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在化学水处理系统中的PLC应用

　　电厂化学水处理包含锅炉补给水处理、凝结水处理和废水处理，其目的在于预防热力设备结垢、腐蚀和结盐，确保牢靠出产，并尽量做到节水和操控环境污染。化学水处理的工艺流程十分杂乱，以往都选用继电器进行程序操控，因设备接线杂乱，程序修改困难，维护量大，以及设备老化等原因，使得其牢靠性差，投运率较低。
 

　　为了改善上述运用继电器操控存在的缺陷，运用PLC进行程序操控，能够有效地处理上述存在的问题。
 

　　PLC具有高牢靠性，编程便利，易于运用，环境要求低，与其他设备的装备连接便利，鉴于PLC有上述长处，所以PLC用于化学水处理体系中，能够很好的处理继电器操控存在的问题。
 

　　化学水处理的办法首要是离子交流法，即运用离子交流树脂将水中溶盐的离子吸收。经过必守时间的运转之后，离子交流树脂会失效，这就需求中止运转以对树脂进行再生还原以便使树脂能够从头运用。为此，就需求两套设备轮番运转、切换。运用PLC设备再辅以一些外部设备，能够很便利的操控两套设备的运转和切换。两个系列的阳床、阴床、混床的投运、停运和再生，其运转办法为#1系列运转，2#系列再生和2#系列运转、1#系列再生。两个系列的运转和再生可通过挑选键点动或主动运转。点动时按编制的程序进行操作，用点动按钮进行转步；主动时，按操作人员宣布的发动指令由事前设定的时间主动转步，悉数程序履行结束后，设备主动复零。
 

　　1、PLC简介
 

　　可编程操控器是一种数字运算操作的电子体系，专为在工业环境下运用而规划，它选用一类可编程的存贮器，用于其内部存贮程序、履行逻辑运算、顺序操控、守时、计数和算术操作等面向用户的指令，并通过数字式或模仿式输入输出操控各种类型的机械或出产过程。可编程操控器及其有关外部设备，都按易于工业操控体系联成一个整体，易于扩大其功用的原则规划。它有如下特点：
 

　　(1)高牢靠性
 

　　能够说，到目前为止没有任何一种工业操控设备能够到达可编程操控器的牢靠性，跟着器材水平的进步，可编程操控器牢靠性还在继续进步。例如三菱F1，F2系列均匀无毛病时间可达30万小时，而A系列的牢靠性又比之高几个数量级，尤其是近来开宣布的多机冗余体系和表决体系则更进一步增加了牢靠性，事实上，假如某种操控设备能够接连运转20年以上不出问题，在当时技术更新瞬息万变的世界上，则可认为是不会坏的设备了。三菱公司已宣布，在往后它出产的可编程操控器不再标牢靠性这一目标了，因为关于可编程操控器，这一目标现已无意义了，能够说在可编程操控器运用中发作的毛病，大部分是由可编程操控器外部的开关、传感器、履行器引起的，而不是可编程操控器自身发作的。
 

　　可编程操控器是怎么做到如此高牢靠性的呢？能够先看看发生毛病的原因及处理这些问题的办法。
 

　　任何电子设备发生毛病的原因分为外部和内部两类，外部起因首要因为电磁搅扰、辐射搅扰以及由输入输出线、电源线等引入的搅扰；环境温度、粉尘、有害气体的影响；振荡、冲击引起的器材损坏、断联等，内部的原因首要是器材的失效、老化，存贮信息的丢掉、过错，程序分支的过错，条件判别的过错，及运转进入死循环等。
 

　　针对以上毛病原因，能够从软件及硬件两方面来处理牢靠性问题。
 

　　在硬件方面，首先是选用优质器材，再便是规划合理的体系结构、加固、简化设备，使其易于抗冲击，对印制电路板的规划加工及焊接工艺都做到严格要求。在此基础上，可编程器还选用如下*的办法：
 

　　所有输入输出电路都选用光电隔离，做到电浮空，不管关于抗电搅扰还是关于便利接地都大有优点。
 

　　PLC在化学水处理体系中的运用(2)
 

　　①I/O端子除了选用常规模仿量滤波以外，还加上数字滤波。
 

　　②内部选用电磁屏蔽，防止辐射搅扰。
 

　　③选用较*的电源电路，以防止由电源回路串入的搅扰，有人做过实验，在三菱F1系列可编程操控器上从电源回路接入峰-峰为4000V的脉冲群搅扰或电源瞬停30ms，对可编程操控器不会发生任何影响。
 

