PLC控制在電廠化學(xué)水處理系統(tǒng)中的應(yīng)用

彭康利

摘 要 在電廠的化學(xué)水處理過(guò)程中應(yīng)用PLC控制能夠有效的解決控制系統(tǒng)的自動(dòng)化落后問(wèn)題，PLC控制能夠進(jìn)行自動(dòng)監(jiān)控化學(xué)水的處理，并對(duì)于再生后出水當(dāng)中磷酸鹽的含量高問(wèn)題可有效的處理，基于此，本文主要分析在電廠的化學(xué)水處理當(dāng)中應(yīng)用PLC控制所具有的成效。

【關(guān)鍵詞】電廠化學(xué)水 處理系統(tǒng) PLC控制

化學(xué)水的處理是電廠在發(fā)電中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，處理的水量比較大且工藝繁雜，對(duì)水質(zhì)的要求很高，它的運(yùn)作與電廠的安全有著直接的聯(lián)系。隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，我國(guó)的企業(yè)生產(chǎn)規(guī)模進(jìn)一步擴(kuò)大，對(duì)于生產(chǎn)的效率以及工藝的可靠性，企業(yè)的要求也逐漸提高，所以，企業(yè)必須選擇自動(dòng)化的控制生產(chǎn)，以此提高企業(yè)的生產(chǎn)效率。PLC屬于數(shù)字運(yùn)算的一種電子系統(tǒng)，針對(duì)工業(yè)背景而創(chuàng)造，在工業(yè)的各個(gè)領(lǐng)域都在使用。在化學(xué)水的處理過(guò)程中應(yīng)用PLC控制，不但能夠有效地進(jìn)行控制，也能夠減少成本、降低消耗能源，有利于精度與效率的提高。同時(shí)還能提高公司的管理水平，有助于降低發(fā)生故障，提升維護(hù)的反應(yīng)速度。

1 對(duì)化學(xué)水處理系統(tǒng)中影響自動(dòng)運(yùn)行投入的原因

發(fā)電廠在化學(xué)水的處理系統(tǒng)主要包括：凝結(jié)水與補(bǔ)給水及汽水取樣監(jiān)督、加藥等四個(gè)處理系統(tǒng)。實(shí)現(xiàn)化學(xué)水的自動(dòng)化處理系統(tǒng)是工業(yè)的發(fā)展目標(biāo)，但對(duì)于我國(guó)化學(xué)水的自動(dòng)化處理系統(tǒng)的投入并不多，其主要原因包括：

（1）工藝繁雜是化學(xué)水處理系統(tǒng)的特點(diǎn)，在實(shí)際工作中有較多的不良狀況發(fā)生給自動(dòng)化運(yùn)行帶來(lái)影響。

（2）對(duì)于電廠的控制系統(tǒng)，大部分電廠都只是進(jìn)行改造，卻不更新化學(xué)水的處理系統(tǒng)，進(jìn)而導(dǎo)致化學(xué)水的自動(dòng)化處理系統(tǒng)在運(yùn)行中受阻。

（3）大多數(shù)的化學(xué)分析儀表都不符合要求，影響終點(diǎn)信號(hào)的穩(wěn)定性，進(jìn)而在一定程度上影響自動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)行。

（4）忽視對(duì)本廠化學(xué)水的處理，在化學(xué)水的處理系統(tǒng)上的投入過(guò)少。

（5）在進(jìn)行化學(xué)水處理系統(tǒng)中不合理配置人力資源，進(jìn)而不能更好的實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)、維護(hù)控制系統(tǒng)，或是從來(lái)都不應(yīng)用控制系統(tǒng)。

2 PLC系統(tǒng)的原理及功能

2.1 PLC 控制系統(tǒng)

控制系統(tǒng)主要采取的是冗余星型的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，其信息與數(shù)據(jù)傳輸媒體主要是用速率為100 MB的TCP/IP 光纖以太網(wǎng)為主，網(wǎng)絡(luò)的連接設(shè)備則使用的是冗余以太網(wǎng)的交換機(jī)，在交換機(jī)中和操作站、服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫(kù)及各個(gè)控制系統(tǒng)等相連接，通過(guò)操作員站實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的控制。

2.2 化學(xué)水處理控制系統(tǒng)

化學(xué)水處理系統(tǒng)，在化學(xué)水處理車間設(shè)置集中化控制室， 使用的是MODICON昆騰系列，主機(jī)選擇的也是昆騰系列中14CPU43412型的主機(jī)，其網(wǎng)絡(luò)、主機(jī)和交換器等皆為冗余配置。對(duì)于監(jiān)控軟件，則選擇的是INTOUCH8.0。

2.3 工業(yè)廢水處理控制系統(tǒng)

在工業(yè)廢水處理控制中，系統(tǒng)通過(guò)以太網(wǎng)通訊方式，與GE 90-30 PLC組成監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)組的化學(xué)參數(shù)的監(jiān)督及加藥系統(tǒng)的遠(yuǎn)方控制。上位計(jì)算機(jī)采用高性能的工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，上位監(jiān)控軟件采用組態(tài)軟件“組態(tài)王6.52”進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)，實(shí)現(xiàn)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的管理和界面顯示，實(shí)現(xiàn)與數(shù)采、控制設(shè)備的I/O連接。

