化学水处理程控改造中PLC的应用

化学水处理程控改造中PLC的应用
文章对我公司二、三期新建机组化学水处理程控改造进行了总结，并详细阐述了化水程控改造的意义及控制要点。

标签：水处理程控；改造；PLC程序
1 概述
2005年我公司二、三期扩建化学新上一套制水单元系列，整个工艺过程十分复杂。

由于手动操作劳动强度大，所以不宜采用手动操作。

而一般水处理程序器的灵活性和可靠性都比较差，使用和维护起来比较麻烦。

此外，一般的水处理程序器还需要配置大量的继电器及其配线。

2 化学水处理程控改造PLC的工作原理及控制要求
我公司化学水处理系统的运行方式为一级除盐加混床。

由于離子交换剂在交换器中有一定的使用时效，如果在水的除盐过程中交换剂失效后没有及时采取行动，则会导致除盐水水质劣化。

工作人员发现交换剂失效以后，要立即采取措施，停止系统运行，对交换剂进行反洗，反洗结束后，用酸（或碱）溶液对交换剂进行再生处理，最终达到恢复交换剂交换能力的目的。

下一步就可以将反洗过的交换剂继续投入使用，经过不断地运行反洗再运行直到满足水质要求。

在程控改造PLC制水的过程中，由工业电导率仪负责监督并监测交换器的出水质量是否合格。

10微西/厘米是一级除盐水导电率的一个临界点，一旦一级除盐水导电率超过10微西/厘米，系统就会自动停止运行。

在设备整个的运行过程中，有些设备不能直接用输出继电器带动，必须通过中间继电器，此时就要启动相应的泵或风机。

3 改造方案
（1）化学水处理系统控制设备选用了与1号机组DCS系统相同的硬件设备，即施耐德公司的MODICON昆腾140系列控制设备。

它共设计两个控制站，采用单网双卡双机热备用的方式。

此外每个控制站都预留了与1号机组DCS系统通讯的MB+接口。

（2）控制系统在结构上采用远程式结构，共设计有四个远程站，远程控制站与控制站主机的通信需要通过通讯适配器操作。

为了提高系统运行的可靠性，远程通信接口采用了双口。

（3）控制系统的上位机监控软件出自Intellution公司，由一个操作员站和一个工程师站组成其控制系统。

（4）所有的开关量输出通道均采用欧姆龙继电器进行隔离以提高控制系统
运行的可靠性。

（5）化学水处理控制室内的监控盘台全部取消，盘台上面的监视仪表、开关、按扭全部进入控制系统实现微机监控。

同时在原位置重新布置六面机柜，包括一面电源柜，一面变送器柜，四面控制柜。

（6）系统采用两路交流220伏电源进行供电，并配有全自动电源切换器，同时直流24伏电源也采用双电源箱供电。

（7）系统电源柜内安装的主要设备有全自动电源切换器及其附属器件，到各控制柜及就地设备的220伏分电源开关。

（8）系统变送器柜内安装的主要设备是二十二台转机、泵的电流变送器及其附属器件，电流变送器的输出信号送到控制柜进行数据采集和CRT显示。

（9）系统四台控制柜内安装的主要设备是四个远程站及24伏电源箱、电源开关、输出继电器等附属器件。

（10）化学水处理系统原有的联锁、报警、自动调节功能全部保留，并由新的控制设备（PLC控制器）来实现。

十三台变频泵的远方控制也由微机操作来实现。

（11）由于一期的控制电缆全部保留，因长度不够，绝大部分需要焊接。

一期原有的槽盒电缆由于宽度不够（30厘米），需更换成40厘米的槽盒，换下来的槽盒可用到二期。

（12）对于部分化学分析仪表和部分液位计，由于对化学水程控的影响不大，本次改造不上，待条件允许时再上（但在控制系统留有I/O接口），具体名称见设备清单。

（13）一期化学水处理系统在改造前及改造期间，需要对系统做临时的措施。

微机监控系统的人机介面应依据一、二化学水处理系统的情况进行统一绘制。

4 控制装置构成
化学水处理的控制装置由一个CPU装置和三个I/O扩展装置组构成。

控制装置的功能和任务是负责控制整个系统的正常运行。

其中共有五个开关量输入单元ID218作为控制装置的现场开关量输入用。

而作为控制装置输出用的有19个输出单元OC221以及1个晶体管输出单元OC411。

此外，控制装置中用于与上位机通讯有一个链接单元LK-201。

C1000H内部都是无触点电路，这些无触点电路与各种控制元件等效。

除此之外，还有输出继电器提供一个常开触点能使用户强制电气单元或执行单元。

操作台台面上的采集输入信号在整个系统运行中起到至关重要的作用。

控制装置通过它输出信号驱动负载动作。

采集输入信号包括选择开关、按钮、仪表等，它们必须经CPU处理后才能起到作用。

5 PLC程序
5.1 反洗
当阳床失效后，如果00404接通，则自动控制开关00402接通，此时内部继电器05201通电，导致与它相关的触点动作，接着内部继电器05201通电，反洗定时器TIM032、TIM033开始计时后，系统开始反洗。

CNT033的计数输入为T032，每当T032计达到60秒时，CNT033计数减1。

当CNT033减够15时，计数器自动清零。

输出继电器02603、02602带电，将反洗出水门和反洗进水打开，启动自用泵。

5.2 预喷射
定时器CNT033到达15分钟时，反洗规定时间达到，继电器05201失电，此时反洗过程结束，各阀门进入关闭状态。

此时内部继电器05202带电，反洗定时器TIM034、CNT035开始计时后，然后输出继电器02603、02606、01300带电，最后打开进酸门、喷射器进水门和反洗排水门，自用泵启动。

5.3 再生
当定时器CNT035到达5分钟时，预喷射规定时间到达，继电器05202失电，预喷射过程结束，各阀门关闭。

同时，内部继电器05203带电，启动预喷射定时器TIM036、CNT037，输出继电器02603、02606、01300、01301带电，此时打开进酸门、喷射器进水门、计量箱出酸门和反洗排水门，自用泵开始启动。

5.4 置换
当定时器CNT037到达80分钟时，再生规定时间到达，继电器05203失电，整个再生过程结束，各阀门进入关闭状态。

此时内部继电器05204带电，接着分别将置换定时器TIM038、CNT039启动，输出继电器02603、02606、01300带电，最后依次把进酸门、喷射器进水门和反洗排水门打开，自用泵启动。

5.5 正洗
当置换时间满60分钟时，继电器05204失电，至此整个置换过程结束，各阀门均进入关闭状态。

此时内部继电器05205带电，正洗定时器TIM040和CNT041开始计时后，输出继电器02605、02600带电，然后打开正洗排水门和进水门，自用泵开始进入工作状态。

5.6 备用
定时器CNT041达到35分钟时，正洗结束，继电器05205失电，正洗过程的阀门均关闭。

同时内部继电器06000带电，CNT041复位，设备进入备用状态，
备用指示灯开启。

5.7 运行
当制水条件满足，发出继电器00403带电的指令，指令作用后其常闭触点断开，最后导致06000失电。

此时设备的备用状态结束，接着启动制水按钮00400就可以进行制水。

这就是水处理程序进行循环操作的过程。

参考文献
[1]Q/CDT-CCSCC 106 0401-2013.化学检修规程[S].
[2]Q/CDT-CCSCC 105 0401-2013.200MW机组化学运行规程[S].
[3]施耐德昆腾PLC热备系统手册[S].。