西門子PLC和精簡(jiǎn)屏在銅回收系統(tǒng)中的應(yīng)用

樓華敏

摘要：采用可編程邏輯控制器PLC和精簡(jiǎn)屏，應(yīng)用于某衛(wèi)浴塑料廠銅回收系統(tǒng)中;并結(jié)合工藝，描述PLC及精簡(jiǎn)屏的自動(dòng)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、配置及設(shè)計(jì)，闡述了其在工程中的優(yōu)勢(shì)和發(fā)展。

關(guān)鍵詞：可編程控制器;PLC;屏;銅回收;自動(dòng)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”是推進(jìn)全國(guó)新一輪改革發(fā)展的關(guān)鍵之策，治污一直是當(dāng)前迫在眉睫的工作，而電鍍、化工等廢水中含有大量的Cu2+，對(duì)環(huán)境和生物都存在不可逆轉(zhuǎn)的危害，為此一系列治污系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生，而與此配套的電氣自動(dòng)化顯得尤為重要。另外，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人工的成本也在急速上漲，原來(lái)傳統(tǒng)的手工操作，陸續(xù)被自動(dòng)化程度較高的設(shè)備替代。尤其在一些高污染的環(huán)境下，人力資源顯得尤為緊張，因此迫切的需要一套成熟穩(wěn)定的系統(tǒng)，節(jié)約能源。

2 工藝流程和控制要求

該廠主要處理塑料電鍍件，根據(jù)不同的電鍍工藝及流程，廢水分為：含銅廢水、含鎳廢水、含鉻廢水。根據(jù)數(shù)據(jù)顯示，該廢水的廢水量為：250m3/d，系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)間為24h/d。

以含銅廢水為例，含銅廢水是PH=2左右的酸性廢水，處理流程依次為預(yù)沉、樹脂吸附、UF預(yù)過(guò)濾和NF濃縮工藝，實(shí)現(xiàn)銅離子濃度濃縮到20g/l的效果，然后送到電解工段，實(shí)現(xiàn)99%的回收。樹脂吸附主要吸附有機(jī)物，其自動(dòng)化處理主要體現(xiàn)在閥門的切換，設(shè)置必要的氣動(dòng)閥門，減少人工操作。膜法濃縮階段采用全自動(dòng)化控制系統(tǒng)，控制要求：前段樹脂處理的出水經(jīng)超濾循環(huán)泵進(jìn)入超濾膜系統(tǒng)，超濾濃水回流至超濾原水箱，產(chǎn)水進(jìn)入濃縮水箱A。超濾每運(yùn)行20分鐘反沖洗一次。濃縮水箱A先經(jīng)增壓泵進(jìn)入精密過(guò)濾器，再由高壓泵加壓進(jìn)入NF膜濃縮系統(tǒng)，NF濃水有兩個(gè)去處，分別為濃縮水箱A和濃縮水箱B，當(dāng)濃水的比重達(dá)到設(shè)定值時(shí)濃縮液進(jìn)入濃縮水箱B，NF產(chǎn)水進(jìn)入NF產(chǎn)水箱，通過(guò)泵打至回用水使用點(diǎn)。

3. 自動(dòng)控制設(shè)計(jì)

整個(gè)廢水站分為3層，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)工地的實(shí)際性，保證污水處理過(guò)程當(dāng)中的安全可靠性和生產(chǎn)的連續(xù)性，提高自動(dòng)化水平，控制系統(tǒng)采用研華工控機(jī)、西門子S7-300可編程控制器、西門子7寸精簡(jiǎn)屏等組成的控制系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)。該系統(tǒng)為現(xiàn)場(chǎng)分布式控制、集中監(jiān)視的全自動(dòng)化、智能化控制系統(tǒng)，現(xiàn)場(chǎng)儀表通過(guò)信號(hào)采集統(tǒng)一在工控機(jī)上顯示，并且記錄，為后期系統(tǒng)更加穩(wěn)定運(yùn)行提供保證。系統(tǒng)通過(guò)總線把現(xiàn)場(chǎng)的若干站點(diǎn)跟中控室緊密連接起來(lái)，提高準(zhǔn)確性和施工效率，并且實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)記錄、故障報(bào)警、狀態(tài)監(jiān)測(cè)、動(dòng)態(tài)顯示、報(bào)表分析，這些給系統(tǒng)工藝的分析提供了有力的數(shù)據(jù)，保證系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。

3.1 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能

根據(jù)銅濃縮工藝，本工藝自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)的IO點(diǎn)數(shù)如下：

由于該系統(tǒng)采用的是膜法濃縮，控制點(diǎn)數(shù)多為自動(dòng)閥門，根據(jù)實(shí)際的IO點(diǎn)數(shù)優(yōu)選一款s7-300的314-2pn/dp作為主處理器，現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置遠(yuǎn)程IO，用DP總線將現(xiàn)場(chǎng)與CPU連接起來(lái)，避免了傳統(tǒng)的控制信號(hào)來(lái)回接線;控制室選擇研華37寸工控機(jī)作為工程站，工程站間及與CPU間連接選擇成熟的以太網(wǎng)連接，接線方便;另考慮到突發(fā)斷電的情況，配置了6KVA的山特在線式UPS電源，保證了數(shù)據(jù)的及時(shí)儲(chǔ)存。

4. 軟件設(shè)計(jì)：

工程師站選用西門子wincc7.0系統(tǒng)，能實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)所有自動(dòng)化儀表、水泵等的實(shí)時(shí)狀態(tài)反饋、記錄、存儲(chǔ)，以及分時(shí)存儲(chǔ)、自動(dòng)輸出、打印報(bào)表等人性化功能及界面，把一套冰冷的機(jī)械設(shè)備展現(xiàn)的活靈活現(xiàn)。精簡(jiǎn)屏選用的是西門子最新的博圖V12編程軟件，畫面編輯簡(jiǎn)單明了。

5? 系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)及缺點(diǎn)：

優(yōu)點(diǎn)：

1）在中心控制室內(nèi)能對(duì)全系統(tǒng)被控設(shè)備進(jìn)行在線實(shí)時(shí)在線控制，S7-300替代傳統(tǒng)的手工操作，避免了繁瑣的人工操作，減少不必要的誤差。系統(tǒng)將程序自動(dòng)接收的比重?cái)?shù)據(jù)反饋給處理器，直到膜濃縮設(shè)備將銅濃縮到20g;

2）工程師站集中顯示控制點(diǎn)，在操作間能看到全廠的設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，節(jié)省巡邏時(shí)間，自動(dòng)記錄數(shù)據(jù)，減少人工時(shí)間;

3）現(xiàn)場(chǎng)觸摸屏替代傳統(tǒng)的旋鈕、指示燈，減少柜內(nèi)硬件接線，減少控制線，操作面板清爽直觀。按不同操作級(jí)別分級(jí)加密，并記錄操作人員信息及操作信息。

缺點(diǎn)：

前期，對(duì)系統(tǒng)開發(fā)時(shí)，需投入較多的時(shí)間去組態(tài)和編程，調(diào)試時(shí)間增加;另外，操作及維護(hù)工程師也需要有較強(qiáng)的自動(dòng)化知識(shí)。

6. 結(jié)束語(yǔ)

21世紀(jì)，人類對(duì)環(huán)境要求越來(lái)越高，工業(yè)環(huán)保事業(yè)飛速發(fā)展，人工成本普遍上漲，工業(yè)自動(dòng)化的普遍應(yīng)用迫在眉睫。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉鵬魁. PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì) [J].? 化工設(shè)計(jì)通訊. 2017（01）