　　④选用合理的电路程序，一旦某模块有毛病，在线插拔、调试时不会影响整机的正常运转。
 

　　在软件方面采纳了如下办法：
 

　　①设置了警戒时钟WDT，可编程操控器运转时对WDT守时刷新，假如程序出现了死循环，就能当即跳出从头发动，并报警。
 

　　②为防止因为程序犯错而过错运转，每次扫描都对程序进行检查和校验，一旦程序犯错当即报警并中止运转。
 

　　③对程序及动态数据进行电池后备，停电后，运转中止，但有关状况及信息不会因此而丢掉。
 

　　④随时对CPU等内部电路进行检测，一旦犯错，当即报警，程序中还设置了对用户程序电路查错报错的程序，过错的程序或参数是不能运转的。
 

　　选用以上办法后，可编程操控器的牢靠性大为加强，事实上从用户角度来看，选用可编程操控器的首要依据便是牢靠性。以下是美国1982年对可编程操控器用户调查的结果。
 

　　(2)编程便利，易于运用
 

　　可编程操控器选用与实际电路接线图十分挨近的梯形图，这种图形编程办法易懂易编，便是一般的工人，也能在很短的时间内学会运用，有人曾说过，将来主动化工厂的电气工人将在左腿上别着螺丝刀，右腰上别着编程器。
 

　　为了进一步简化编程，编程工作会集到了规划思想的自身而不是怎么完成规划思想。当今的可编程操控器还针对具体问题规划了比如进顺控指令，流程图指令等指令体系，这点关于加快体系开发速度十分重要。
 

　　从硬件方面来说，运用可编程操控器，不管是接线、装备都便利，只用螺丝刀即可进行悉数接线工作，而不是自制很多接口电路，一般经实验室编程，模仿调试后，在现场很快就能设备调试成功。
 

　　(3)环境要求低
 

　　可编程操控器适用于恶劣的工业环境。
 

　　(4)与其它设备装备联接便利。
 

　　可编程操控器的接口原则是使外部接线、电平转换尽量少。
 

　　关于开关量，输入能够是无源触电开关或集电极开路晶体管输出；输出有继电器、可控硅、晶体管等各种不同的方法，可直接接各种不同类型的接触器、电磁阀等。
 

　　关于模仿量，只要模仿信号电平在必定的规模内(一般为+-10V或+-20mA)，就能够按要求自在设置转换特性，而不需求另加电平转换，别的还有运用热电偶直接输入的A/D转换器等，此时就连放大器、冷端补偿也是剩余的。
 

　　关于各种显现，音响输出更是以便利的方法提供借口，很多的问题都在可编程操控器内部处理了。
 

　　关于数据通讯，只须同轴电缆和一般RS232和TS422接口即可，不必由用户来考虑波特率及通讯规程等具体的设置问题。
 

　　2、工艺流程
 

　　化学水处理的办法首要是离子交流法，即运用离子交流树脂将水中溶盐的离子吸收。经过必定的运转以后，离子交流树脂会失效，这时就需求中止运转以对离子交流树脂进行再生(还原)，以便使树脂能够从头运用(阳离子交流树脂实效时，运用酸进行再生，阴离子交流树脂失效时，运用碱进行再生)。为了保证不间断地供水，电厂的化学水处理车间设有多组离子交流器，轮番进行再生。
 

　　锅炉补给水体系的示意图如图2.1所示。该体系由两个系列的阳床(阳离子交流器)、除碳器、中心水箱、阴床(阴离子交流器)、混床(混合离子交流器)、除盐水箱等大小20多台设备组成，程控体系操控工艺流程中的各个阀门、水泵和风机，依据运转时间挑选#1系列或#2系列运转，在工艺模仿图板上显现出工艺流程的实际流向，并反映阀门、水泵和风机的运转状况。
 

　　3、程控设备的操控规模和运转办法
 

　　依据运转要求，程控设备需操控两个系列的阳床、阴床、混床的投运、停运和再生，其运转办法分为1#系列运转、2#系列再生和2#系列运转、1#系列再生。两个系列的运转和再生可通过挑选键点动或主动运转。点动时按编制的程序进行操作，用点动按钮进行转步；主动时，按操作人员宣布的发动指令，由事前设定的时间主动转步，悉数程序履行结束后，设备主动复零。
 

