小型PLC控制系統在化學水處理系統的中運用

張開賀（上海能源大屯發電廠,江蘇　徐州　221611）

小型PLC控制系統在化學水處理系統的中運用

張開賀
（上海能源大屯發電廠,江蘇徐州221611）

摘要：本文介紹了小型可編程序控制器(PLC)在電廠化學水處理系統中的應用。該系統采用德國西門子公司的S7-300系列可編程序控制器作為主體控制設備對盤式過濾器進行控制操作。詳細闡述了設備運行對控制系統的要求、軟硬件設計、系統的功能的開發應用以及控制系統所采取的安全性措施。應用表明:該系統可靠性高,控制效果良好,大大提高了設備連續運行的周期，同時也降低了設備維護費用，達到了優化生產的目的,具有廣泛的推廣價值。

關鍵詞：PLC；盤式過濾器；化學水處理系統

1　概述

上海能源熱電廠一期化學水處理系統于2012年10月升級改造完成。該系統將污水處理廠制得的中水（鍋爐補水需求大時采用深井水與中水混合補充）經過盤式過濾器過濾以及超濾、反滲透裝置、EDI等設備進行處理,,將原水變為符合要求的鍋爐機組用水。整個水處理系統以程控為主，人工控制為輔。

2　改造背景

由于一期、二期兩套化學水處理系統對接影響及成本控制方面考慮。盤式過濾器（水處理流程中開始設備）沒有接入到程控系統，而是設計成就地控制，控制方式為FILTRON控制器控制。

FILTRON控制器是以色列ARKAL過濾系統有限公司開發的產品，其功能有電磁閥檢測、壓差控制啟動沖洗、流量控制沖洗。

依照設計要求FILTRON控制器完全可以滿足生產需要，但在實際運行中我們發現：FILTRON控制器為進口產品且無漢化功能，在設備運行尤其是設備發生故障時不能及時處理，對工作人員素質的要求比較高。并且由于現場環境潮濕，水質差（污水處理廠制得的中水品質遠低于設計標準用水以及深井水得不到有效澄清）控制器中的電子原件和與之配套的壓力、流量傳感器極易損壞，造成盤濾投用率及運行周期大幅下降，加重了水處理系統中下級設備（超濾、反滲透、EDI）的負擔，導致整個系統經常性停運、檢修，大大的提高了一期化學水處理系統的運行成本，同時對機組的安全運行造成了很大的隱患。

3　方案設計

3.1運行方式設計

在最初的設計盤式過濾器（以下簡稱盤濾）在運行方式采用人工啟動和管道水壓達到0.5MPa自動啟動兩種啟動方式。在長時間（>1年）運行后發現，由于來水水質達不到設計標準，盤濾在每隔30-50分鐘必須投入運行（正常的過濾、反洗）并且由于二期同時投入運行時管路壓力（0.3-0.4Mpa）達不到設計啟動要求。因此我們將盤濾的運行方式改為在一期化學水處理系統啟動后的45分鐘后投入反洗，沖洗時間由20s改為25s。

3.2控制系統選型

主要硬件配置表

從成本控制、運行穩定上考慮經過反復對比PLC選用西門子公司S7-200控制器，通過合理的控制系統設計及系統選型，實現對盤濾的控制和動態監視。

3.3工藝流程設計

盤濾采用就地控制方式運行，具體流程為：在一期化學水處理系統投運后，在現場由運行值班人員啟動。此時運行指示燈亮，在45分鐘后#1電磁閥通電，#1過濾單元進行反洗，同時#1過濾單元指示燈亮，整個反洗過程持續25s。#1過濾單元反洗結束后，#2電磁閥通電，#2過濾單元進行反洗，同時#2過濾單元指示燈亮，同樣整個反洗過程持續25s。以此類推直到7過濾單元完成反洗后繼續下一個循環。化學水處理系統停運后有運行值班員手動停止盤濾運行。

3.4控制系統軟件設計

特別需要注意的是在一期化學水處理系統停運時，盤濾需停止，而此時盤濾有可能在某個過濾單元運行的狀態，這是需要考慮的地方。同時為了未來盤濾接入到一期化學水處理程控中，需要在程序設計及硬件設計中預留連鎖啟動、停止接、壓力報警接口。

4　成果展示

與FILTRON控制器相比，小型PLC控制系統具有以下優點：

（1）操作簡單，所有的操作只有啟動和停止。在運行前無需任何設定，若制水系統運行有變化可及時、無需任何條件的停止盤濾。

（2）運行狀態一目了然。運行值班員既可從控制器上觀看盤濾運行過程，也可從中間繼電器的指示燈進行判斷。

（3）故障率低，運行穩定。控制器與盤濾電磁閥之間通過中間繼電器對接，避免了電磁閥出問題時對控制器的損害，這就大大降低了故障發生的可能性，并且當其中某一電磁閥出現故障時不會影響其余電磁閥工作，也方便檢修工作。

（4）預留接口，方便生產需求。設計時預留壓力報警、遠控啟動、連鎖啟動接口，在生產需求時可以及時接入。

5　結束語

通過采用小型PLC系統對盤濾進行控制，保證了盤濾乃至整個化學水處理系統的正常運行。該系統于2014年5月組裝、調試完成。在運行期間工作可靠、運行指示清晰得到了運行值班員的好評。

參考文獻：

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