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PLC控制在电厂化学水处理系统中的应用

软件工程 时间:2019-04-07 11:47:05 来源:电子技术与软件工程 作者:彭康利

彭康利

摘 要 在电厂的化学水处理过程中应用PLC控制能够有效的解决控制系统的自动化落后问题,PLC控制能够进行自动监控化学水的处理,并对于再生后出水当中磷酸盐的含量高问题可有效的处理,基于此,本文主要分析在电厂的化学水处理当中应用PLC控制所具有的成效。

【关键词】电厂化学水 处理系统 PLC控制

化学水的处理是电厂在发电中的关键环节,处理的水量比较大且工艺繁杂,对水质的要求很高,它的运作与电厂的安全有着直接的联系。随着经济的不断发展,我国的企业生产规模进一步扩大,对于生产的效率以及工艺的可靠性,企业的要求也逐渐提高,所以,企业必须选择自动化的控制生产,以此提高企业的生产效率。PLC属于数字运算的一种电子系统,针对工业背景而创造,在工业的各个领域都在使用。在化学水的处理过程中应用PLC控制,不但能够有效地进行控制,也能够减少成本、降低消耗能源,有利于精度与效率的提高。同时还能提高公司的管理水平,有助于降低发生故障,提升维护的反应速度。

1 对化学水处理系统中影响自动运行投入的原因

发电厂在化学水的处理系统主要包括:凝结水与补给水及汽水取样监督、加药等四个处理系统。实现化学水的自动化处理系统是工业的发展目标,但对于我国化学水的自动化处理系统的投入并不多,其主要原因包括:

(1)工艺繁杂是化学水处理系统的特点,在实际工作中有较多的不良状况发生给自动化运行带来影响。

(2)对于电厂的控制系统,大部分电厂都只是进行改造,却不更新化学水的处理系统,进而导致化学水的自动化处理系统在运行中受阻。

(3)大多数的化学分析仪表都不符合要求,影响终点信号的稳定性,进而在一定程度上影响自动系统的运行。

(4)忽视对本厂化学水的处理,在化学水的处理系统上的投入过少。

(5)在进行化学水处理系统中不合理配置人力资源,进而不能更好的实现控制系统、维护控制系统,或是从来都不应用控制系统。

2 PLC系统的原理及功能

2.1 PLC 控制系统

控制系统主要采取的是冗余星型的网络结构,其信息与数据传输媒体主要是用速率为100 MB的TCP/IP 光纤以太网为主,网络的连接设备则使用的是冗余以太网的交换机,在交换机中和操作站、服务器、数据库及各个控制系统等相连接,通过操作员站实现对设备的控制。

2.2 化学水处理控制系统

化学水处理系统,在化学水处理车间设置集中化控制室, 使用的是MODICON昆腾系列,主机选择的也是昆腾系列中14CPU43412型的主机,其网络、主机和交换器等皆为冗余配置。对于监控软件,则选择的是INTOUCH8.0。

2.3 工业废水处理控制系统

在工业废水处理控制中,系统通过以太网通讯方式,与GE 90-30 PLC组成监控系统,实现对机组的化学参数的监督及加药系统的远方控制。上位计算机采用高性能的工业控制计算机,上位监控软件采用组态软件“组态王6.52”进行二次开发,实现监控数据的管理和界面显示,实现与数采、控制设备的I/O连接。

2.4 系统功能

(1)数据采集:模拟量数据采集及开关量采集。

(2)数据输出:开关量输出、模拟量输出。

(3)数据保存与处理:数据以标准数据库保存,可以保存三年以上历史数据。

(4)实时显示:模拟量数据实时显示,开关量实时显示;可按现场系统图显示、列表显示和实时趋势图显示。

(5)实时报警功能:具有采集数据的实时报警功能,通过屏幕给出红色文字报警。

(6)报警历史查询:可查询各参数超限报警、及离散量故障报警的历史记录。

(7)即时曲线显示,实时动态显示参数的瞬时曲线。

(8)历史曲线显示,可以按需要调出多个参数的历史曲线,可以作曲线放大,打印。

(9)报表管理:可以查询日报表、月报表、年报表,并可以按需要打印报表。

(10)量程及报警限的设置:用户可以通过软件设置采集点的量程上下限、报警上下限等。

(11)用户管理:可根据需要分别授权不同的用户级别。

(12)加药系统:软件可实现加氨各泵运行状态的监视以及加药泵的远程启动、停止等控制功能。

3 PLC系统工艺的处理要求

在电厂的化学水处理中主要是在混床当中完成,而混床的再生原理是把阴阳树脂根据一定的比例混合起来置于同一交换器中,水经过混合床的过程中可完成多次阴阳离子树脂的交错与排列所组成的复床除盐工作。因阴阳树脂在混合床当中均匀混合,因此阴阳离子的交换反应大致是同时进行的,也就是水的阴阳离子交换可多次交错的进行,并在交换的过程中产生H+、OH-无法聚集,大致上可将反离子对于交换反应所产生的影响消除,防止出现逆反应,从而彻底进行交换反应。为了让阴阳树脂更好的分层,在混合床当中的相对密度差要超过15~20%,并且其配比可经出水的水质与周期的制水量来确定。于锅炉补给水的处理系统当中,树脂体积阴阳比一般为2:1,混床运行中主要是分为反洗分层、置换、进酸碱、混脂、正洗等相关步骤进行,其工艺比较复杂,对于进水的流速与进气的量、出水的电导率、酸碱浓度及二氧化硅的含量等要求比较高。

在化学水的处理工艺流程中,因副产品当中的有机盐与二氧化硅的含量比较高,为了得到更好质量的处理水,在混床的再生过程中一般需要人工操作,对工艺的要求比较苛刻,但其危险性比较高,并且效率比较低。而采用PLC控制不需通过人工操作,在顺序的控制流程当中,在系统内设置暂停与急停功能,并使任何状态都能暂停与继续;在再生过程急停的功能主要是将全部阀门关闭,终止再生,并自动跳转失效的状态。在再生过程中,可先设置好各个再生的步骤,并可从任意一个步骤再生,在系统发生异常时还可以及时反馈信息由操作人按急停键停止,确保人身安全与财产安全。而在混床的再生前,必须先检查阀门开关的可控性,判断其再生的条件,如果控制失败,那么就终止操作。

4 结束语

综上,PLC控制在电厂中被广泛的应用到化学水处理中,并且运行的状况比较好,其工艺也可达到设计的要求,设备运行安全平稳,在化学水处理过程中应用PLC控制,不但能够有效地进行控制,也可减少成本、降低消耗能源,有利于精度与效率的提高。同时还有助于降低发生故障,提升维护的反应速度,并为将来更有效的处理化学水等提供重要的理论依据。

作者单位

黄陵矿业煤矸石发电有限公司 陕西省黄陵县 727307