PLC控制技术在电厂水处理自动化中的应用

朱淑霞

摘 要：近几年随着我国经济建设的快速发展，在 能源供应上很多地区都出现电力资源紧缺的状况，因 此许多电厂纷纷进行新建或扩建改造。大连泰山热电有限公司是中国电力投资公司与大连市建设投资公司共同出资兴建的热电联产项 目，主要向大连市西南部的南沙河 口地区供热，电厂的位置位于大连市沙河口区西部，一期工程安装 2×13硎W超高压抽汽供热机组，配两台狃0t/h循环流化床锅炉。其中的水处理系统采用了先进的 PLC控制技术，具有自动化程度高，运行稳定技术可靠，经济方便的特点。

关键词：PLC系统; 自动控芾

1 水处理简介

大连泰山热电厂水处理包括四个系统：中水系统、锅炉补给水系统、炉水系统、污水处理系统;下 面简单介绍一下中水系统和锅炉补给水系统，其中以锅炉补给水处理系统 PLC自动控制为例，为大家详细介绍水处理自动控制的实现方法以及遇到的一些问题及解决办法。

众所周知，电厂的生产是属于高耗水行业，大连泰山热电有限公司生产所需的水量约为 20.000吨/天，由于大连市淡水资源极度缺乏， 而泰山热电有限公司的建成投产后运行所需的淡水水源在大连地区不可能自己建设，必须由城市统一协调供给，因此在大连泰山热电有限公司的初可研阶段，就考虑了开发利用其他水源的可行性。

2  水处理流程

2.1中水系统

废水→升压泵→机械加速澄清池→澄清池→澄清水泵→浮床一清水池→工业水泵→锅炉补给水系统

2.2锅炉补给水系统

补给水处理系统：经过工业水加热器的中水预处理来水（生水）经自清洗过滤器、超滤系统、一级反渗透系统、二级反渗透系统、EDI电除盐系统除盐后至主厂房的补给水系统。

3  PLC控制系统

3.1 控制原理

采用 PLC+上位机的方式，建立控制系统，完成对工艺对象的数据采集和程序控制。PLC产品选用AB公司的1756系列 PLC，并采用双CPU热备冗余的结构。上位机采用AB公司RsⅤIEW软件。双CPU热备的PLC系统与上位计算机的通讯采用开放的、高速的工业网络方式连接，一方面保证了操作员站的数据更新速度和实时性，使操作员站画面实时对应现场设备运行情况;另一方面通用的通讯协议方便其他系统与水处理系统 自控系统的数据交换。现场安装的各在线仪表，如流量表、pH表 、电导率表、液位变送器、温度变送器等，将测得的现场信号送到 PLC，PLC将 数据经过转化后再送到上位机，运行人员在控制室通过上位机可以非常直观地观测到现场系统的运行情况。

3.2 控制系统的功能

本自动化系统中，程序的任务主要是针对于超滤系统、反渗透系统、EDI系 统及其他辅助系统程序控制，水泵与液位的联锁及加药系统加药量调节控制。 控制系统可实现各单体设备的自动开（启 ）/关 （停）;反洗/冲洗; 联锁/保护。运行人员可根据相关水箱的液位、运行工况和运行方式对控制系统施以适当的人为干预。

3.3控制系统的配置

锅炉补给水控制室基本配置为：一台控制电源分配柜，负责二路控制电源的热各切换控制功能，控制系统中各个电压等级的电源转换及各个控制设各的配电;一台PLC柜，内装一套锅炉补给水处理系统PLC装置、网络设各及必须的 PLC、网络保护装置;三台继电器柜， 内装 PLC输入输出必需的隔离装置 （日本 idec24ⅤDC中间继电器）及保护装置;一台上位计算机系统操作台，放置二台 CRT操作员站; 一台焖 激光打印机放置于打印机台上。

3.4系统的自诊断功能

系统的自诊断功能是在 PLC的诊断功能和上位计算机的系统诊断开发功能的基础上，结合现场的实际情况实现的，系 统的自诊断功能提供系统的故障信息和维修指导，以 及系统易耗件失效的报警，对于系统的维护及维修起了重要的辅助作用。

3.5系统的自动化水平

本控制系统设计达到的 自动化水平为：锅 炉补给水系统全 自动运行，具备无人职守的能力及条件;应急情况下 （PLC失 去工作能力），使用现场手动操作方式完成系统功能 （应急操作切换在就地控制箱或其他就地设各上进行）现场仪表远传信号及各现场执行机构根据无人职守的 自动化 水平配置，以期实现自动化控制水平的目标。 PLC配置开放协议的高速远程数据通讯接口，可以通过高速通讯网络实现与远程数据管理库进行数据交换为 BOP网远程数据管理创造条件。

4 遇到的问题以及解决办法

此系统在硬件方面由于采用了大量的进口设备及仪表，所以硬件方面未出现大的问题，基本上能满足自动控制的要求。那么软件编程方面也采用了国内比较成熟的水处理公司提供的编程模式。结构严谨，程序快捷。只是出现了一些小的问题，这些问题应该是 PLC自动控制的常见问题，所以提出来和大家分享。

4.1上位机和下位机通讯时间存在DibLlg。

这种情况造成上位机发出的指令下位机没有扫描到，这种现象造成运行人员在操作时时好时坏，如：运行人员要停止某个设备，点击停止按钮时设备无反应。大多数情况下都正常，所以程序设计肯定没问题。我们都知道，启停程序都是一股的 "触发器的形式，即 ：按下运行或启动按钮时该开关量为一，释放时为零，输 出的常一信号靠输出点来自保持，为零信号靠停止按钮发出。如果启动按钮释放时为零信号没有被下位机捕捉到，那 么此输出点将一直为一，也就是设备无法停止。找到问题所在，一般解决起来就比较容易了，增 加一个两秒脉冲即可。

4.2流量累计不准

这种情况的出现我们一般判断是瞬时流量计不准可能造成累计不准，在排除了这种可能的前提下，那就是程序问题了。我们遇到了两种情况，一种是在累計值较大的情况下累计不准。这时只需将累计清零值设置小—点即可。另一种情况是在累计值不大的情况下，这时应该考虑到数据四舍五入的情况，把程序的加法和除法交换顺序即可。

5 结束语

本文介绍了大连热电厂的基于组态软件和 PLC的 锅炉水处理 自动监控系统，利用了工控机组态软件的强大数据处理和图形表现能力，PLC抗干扰能力强、适用于工业现场的特点，融合了较先进的自动化技术、计算机技术、通讯技术、故障诊断技术和软件技术，具有可靠性高、维护容易等特点。此系统实现了数据的集中管理、自动控制、故障检测等多方面功能，为锅炉的连续、稳定、安全运行提供了保证。

参考文献：

[1]张万忠，刘明芹。电器与PLC控制技术。化学工业出版社，2003.8.

[2]王卫兵。PLc系统通信、扩展与网络互连技术。机械工业出版社，2004.9.

[3]曾毅等。变频调速控制系统的设计与维护。山东科技技术出版社，2004，2.

[4]上海半岛自动化软件科技有限公司。MCGS用户手册。2003.

[5]孙洪程，翁唯勤，过程控制工程设计。化学工业出版社，2001.3.

（大连发电有限责任公司， 辽宁 大连 116021）