1.引言
　　
　　隨著濱化集團的不斷發(fā)展壯大，以及新增項目的不斷增多，迫切需要公司自供電、供汽能力的提高。公司為適應這一新的需求，在濱州東部化工工業(yè)園組建了熱力公司，新上三爐三機。
　　
　　原熱動車間化學水處理系統(tǒng)使用傳統(tǒng)的模擬屏方式進行監(jiān)控，自動化水平不高并且效率很低。新建熱力公司化學水處理系統(tǒng)采用PLC控制系統(tǒng)進行集中控制。
　　
　　2.水處理系統(tǒng)概況及工藝
　　
　　化學水處理是將經過預處理(粗過濾、棍凝、澄清等)后的水經過精過濾、反滲透、陽離子交換、陰離子交換、混合離子交換制成合格的電廠鍋爐補給水的過程。當過濾器、陽床、陰床、混床經過一段時間制水運行后，過濾器過濾能力下降，要求進行程控沖洗，以去除積留的濾渣，恢復其zui大過濾能力；陽床、陰床及混床中的離子交換樹脂失效，需進行程擰再生，使離子交換樹脂恢復活性。
　　
　　熱力公司的化學水處理設為兩組，每組各有一臺過濾器、一臺陽床、一臺陰床、一臺混床及業(yè)輔助設備。正常工況下一組制水運行，另一組備用或進行沖洗(再生)，也可以兩組同時制水運行，兩組設備的zui大制水能力為60t/h。
　　
　　3.系統(tǒng)控制方案
　　
　　考慮到PLC的性能、價格以及工程實踐，選定西門子公司S7-:300PLC作為該系統(tǒng)的主體控制設備。考慮到S7系列P'LC的容量及化學水處理系統(tǒng)的工藝特點，采用4臺PLC，分別控制兩臺過濾器、兩臺陽床、兩臺陰床及兩臺混床。PLC'的所有輸入輸出均為開關量。輸入信號來自盤面操作開關及現場開關量信號(如水位、差壓、溫度等)，輸出信號經中間隔離繼電器分別送往控制氣動隔膜閥開閉的電磁閥、閃光報警器、步序時間顯示器、步序指示燈及控制中間水泵和再生水泵啟停的接觸器等。
　　
　　4.PLC系統(tǒng)的硬件配置
　　
　　4.1S7系列PLC的特點
　　
　　4.1.1更接近于現場要求：高可能性，減少了中間接口，節(jié)約成本；
　　
　　4.1.2高集成功能：具有多中斷、現場總線口、集成電位器、定時器、計數器、碼盤接口；
　　
　　4.1.3專業(yè)化模塊發(fā)展：具有伺服、閉環(huán)、稱重等功能模塊；
　　
　　4.1.4網絡功能強：RS232/485接口及多種現場總線標準、遠程I/O
　　
　　分布式控制：可作為DCS的下位站，和PC機的下位機；
　　
　　4.1.5編程功能：多種編程語言，多種編程環(huán)境，可配套的集成軟件；
　　
　　4.2系統(tǒng)的硬件配置
　　
　　本系統(tǒng)共有4臺PLC，每臺PLC由CPU模塊、電源模塊、基本單元框架、擴展單元樞架、擴展電纜、2塊16點直流輸入模塊、6塊16點繼電器輸出模塊組成。4臺PLC共用一臺標準型編程器。每臺PLC都留有一個空槽作為擴充備用。整個系統(tǒng)配置共有開關量輸入點128點，開關量輸出點384點，其中已經留有一定的I/O點裕量。實際證明，該系統(tǒng)配置的容量是合適的。
　　
　　5.軟件程序的編制
　　
　　由于工藝的不同，每臺PLC的運行方式各有不同：過濾器有制水運行、沖洗、停備3種方式；陽床、陰床都有制水運行、小反洗再生、大反洗再生、停備4種方式；混床有制水運行、再生、停備3種方式。這就要求各臺PLC的程序結構及內容都不盡相同。即使對同一臺PLC而言，由于控制著兩臺相互基本獨立又有一定關聯的設備，也就要求在同一臺PLC中對兩臺設備的控制分別編制程序，并且在編制程序中要考慮到兩臺設備之間的相關關系，防止在程序執(zhí)行過程中發(fā)生沖突。