　　4、程序规划
 

　　锅炉补给水程控体系的程序规划，可将常规的继电器体系按照FX—2PLC的编程指令要求，转化成PLC的梯形图程序。该操控体系中包含#1系列阳床、阴床投运、停运程控，#2系列阳床、阴床投运、停运程控，#1系列阳床、阴床再生程控，#2系列阳床、阴床再生程控，以及混床投运、停运程控和混床再生程控。本文以#1系列阳床投运程控为例来阐明其程序规划。#1系列阳床投运程序流程图如图4.1所示，其相应的梯形图程序如图4.2所示。
 

　　梯形图阐明：
 

　　M105：#1系列投运标志
 

　　Y1：开#1阳床进水门
 

　　M8100—M8103：移位寄存器的步
 

　　Y2：开#1阳床顶部排气门
 

　　Y3：发动#1清水泵
 

　　Y4：发动#2清水泵
 

　　Y5：开#1阳床正排门
 

　　Y6：开#1阳床出水门
 

　　Y7：投#1CO2风机
 

　　Y10：移位寄存器输入端
 

　　Y11：时钟操控端
 

　　X10：复位端
 

　　X11：投运按钮
 

　　X12：#1清水泵投运按钮
 

　　X13：#2清水泵投运按钮
 

　　M101：#1清水泵投运标志
 

　　M102：#2清水泵投运标志
 

　　#1系列阳床投运步序操控由移位寄存器SFTR操控。移位寄存器的计数输入端为Y10，时钟操控端为Y11，复位端为X10。#1系列阳床投运有三步，分别由移位寄存器的*步、第二步、第三步操控，每步的时间则由时钟操控端操控，由#1系列守时电路发生守时脉冲(当M8100接通时，计时器T3发生每隔1min的时钟脉冲；当M8101接通时，计时器T4发生每隔3min的时钟脉冲)。该移位寄存器的其余步用作#1系列阴床投运步序操控。
 

　　当#1系列投运，#1系列运转标志M100=1时，同时开启#1阳床进水门、顶部排气门及运转1台清水泵，1min后，M8100=0，M8101=1，开#1阳床正排门，关顶部排气门，再过3min后，M8101=0，M8102=1，则关#1阳床出水门，并投运#1CO2风机，这便是#1系列阳床投运程控过程。
 

　　5、梯形图的程序指令
 

　　LDM100
 

　　OUTY1
 

　　OUTT0
 

　　K2400
 

　　LDM100
 

　　ANDM8100
 

　　SETY2
 

　　OUTT1
 

　　K600
 

　　LDM100
 

　　MCN0
 

　　SPM0
 

　　LDM101
 

　　OUTY3
 

　　LDM102
 

　　OUTY4
 

　　MCRN0
 

　　LDM8101
 

　　ANDM100
 

　　SETY5
 

　　OUTT2
 

　　K1800
 

　　LDT1
 

　　ANDM100
 

　　RSTY2
 

　　LDIM8100
 

　　ANIM8101
 

　　ANIM8102
 

　　ANDT2
 

　　ANDM100
 

　　RSTY5
 

　　LDT0
 

　　ANDM100
 

　　OUTY6
 

　　OUTY7
 

　　LDM105
 

　　ANDY10
 

　　ORY11
 

　　ORX10
 

　　SFTRM8100—M8105
 

　　LDX11
 

　　OUTM105
 

　　LDM105
 

　　MCN1
 

　　SPM1
 

　　LDM8100
 

　　ANIT3
 

　　OUTT3
 

　　K600
 

　　LDM8101
 

　　ANIT4
 

　　OUTT4
 

　　K1800
 

　　MCRN1
 

　　LDX11
 

　　OUTM106
 

　　LDX12
 

　　OUTM102
 

　　LDX13
 

　　OUTM103
 

　　END
 

　　指令如下：
 

　　LDX1
 

　　SETY15
 

　　SETY16
 

　　SETY17
 

　　OUTT1
 

　　K18000
 

　　LDT1
 

　　OUTT2
 

　　K18000
 

　　LDT2
 

　　RSTY15
 

　　RSTY16
 

　　RSTY17
 

　　END

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