某钢厂提高除盐水运行效率的改造实践

吴光宇 苏 然

（山信软件股份有限公司莱芜自动化分公司，山东莱芜271104）

0 引言

型钢化水车间的1#除盐水系统于2006年投入使用，采用无锡容大的现场设备。整个自控系统采用西门子S7-400控制，超滤、反渗透系统是自动化控制，但多介质、活性炭、阴阳床的运行、反洗等操作及阴阳床再生过程操作都是运行人员到现场进行阀门、泵的手动操作。

这样现场添加6套多介质过滤器，每套需要添加现场气动蝶阀8个；6套活性炭过滤器，每套需要添加6套气动阀。总共84套气动阀，现场设置电磁阀操作箱，气动阀控制及反馈信号接入新的PLC远程站内，利用大修间隙添加新的监控画面及程序。

为实现减员增效，提高操作的实际效率，更为了提高除盐水站运行的稳定性，需进行1#除盐水系统的自动化改造，根据情况先进行过滤器部分的自动化改造。

1 原因分析

现场共有12套过滤器，每套过滤器的进水门、产水门、反洗进水门、反洗排水门等几个床子现场是手动阀门，直接制约着生产效率提升。再加上反洗操作，操作工的操作量更大。

现场所有阀门均是手动阀门，这是制约现场自动化操作的主要原因。自动化PLC柜点数受限，增加上自动化设备后需要扩容。

2 对策实施

6台多介质过滤器（48只气动阀）和6台活性炭过滤器（36只气动阀）都需进行自动化控制改造，将原来系统运行操作的手动阀门，全部改为气动衬胶隔膜阀，通过自动化仪表系统的增加实现自动化控制，现场操作柜里气动蝶阀可单体操作，电脑控制可实现自动运行、反洗、气洗、正洗、投运、备用等操作，每台设备每个气动阀都可实现单体操作。

另外，因现有自控系统已运行10年，设备老化，性能下降，大部分模板及人机软件已停产，无法采购到备件，亟需更新换代，因此，需对PLC设备、人机软件进行更换调试，并重新编制程序画面。

2.1 PLC控制介绍

本系统采用西门子系列PLC，为S7-400挂ET200结构。因为除盐水不是连续生产方式，并且其产水量经常根据锅炉系统的负荷调整进行调整，所以其设备的控制方式应能适应多种情况下的不同生产工况，如一用一备、两用一备等。系统网络架构如图1所示。

图1 系统网络架构

2.2 多介质系统操作说明

本系统多介质过滤器工艺的操作画面如图2所示。

图2 多介质工艺操作图

该画面用于显示原水箱、浓水箱液位。控制设备除6台多介质过滤器外，还包括2台多介质反洗泵的单机/联锁控制。

每套多介质过滤器包含进水阀、出水阀、反洗进水阀、反洗排水阀、正洗排水阀、排气阀、进气阀、排污阀等8个气动阀门。

操作按钮的控制方式分为“远程”“就地”两种操作。其中远程操作在电脑上进行，又可分为手动、自动模式。手动模式操作的步序包含：

（1）运行：运行前清洗（2～3 min）、运行（24 h）步序；

（2）反洗：排水（5 min）、进气（3 min）、水反洗（6 min）、排水（12 min）、正冲洗（15 min）步序；

（3）备用。

就地操作是由现场的操作箱按钮、指示灯等操作。其中，“单体操作按钮”会复位任何一个状态的操作步序，同时可单独操作每台气动阀。“故障屏蔽按钮”可以在运行过程中，屏蔽掉气动阀开关到位的故障信号，并可以由程序模拟发出开关到位信号，保证步序的顺序进行，但必须由操作人员确定现场阀门的具体位置。

2.3 泵的联锁操作

每套泵组可分为“单机”/“联锁”两个操作模式。其中，单机可以任意地手动启停泵；联锁模式下又分为“主泵”“备泵”的选择切换。

主泵——联锁启动条件满足时，自动启泵；联锁停止条件满足时，自动停泵。

备泵——当主泵故障时，备泵启动。备泵会受到联锁停止条件限制。

多介质反洗泵在执行“水反洗”步序时自动启泵。

原水泵的操作画面如图3所示。

原水泵1#、2#为变频操作，可由画面选择“变频模式”“工频模式”，分为变频启动和工频启动。

3 结语

图3 水泵操作画面

改造现场实施之后，增强了除盐水站运行的稳定性，降低了现场操作人员的劳动强度，提高了除盐水运行效率，节省了运行成本。

自系统投入运行以来，设备故障率明显减少，在节能降耗方面也取得了很好的社会效果、环境效益和经济效益。