電廠工業廢水處理PLC控制系統改造
工業廢水處理系統：
利港電廠工業廢水處理系統用來處理一、二期4×350MW發電機組的工業廢水，廢水包括補給水系統的再生廢水、化驗室排水、鍋內取樣廢水、鍋爐清洗廢水、鍋爐排污水、空預器沖洗水，煤場沖洗廢水等。各就地工業廢水池通過廢水輸送泵將工業廢水送至工業廢水處理站#1-6存放池中，工業廢水站廢水不對外排放，經中和處理后的酸堿廢水和鍋爐區域的低濁度堿性廢水直接利用3臺工業廢水處理給泵送至#2灰漿池，作為沖灰補充水。
工業廢水分為二類：
第一類廢水包括再生廢水和化驗室排水，貯存在#5存放池中，處理工藝流程圖為：
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第二類工業廢水包括鍋內取樣廢水、鍋爐清洗廢水、鍋爐排污水、空預器沖洗水，煤場廢水等，貯存在#1-4和#6存放池中，處理工藝流程圖為：
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原控制系統和存在缺點
利港電廠工業廢水處理原控制系統，控制功能的實現全由繼電器搭建而成，采用模擬屏顯示系統流程及門和泵的運行狀態，廢水系統液位、流量是以二次顯示表和記錄儀方式實現，模擬量的控制通過單獨的調節器實現，無法實現報表自動生成和處理水量統計功能。該套系統使用十五年時間，老化嚴重，已經影響生產，主要存在以下缺點：
1、控制系統技術落后，故障率高；
2、電子產品產品老化嚴重，維修和更換費用都比較高；
3、繼電器硬接線回路，技術改進困難，成本也高；
4、無法滿足系統無人值守和自動統計的要求。
5、原系統無趨勢分析、無報警記憶功能，維護系統、分析和處理事故存在困難.
6、工業廢水系統無法實現實時數據采集和信號進SIS信息管理系統功能。
改造設計思想：
1、拆除工業廢水原模擬盤控制柜，拆除原有按鈕控制板，拆除原有的單回路調節器設備。
2、按最新技術要求重新配置、組態一套工業廢水控制系統，新系統具備無人職守的能力。
3、用上位機平臺控制方式，在CRT上直接進行對系統運行的監視和操作系統設備，上位機的配置，采用價比較高的通用型PC機。
4、采用性能優越的IFIX監控軟件，通過操作員站對工業廢水處理系統和進行監視控制，即通過LCD畫面和鍵盤對整個工藝系統進行監視和控制，控制室不再設常規控制儀表盤。
5、工業廢水控制系統更改后，將該系統接進水網，主干網采用以太網絡，PLC和兩臺操作員站均接到以太網上構成一個以太網，易于組態、易于使用、易于擴展。
6、控制系統不僅與下層控制設備有良好的接口，而且具有上層管理廠級實時監控（SIS）系統的接口，同時具有可擴展性。
設計方案：
本控制系統PLC設計選用GE公司PAC7系列PLC，采用單CPU配置系統結合多臺上位計算機操作員站的控制方式，控制系統不采用就地控制箱上裝配開關和按鈕的方式，在操作控制室通過上位計算機系統對整個廢水處理流程進行集中運行監示、報警與控制。廢水處理系統在自動運行方式時，具備無人職守的能力及條件，設計了多種控制模式，可在上位機上選擇運行。
1、PH值控制程序，再生廢水處理后，PH值在6-9之間送至#3存放池以便再利用，PH值〈6或〉9時返回#5池重新處理。
2、時間控制程序，本系統嚴格按照時序，順序工作，允許在工作過程中進行手動、備用和自動方式的切換。
3、分組工作程序，由于多臺廢水存放池對應多臺處理給泵和氣泵，采用了分組運行的方法，根據實際情況進行控制參數據選擇，這樣既方便對各個對象的控制，又不影響設備的檢修。
4、工業廢水處理控制系統配置：一臺控制電源分配柜，控制系統中各個電壓等級的電源轉換及各個控制設備的配電；2臺PLC柜，內裝一套廢水處理系統PLC裝置、必須的PLC、網絡保護裝置、繼電器（日本idec 24VDC中間繼電器）、4-20mA模擬量隔離器（日本ASAHI）等；一臺LCD操作員站。
改造后系統功能比較：
1、監視功能及特點
通過各種可選擇的畫面（如運行畫面、事件管理畫面、報警畫面等）對系統進行監視控制，實現生產過程的自動化。iFIX監控軟件具有與下位機系統通訊的能力，實時監控現場設備的工作狀態，顯示生產過和中的工作曲線，具有遠程控制能力，向下位機采集數據，對歷史數據進行存儲、查詢、顯示、打印等。監控系統有如下特點：