2.4 系統(tǒng)功能

（1）數(shù)據(jù)采集：模擬量數(shù)據(jù)采集及開(kāi)關(guān)量采集。

（2）數(shù)據(jù)輸出：開(kāi)關(guān)量輸出、模擬量輸出。

（3）數(shù)據(jù)保存與處理：數(shù)據(jù)以標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫(kù)保存，可以保存三年以上歷史數(shù)據(jù)。

（4）實(shí)時(shí)顯示：模擬量數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)顯示，開(kāi)關(guān)量實(shí)時(shí)顯示；可按現(xiàn)場(chǎng)系統(tǒng)圖顯示、列表顯示和實(shí)時(shí)趨勢(shì)圖顯示。

（5）實(shí)時(shí)報(bào)警功能：具有采集數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)報(bào)警功能，通過(guò)屏幕給出紅色文字報(bào)警。

（6）報(bào)警歷史查詢：可查詢各參數(shù)超限報(bào)警、及離散量故障報(bào)警的歷史記錄。

（7）即時(shí)曲線顯示，實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)顯示參數(shù)的瞬時(shí)曲線。

（8）歷史曲線顯示，可以按需要調(diào)出多個(gè)參數(shù)的歷史曲線，可以作曲線放大，打印。

（9）報(bào)表管理：可以查詢?nèi)請(qǐng)?bào)表、月報(bào)表、年報(bào)表，并可以按需要打印報(bào)表。

（10）量程及報(bào)警限的設(shè)置：用戶可以通過(guò)軟件設(shè)置采集點(diǎn)的量程上下限、報(bào)警上下限等。

（11）用戶管理：可根據(jù)需要分別授權(quán)不同的用戶級(jí)別。

（12）加藥系統(tǒng)：軟件可實(shí)現(xiàn)加氨各泵運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)視以及加藥泵的遠(yuǎn)程啟動(dòng)、停止等控制功能。

3 PLC系統(tǒng)工藝的處理要求

在電廠的化學(xué)水處理中主要是在混床當(dāng)中完成，而混床的再生原理是把陰陽(yáng)樹(shù)脂根據(jù)一定的比例混合起來(lái)置于同一交換器中，水經(jīng)過(guò)混合床的過(guò)程中可完成多次陰陽(yáng)離子樹(shù)脂的交錯(cuò)與排列所組成的復(fù)床除鹽工作。因陰陽(yáng)樹(shù)脂在混合床當(dāng)中均勻混合，因此陰陽(yáng)離子的交換反應(yīng)大致是同時(shí)進(jìn)行的，也就是水的陰陽(yáng)離子交換可多次交錯(cuò)的進(jìn)行，并在交換的過(guò)程中產(chǎn)生H+、OH-無(wú)法聚集，大致上可將反離子對(duì)于交換反應(yīng)所產(chǎn)生的影響消除，防止出現(xiàn)逆反應(yīng)，從而徹底進(jìn)行交換反應(yīng)。為了讓陰陽(yáng)樹(shù)脂更好的分層，在混合床當(dāng)中的相對(duì)密度差要超過(guò)15～20%，并且其配比可經(jīng)出水的水質(zhì)與周期的制水量來(lái)確定。于鍋爐補(bǔ)給水的處理系統(tǒng)當(dāng)中，樹(shù)脂體積陰陽(yáng)比一般為2：1，混床運(yùn)行中主要是分為反洗分層、置換、進(jìn)酸堿、混脂、正洗等相關(guān)步驟進(jìn)行，其工藝比較復(fù)雜，對(duì)于進(jìn)水的流速與進(jìn)氣的量、出水的電導(dǎo)率、酸堿濃度及二氧化硅的含量等要求比較高。

在化學(xué)水的處理工藝流程中，因副產(chǎn)品當(dāng)中的有機(jī)鹽與二氧化硅的含量比較高，為了得到更好質(zhì)量的處理水，在混床的再生過(guò)程中一般需要人工操作，對(duì)工藝的要求比較苛刻，但其危險(xiǎn)性比較高，并且效率比較低。而采用PLC控制不需通過(guò)人工操作，在順序的控制流程當(dāng)中，在系統(tǒng)內(nèi)設(shè)置暫停與急停功能，并使任何狀態(tài)都能暫停與繼續(xù)；在再生過(guò)程急停的功能主要是將全部閥門關(guān)閉，終止再生，并自動(dòng)跳轉(zhuǎn)失效的狀態(tài)。在再生過(guò)程中，可先設(shè)置好各個(gè)再生的步驟，并可從任意一個(gè)步驟再生，在系統(tǒng)發(fā)生異常時(shí)還可以及時(shí)反饋信息由操作人按急停鍵停止，確保人身安全與財(cái)產(chǎn)安全。而在混床的再生前，必須先檢查閥門開(kāi)關(guān)的可控性，判斷其再生的條件，如果控制失敗，那么就終止操作。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上，PLC控制在電廠中被廣泛的應(yīng)用到化學(xué)水處理中，并且運(yùn)行的狀況比較好，其工藝也可達(dá)到設(shè)計(jì)的要求，設(shè)備運(yùn)行安全平穩(wěn)，在化學(xué)水處理過(guò)程中應(yīng)用PLC控制，不但能夠有效地進(jìn)行控制，也可減少成本、降低消耗能源，有利于精度與效率的提高。同時(shí)還有助于降低發(fā)生故障，提升維護(hù)的反應(yīng)速度，并為將來(lái)更有效的處理化學(xué)水等提供重要的理論依據(jù)。

作者單位

黃陵礦業(yè)煤矸石發(fā)電有限公司 陜西省黃陵縣 727307