版社, 2007.

[5]董吉文, 徐龍璽. 計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與應(yīng)用[M]. 北京: 電子工業(yè)出版社, 2006.

Technical Reconstruction on Back-washing Filter based on ABB Programming

SUN Liang
(Super-hard Materials Research Institute, East-China Metallurgical Bureau of Geology & Exploration, Ma’anshan, Anhui, 243000, China)

During the using process of back-washing filter, constrained to environmental factors just as the high failure rate of microchip circuit board, inferences from operators are often necessary in field work. Combined with existing centralized control based DCS, technical reconstruction is implemented based on ABB programming. The control circuit of back-washing filter is simplified; the reliability of devices is improved; the remote control is realized as well. The idea of this paper starts the train of thought for peer factories realizing centralized control and management.

Back-washing Filter; ABB Programming; DCS; Technical Reconstruction; Remote Control; Cost Control

TP65+2.1

A

2095-8412 (2016) 05-841-04工業(yè)技術(shù)創(chuàng)新 URL: http://www.china-iti.com

10.14103/j.issn.2095-8412.2016.05.002

孫亮(1979-)，男，助理工程師。研究方向：計算機與自動控制。E-mail: 991827191@qq.com