吳光宇 蘇 然

（山信軟件股份有限公司萊蕪自動(dòng)化分公司，山東萊蕪271104）

0 引言

型鋼化水車間的1#除鹽水系統(tǒng)于2006年投入使用，采用無錫容大的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備。整個(gè)自控系統(tǒng)采用西門子S7-400控制，超濾、反滲透系統(tǒng)是自動(dòng)化控制，但多介質(zhì)、活性炭、陰陽床的運(yùn)行、反洗等操作及陰陽床再生過程操作都是運(yùn)行人員到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行閥門、泵的手動(dòng)操作。

這樣現(xiàn)場(chǎng)添加6套多介質(zhì)過濾器，每套需要添加現(xiàn)場(chǎng)氣動(dòng)蝶閥8個(gè)；6套活性炭過濾器，每套需要添加6套氣動(dòng)閥?？偣?4套氣動(dòng)閥，現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置電磁閥操作箱，氣動(dòng)閥控制及反饋信號(hào)接入新的PLC遠(yuǎn)程站內(nèi)，利用大修間隙添加新的監(jiān)控畫面及程序。

為實(shí)現(xiàn)減員增效，提高操作的實(shí)際效率，更為了提高除鹽水站運(yùn)行的穩(wěn)定性，需進(jìn)行1#除鹽水系統(tǒng)的自動(dòng)化改造，根據(jù)情況先進(jìn)行過濾器部分的自動(dòng)化改造。

1 原因分析

現(xiàn)場(chǎng)共有12套過濾器，每套過濾器的進(jìn)水門、產(chǎn)水門、反洗進(jìn)水門、反洗排水門等幾個(gè)床子現(xiàn)場(chǎng)是手動(dòng)閥門，直接制約著生產(chǎn)效率提升。再加上反洗操作，操作工的操作量更大。

現(xiàn)場(chǎng)所有閥門均是手動(dòng)閥門，這是制約現(xiàn)場(chǎng)自動(dòng)化操作的主要原因。自動(dòng)化PLC柜點(diǎn)數(shù)受限，增加上自動(dòng)化設(shè)備后需要擴(kuò)容。

2 對(duì)策實(shí)施

6臺(tái)多介質(zhì)過濾器（48只氣動(dòng)閥）和6臺(tái)活性炭過濾器（36只氣動(dòng)閥）都需進(jìn)行自動(dòng)化控制改造，將原來系統(tǒng)運(yùn)行操作的手動(dòng)閥門，全部改為氣動(dòng)襯膠隔膜閥，通過自動(dòng)化儀表系統(tǒng)的增加實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制，現(xiàn)場(chǎng)操作柜里氣動(dòng)蝶閥可單體操作，電腦控制可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)運(yùn)行、反洗、氣洗、正洗、投運(yùn)、備用等操作，每臺(tái)設(shè)備每個(gè)氣動(dòng)閥都可實(shí)現(xiàn)單體操作。

另外，因現(xiàn)有自控系統(tǒng)已運(yùn)行10年，設(shè)備老化，性能下降，大部分模板及人機(jī)軟件已停產(chǎn)，無法采購(gòu)到備件，亟需更新?lián)Q代，因此，需對(duì)PLC設(shè)備、人機(jī)軟件進(jìn)行更換調(diào)試，并重新編制程序畫面。

2.1 PLC控制介紹

本系統(tǒng)采用西門子系列PLC，為S7-400掛ET200結(jié)構(gòu)。因?yàn)槌}水不是連續(xù)生產(chǎn)方式，并且其產(chǎn)水量經(jīng)常根據(jù)鍋爐系統(tǒng)的負(fù)荷調(diào)整進(jìn)行調(diào)整，所以其設(shè)備的控制方式應(yīng)能適應(yīng)多種情況下的不同生產(chǎn)工況，如一用一備、兩用一備等。系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

2.2 多介質(zhì)系統(tǒng)操作說明

本系統(tǒng)多介質(zhì)過濾器工藝的操作畫面如圖2所示。

圖2 多介質(zhì)工藝操作圖

該畫面用于顯示原水箱、濃水箱液位?？刂圃O(shè)備除6臺(tái)多介質(zhì)過濾器外，還包括2臺(tái)多介質(zhì)反洗泵的單機(jī)/聯(lián)鎖控制。

每套多介質(zhì)過濾器包含進(jìn)水閥、出水閥、反洗進(jìn)水閥、反洗排水閥、正洗排水閥、排氣閥、進(jìn)氣閥、排污閥等8個(gè)氣動(dòng)閥門。

操作按鈕的控制方式分為“遠(yuǎn)程”“就地”兩種操作。其中遠(yuǎn)程操作在電腦上進(jìn)行，又可分為手動(dòng)、自動(dòng)模式。手動(dòng)模式操作的步序包含：

（1）運(yùn)行：運(yùn)行前清洗（2～3 min）、運(yùn)行（24 h）步序；

（2）反洗：排水（5 min）、進(jìn)氣（3 min）、水反洗（6 min）、排水（12 min）、正沖洗（15 min）步序；

（3）備用。

就地操作是由現(xiàn)場(chǎng)的操作箱按鈕、指示燈等操作。其中，“單體操作按鈕”會(huì)復(fù)位任何一個(gè)狀態(tài)的操作步序，同時(shí)可單獨(dú)操作每臺(tái)氣動(dòng)閥?！肮收掀帘伟粹o”可以在運(yùn)行過程中，屏蔽掉氣動(dòng)閥開關(guān)到位的故障信號(hào)，并可以由程序模擬發(fā)出開關(guān)到位信號(hào)，保證步序的順序進(jìn)行，但必須由操作人員確定現(xiàn)場(chǎng)閥門的具體位置。

2.3 泵的聯(lián)鎖操作

每套泵組可分為“單機(jī)”/“聯(lián)鎖”兩個(gè)操作模式。其中，單機(jī)可以任意地手動(dòng)啟停泵；聯(lián)鎖模式下又分為“主泵”“備泵”的選擇切換。

主泵——聯(lián)鎖啟動(dòng)條件滿足時(shí)，自動(dòng)啟泵；聯(lián)鎖停止條件滿足時(shí)，自動(dòng)停泵。

備泵——當(dāng)主泵故障時(shí)，備泵啟動(dòng)。備泵會(huì)受到聯(lián)鎖停止條件限制。

多介質(zhì)反洗泵在執(zhí)行“水反洗”步序時(shí)自動(dòng)啟泵。

原水泵的操作畫面如圖3所示。

原水泵1#、2#為變頻操作，可由畫面選擇“變頻模式”“工頻模式”，分為變頻啟動(dòng)和工頻啟動(dòng)。

3 結(jié)語

圖3 水泵操作畫面

改造現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施之后，增強(qiáng)了除鹽水站運(yùn)行的穩(wěn)定性，降低了現(xiàn)場(chǎng)操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了除鹽水運(yùn)行效率，節(jié)省了運(yùn)行成本。

自系統(tǒng)投入運(yùn)行以來，設(shè)備故障率明顯減少，在節(jié)能降耗方面也取得了很好的社會(huì)效果、環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益。