淺述化學制水控制系統升級

柴先鎖

摘 要：本文介紹了大唐云岡電廠化學制水控制系統升級改造情況，對升級原因、方案以及升級取得的成效做了簡單闡述。

關鍵詞：PLC；CPU；冗余熱備

1 概述

我公司化學制水系統水源設計為南水廠、北水廠水源為主，冊田水作為備用水源，經水廠一般性處理后，由水庫泵站輸送至廠內公用水系統、循環水弱酸處理系統和補給水處理系統。由于冊田水含鹽量偏高，為節省酸、堿，特在混凝、過濾等予處理后設2×85t/h反滲透裝置，然后經一級除鹽、二級除鹽后，變為合格的除鹽水，由除鹽水泵送入廠房補水箱。機組正常運行時，除鹽設備一套運行，出力為170t/h，滿足鍋爐正常補水和水箱貯水要求。當機組啟動或事故時，另一套除鹽系統亦投運，其中部分水由活性炭過濾器旁流直接進入除鹽系統，使系統出力滿足鍋爐最大補水要求。

1.1 系統流程

鍋爐補給水系統：（南、北水廠）冊田水→生水加熱器→空氣分離器（ 機械攪拌澄清池（清水箱→清水泵→細砂過濾器（活性炭過濾器（5（m保安過濾器（加入高效阻垢劑）（高壓泵（反滲透裝置（預除鹽水箱→預除鹽水泵→陽床（除碳器（陰床（混床→二級除鹽水箱。鍋爐補給水處理系統出力確定為：額定69 t/h；最大96 t/h。

1.2 控制系統硬件

本控制系統的硬件包括：上位站、PLC控制器、程控柜、電源柜、電動門配電箱、電磁閥箱、儀表等。其中上位站、程控柜、電源柜、電動門配電柜放在控制室，電磁閥箱放在設備旁。

上位站（CRT）配置3套，主機選型為INTEL工控機ICA200型，配置：CPU為PIII 1G、256M內存、40G硬盤、50倍速光驅、鼠標和鍵盤、10/100M自適應網卡。21”純平，分辨率1600×1280。

電源系統：供電電源為兩路獨立單相兩線制電源AC220V、50HZ、30A。電磁閥箱由武漢凱迪公司生產，內裝ASCO電磁閥、配氣管路、氣動互聯件、配氣管、面板操作開關等。

1.3 軟件

PLC控制器采用MODICON公司的PLC系列產品，PLC編程軟件為concept組態軟件；監控軟件為IFIX 3.5系列；文字、處理軟件為OFFICE2000；數據庫軟件為MICROSOFT SQL SERVER

上位站軟件：選用Intellution iFix監控軟件，進行補給水控制系統的流程畫面、自動操作窗口等的組態配置，包括補給水系統總畫面、生水加熱器、澄清池、雙閥濾池、細砂過濾器、活性炭過濾器、反滲透、及陽床、陰床、混床的反洗、再生子畫面以及預處理加藥和酸堿系統的子畫面。

PLC編程軟件為PL7組態軟件，所有程控自動功能、聯鎖保護邏輯、單操等全部在PLC程序中實現。

由于化學制水控制系統投入使用已有十余年，使用年限過長，以前配備的就地站內存過小，系統性能較差，反應較慢，經常造成運行人員誤操作；再者，該控制程序為PL7，且無中文注釋，程序的可閱讀性能極差，在日常維護中，不方便查閱。解決這些問題就是本次升級的目的所在。

2 升級原因

第一，該控制系統采用施耐德莫迪康昆騰PLC控制系統，CPU型號為140 CPU 11303，且為單路CPU控制，無冗余熱備功能。

第二，就地控制站配備一臺工程師站，安裝有IFIX 3.5畫面組態軟件，PL7邏輯組態軟件。由于該工程師站內存過小，使用年限過長，所以經常發生死機現象。

第三，工程師站電腦通過通訊電纜與CPU的Modbus plus接口相連實現通訊，由于中間三通接頭老化接觸不良，時常發生通訊中斷。

第四，PL7程序無注釋，在日常維護中，不方便查閱。

3 改造措施及方案

本次對化學制水控制系統升級改造包括硬件設備升級和軟件系統升級。

3.1 硬件設備升級

硬件設備升級包括以下兩個方面：

第一，更換工程師站電腦，新電腦內存為4GB，操作系統為Windows XP。

第二，把原來140 CPU 11303卡件更換為140 CPU 671 60卡件，且增加一路備用CPU卡件，實現冗余熱備功能，把原來子站電腦通過MB+通訊線直接與CPU接口相連改為用雙絞線通過交換機與CPU通訊，原遠程I/O柜不做改動，僅對CPU卡件進行升級更換，CPU 主站包括熱備的兩個CPU 系統。每個CPU系統包括一個電源模塊140 CPS 114 20，一個CPU模塊140 CPU 671 60，一個CRP通訊模塊140 CRP 932 00，一個NOE模塊140 NOE 771 01.

3.2 軟件系統升級

軟件系統升級包括以下兩個方面：

第一，軟件安裝

把原有畫面組態軟件IFIX3.5升級為IFIX4.0，concept邏輯組態軟件改為UNYTY3.1。在工程師站新電腦上先安裝Office2003軟件和AutoCAD軟件，再安裝IFIX4.0畫面組態軟件，UNYTY3.1邏輯組態軟件。

第二，應用程序的升級

Unity Pro 是用于Modicon Quantum PLC 的通用編程，調試和運行軟件，在開發和兼容性上功能強大。可以將原有的；PL7應用程序導入到Unity Pro中，直接應用轉換后的程序，并且確保邏輯的正確性。轉換過程是自動的，完整的應用轉換過程為轉換-導入-分析，打開PL7 源文件轉換成Unity Pro 源文件，源文件導入生成Unity Pro文件，最后導入的文件由Unity Pro 進行分析，如果轉換出現錯誤，會在轉換結束時自動打開輸出窗口進行顯示，點擊輸出窗口相應的行，直接訪問需要修改的程序行，修改對應的轉換錯誤[1]。程序轉換完成后腰重新配置本地總線卡件型號與PLC實際卡件型號相一致.

Unity Pro編程軟件提供了內置的PLC仿真器，對升級后的應用程序可直接進行PLC仿真模式的操作，在用戶程序中查找和記錄錯誤，仿真操作確認無誤后通過UNITY編程電纜將程序下載到PLC中，聯機進入標準模式進行系統調試。

4 系統在線調試

首先，程序下裝完成后檢查CPU卡件運行狀態是否正常，是否在冗余熱備狀態，各卡件功能是否正常，有無異常報警。

其次，檢查Unity Pro程序能否與PLC在線連接，上位與下位程序是否相同，再次，檢查IFIX畫面通訊是否正常，有無壞點或異常。

最后，依次操作畫面執行機構，檢查與就地執行器動作是否一致，反饋是否正常；檢查聯鎖保護能否正常投入，動作是否正常，確保程序手動自動均能正常進行。