　　
　　5.1軟件程序的結構
　　
　　以陽床控制程序為例。陽床工藝流程為：當陽床制水運行一段時間后，陽離子交換樹脂失效，需進行一次大反洗再生，也可由操作人員視情況靈活掌握何時進行大反洗再生。
　　
　　程序執(zhí)行過程中，若遇控制開關切換至停備檔或外部停備條件出現，則程序無條件中斷，直接進入停備狀態(tài)。
　　
　　5.1.1初始化程序電源的接通/斷開作啟動和停機用。考慮到工藝的要求，將初始化程序放在停備狀態(tài)中執(zhí)行。根據工藝的特點，無須考慮發(fā)生突發(fā)停電后仍保持停電前的狀態(tài)。
　　
　　5.1.2主干控制程序以陽床控制程序為例。PLC程序由1號陽床制水運行程序塊、1號陽床小反洗再生程序塊、1號陽床大反洗再生程序塊、1號陽床停備程序塊、2號陽床制水運行程序塊、2號陽床小反洗冉生程序塊、2號陽床人反洗冉生程序塊、2號陽床停備程序塊組成。每個程序塊都按工藝步序一步步地順序執(zhí)行，每一步按工藝要求啟動相應設備，完成相應動作。每一步開始工作時，就閉鎖當前步的步進條件，使當前步的工作不受當前步工作條件變動的影響；每一步結束工作時，就開通下一步的步進條件。這樣，PLC'就嚴格按照這種步進工作方式，有條不紊地自動控制水處理工藝流程的進行。按此法編制的程序步序清晰，便于理解，易于修改，有效地提高了PLC系統(tǒng)的可靠性。
　　
　　5.2軟件程序中有關問題的處理
　　
　　通過靜態(tài)模擬調試后的程序，并不能直接用于現場。在現場調試中，面對不斷出現的實際問題，為了保證程序的實用性和可靠性，使之能經受各種意外場合的嚴峻考驗，在軟件上還要做大量的修改和完善。僅舉幾例說明。
　　
　　5.2.1初始化程序
　　
　　原來編制的初始化程序在上電后即進行初始化，這樣就不可避免地將小反洗再生所需的掉電保護計數器也一并清零，滿足不了工藝要求。后來改成PLC上電不進行初如化操作，在停備狀態(tài)時，對除上述計數器外的所有內部設備進行初始化操作。
　　
　　5.2.2對公用設備的控制
　　
　　在各臺PLC之間或每臺PLC內部的各個程序塊之間，經常出現同時控制同一臺設備的情況，若在程序中不加處理，勢必互相沖突，造成設備的損壞。后將程序修改成：兩者中至少有一者需要啟動某公用設備，設備就啟動；而僅當兩者都要求關斷該設備，設備才關斷。
　　
　　5.2.3防外部信號波動的處理
　　
　　在現場試運行中，曾把除鹽水箱水位高作為制水運行時的外部停備條件，在制水運行過程中出現這一信號，PLC自動轉入停備狀態(tài)，關斷所有輸出。有一次，發(fā)現該信號出現后，PLC卻在停備和制水運行兩個狀態(tài)中來回跳動，外部設各時而關斷、時而開啟，次數頻繁，長時間后勢必損壞設備。經過分析，終于找到原因：除鹽水箱水位在高位附近，由于水面的波動，造成了該信號的波動，而程序在接收到該信號后并未對此進行閉鎖，故而造成了程序的波動。經在程序中插入一個內部常閉接點，當程序接收到該信號并開始執(zhí)行停備步序時，馬上斷開這個內部常閉接點，從而防止了該信號波動對程序的影響。此后，類似的情況再未發(fā)生。
　　
　　6.結論
　　
　　通過采用PLC對水處理系統(tǒng)進行控制，保證了整個機組的用水需求，制水過程中產生的廢水量明顯減少，起到了一定的環(huán)保節(jié)能效果；系統(tǒng)高度的可靠性和直觀簡易的操作性使得值班室內的值班人數明顯減少，提局了勞動效率；同時整個系統(tǒng)的自動化程度進一步提高，機、電、爐運行的穩(wěn)定性和可靠性進一步增強。