（1） 界面顯示：具有全中文顯示，界面友好，操作方便，系統流程畫面采用主菜單的形式，在每幅畫面下都可以通過按鈕切換。在中心控制室對能全系統被控設備進行實理控制。
（2） 實時畫面顯示功能：用圖型實時地的顯示各現場的狀態參數。用模擬儀表、趨勢曲線顯示參數的實時變化情況。根據閥門的開閉及水泵的啟停狀態。
（3） 參數修改畫面和故障診斷畫面等各種監視畫面，便于生產人員能夠快速、清晰地了解整個系統的生產情況。
（4） 安全功能：設定不同權限的口令，限定不同人員進入系統的權限，計算機啟動后直接進入運行畫面。
（5） 數據管理：數據庫存儲生產數據和操作記錄，供統計分析使用。便于對歷史數據的的記錄和事件分析。
2、系統實現的功能
（1）所有設備操作均以窗口的方式實現，采用彈出式窗口操作的有：閥門、馬達（泵或風機）的啟停或/和調節，窗口的上方顯示該設備的名稱及EAM編碼，下面該設備的操作按鈕和檢修掛牌按鈕。操作窗口彈出后，可以方便地在窗口內對設備的參數進行修改，或改變設備的運行狀態，泵和閥門采用不同的顏色表示設備的不同狀態，。
（2）自動運行方式說明
工業廢水系統在自動運行方式狀態下，跟據水池的液位實現自動運行和泵的自動加藥處理，從而進一步實現無人值守。當就地設備或系統出現異常，對自動控制造成無法正常運行時，例如閥門的開啟和信號反饋有誤儀表故障等，通過修改分組工作程序重親新保證系統的正常自動運行。
（3）PID調節
酸堿加藥部分的PH調節采用PID方式進行調節，PID調節是指調節器根據被調參數的給定值（SP）和過程值（PV）之間的偏差，通過比例P、積分I、微分D運算，改變調節器輸出使過程值跟蹤給定值從而達到無差調節的目的。PID調節有手動和自動兩種調節方式：自動時PLC根據SP和PV間的偏差，按照PID算法自動改變控制輸出，直到過程值等于給定值；手動時通過運行人員人為改變控制輸出達到調節目的。酸堿加藥部分調節中，自動時變頻器的頻率由控制系統計算值決定；自動解除后，變頻器頻率有操作員直接輸出值。畫面上有變頻泵出力大小的數字顯示，點擊顯示數字會彈出一畫面，上面會顯示泵出力大小的輸出值和反饋值，其中輸出值在非自動狀態下操作員可以設定和改變。
3、方便維護
采用Proficy(TM) Machine Edition V5.50版本的專用編程軟件，該軟件提供了簡單友好的用戶界面，可重復使用的程序、強勁的搜索功能、自由格式的圖形編輯器、完善的在線幫助。很方便的進行程序編寫、軟件調試、系統維護完全依照Windows環境的操作習慣設計，易學易用，可以極有效率之方式來操作。采用項目(project)觀念，以可視化之方法將程序的開發內容以階層化的方式加以呈現，令相關之工作內容一目了然，不論是程序的開發或維護皆能以極為直覺的方式進行。多樣化的聯機方式，提供直接聯機、調制解調器聯機及因特網聯機等，并可自行將不同的聯機設定內容，提供聯機(on-line)的程序編輯功能，編輯完后可立即執行不必重新下載程序，可大幅縮短程序的開發與修改時間。
提供多窗口的階梯程序畫面，可將不同區段之程序同時呈現以便加以對照、復制與編輯 。
提供彈性之階梯程序編輯功能可執行程序網絡的插入、復制、貼上、刪除等高效能操作，以加速程序之輸入。
多窗口的階梯程序高亮度顯示畫面，除將各開關組件閉合狀態以紅色直接在組件上顯示外各應用指令內的緩存器其現在值亦直接在窗口內一起顯示此對程序測試有極大之幫助，在窗口內亦可直接點選開關組件并對其加以抑能、致能或強制設定，被抑能之接點與線圈在顯示上有別于正常之組件，以助于組件狀況之掌握。
4、實現廠級管理的聯網
通過發電廠廠級監控信息系統（SIS）是處于火電廠控制系統（DCS等）與管理信息系統（MIS）之間的，主要為火電廠全廠實時生產過程綜合優化服務的，對生產過程進行實時管理和監控的信息系統。
結束語
通過工業廢水PLC控制系統更新改造，提高系統控制水平，系統運行更穩定性，可靠性，實現過程自動化和無人值守，自投用以來，節省了大量的人力，具有較好的經濟效益。
參考文獻：
（1） 工業廢水處理技術 鄒家慶化學工業出版社 2003
（2） IFIX組態軟件 GE FANUC
（3）編程軟件 Proficy(TM) Machine Edition V5.50 GE FANUC
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