西门子PLC和精简屏在铜回收系统中的应用

2022-02-21楼华敏

科技信息·学术版 2022年3期

楼华敏

摘要：采用可编程逻辑控制器PLC和精简屏，应用于某卫浴塑料厂铜回收系统中;并结合工艺，描述PLC及精简屏的自动化系统结构、配置及设计，阐述了其在工程中的优势和发展。

关键词：可编程控制器;PLC;屏;铜回收;自动化

Abstract： Programmable Logic Controller （PLC） and streamlined screen， applied to a sanitary plastic plant copper recovery system application; and bonding process， describing screen PLC automation systems and streamlining the structure， configuration and design， describes its project advantages and development.

Keywords： PLC; PLC; screen; copper recovery; Automation

1引言

“五水共治”是推进全国新一轮改革发展的关键之策，治污一直是当前迫在眉睫的工作，而电镀、化工等废水中含有大量的Cu2+，对环境和生物都存在不可逆转的危害，为此一系列治污系统应运而生，而与此配套的电气自动化显得尤为重要。另外，随着经济的发展，人工的成本也在急速上涨，原来传统的手工操作，陆续被自动化程度较高的设备替代。尤其在一些高污染的环境下，人力资源显得尤为紧张，因此迫切的需要一套成熟稳定的系统，节约能源。

2 工艺流程和控制要求

該厂主要处理塑料电镀件，根据不同的电镀工艺及流程，废水分为：含铜废水、含镍废水、含铬废水。根据数据显示，该废水的废水量为：250m3/d，系统运行时间为24h/d。

以含铜废水为例，含铜废水是PH=2左右的酸性废水，处理流程依次为预沉、树脂吸附、UF预过滤和NF浓缩工艺，实现铜离子浓度浓缩到20g/l的效果，然后送到电解工段，实现99%的回收。树脂吸附主要吸附有机物，其自动化处理主要体现在阀门的切换，设置必要的气动阀门，减少人工操作。膜法浓缩阶段采用全自动化控制系统，控制要求：前段树脂处理的出水经超滤循环泵进入超滤膜系统，超滤浓水回流至超滤原水箱，产水进入浓缩水箱A。超滤每运行20分钟反冲洗一次。浓缩水箱A先经增压泵进入精密过滤器，再由高压泵加压进入NF膜浓缩系统，NF浓水有两个去处，分别为浓缩水箱A和浓缩水箱B，当浓水的比重达到设定值时浓缩液进入浓缩水箱B，NF产水进入NF产水箱，通过泵打至回用水使用点。

3. 自动控制设计

整个废水站分为3层，根据现场工地的实际性，保证污水处理过程当中的安全可靠性和生产的连续性，提高自动化水平，控制系统采用研华工控机、西门子S7-300可编程控制器、西门子7寸精简屏等组成的控制系统硬件结构。该系统为现场分布式控制、集中监视的全自动化、智能化控制系统，现场仪表通过信号采集统一在工控机上显示，并且记录，为后期系统更加稳定运行提供保证。系统通过总线把现场的若干站点跟中控室紧密连接起来，提高准确性和施工效率，并且实现数据的实时记录、故障报警、状态监测、动态显示、报表分析，这些给系统工艺的分析提供了有力的数据，保证系统稳定运行。

3.1 系统的结构和功能

根据铜浓缩工艺，本工艺自动化监控系统的IO点数如下：

由于该系统采用的是膜法浓缩，控制点数多为自动阀门，根据实际的IO点数优选一款s7-300的314-2pn/dp作为主处理器，现场设置远程IO，用DP总线将现场与CPU连接起来，避免了传统的控制信号来回接线;控制室选择研华37寸工控机作为工程站，工程站间及与CPU间连接选择成熟的以太网连接，接线方便;另考虑到突发断电的情况，配置了6KVA的山特在线式UPS电源，保证了数据的及时储存。

4. 软件设计：

工程师站选用西门子wincc7.0系统，能实现现场所有自动化仪表、水泵等的实时状态反馈、记录、存储，以及分时存储、自动输出、打印报表等人性化功能及界面，把一套冰冷的机械设备展现的活灵活现。精简屏选用的是西门子最新的博图V12编程软件，画面编辑简单明了。

5 系统的优势及缺点：

优点：

1）在中心控制室内能对全系统被控设备进行在线实时在线控制，S7-300替代传统的手工操作，避免了繁琐的人工操作，减少不必要的误差。系统将程序自动接收的比重数据反馈给处理器，直到膜浓缩设备将铜浓缩到20g;

2）工程师站集中显示控制点，在操作间能看到全厂的设备运行状态，节省巡逻时间，自动记录数据，减少人工时间;

3）现场触摸屏替代传统的旋钮、指示灯，减少柜内硬件接线，减少控制线，操作面板清爽直观。按不同操作级别分级加密，并记录操作人员信息及操作信息。

缺点：

前期，对系统开发时，需投入较多的时间去组态和编程，调试时间增加;另外，操作及维护工程师也需要有较强的自动化知识。

6. 结束语

21世纪，人类对环境要求越来越高，工业环保事业飞速发展，人工成本普遍上涨，工业自动化的普遍应用迫在眉睫。

参考文献：