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中原大化脱盐水PLC的升级改造

[日期:2011-04-11] 来源:中原大化  作者:付 英 [字体: ]

       河南省中原大化集团脱盐水有ABC3个系列, 设计生产能力均为205225 t/h,采用双室双层浮动床及混床两级处理工艺,整个装置运行和再生控制及操作采用德国西门子SIMATIC.s5-135U PLC控制系统。由于该控制系统已经连续运行了18 年,面临故障高发和备件供应短缺的局面,公司决定利用大修机会对ABC系列进行升级改造。

       ABC系列的2S5 PLC 系统升级为S7-400,并把控制盘装有二次表显示的S7-300PLC 系统联接到S7-400中,利用已有的信号线、端子柜等外围设施,仅对脱盐水PLC控制系统自身进行改造,节省投资,节约施工周期。

1.水处理

1)原水预处理:黄河水经市自来水厂处理后,浊度不大于5 mg/L,进入生产消防水池内,由加压泵房5台机械过滤器进一步除去杂质后,进入3台弱酸离子交换器(弱酸阳床)除去碳酸盐硬度,再经2台脱气塔脱除CO2,使碱度低于0.5 mmol/L,变成软水进入补充水槽。

2)脱盐水处理: 软水由给水泵送往2台活性炭过滤器,除去水中的有机物后进入阳床,除去大部分阳离子,然后进入阳床,除去大部分阴离子,使一级脱盐水的电导率低于5 us/cm,当电导率低于0.2 us/cmSiO220 ug/L后,合格的脱盐水进入脱盐水储槽,由脱盐水泵送到合成、尿素、三聚氰胺等界区。

2.软硬件配置

       选用SIMENS PCS7冗余系统替换原有2S5以及S7-300系统,新系统设1个控制柜,2I/O柜,配置1台工程师站,3台操作员站,采用环行冗余工业以太网构成通讯网络。新配置了冗余化控制单元。

       工程师站(OP1)以WINDOWS XP 作为系统环境,控制软件采用PCS7 ES-SOFTWARE(V6.1),可在线对整个系统进行组态、参数修改,开发等,并进行多种模式操作。通过工控软件PCS7 OS-SOFTWARE(V6.1)实现监控整个工艺参数变化,设备运行,故障发生等情况。

3.控制方案

       脱盐水工艺流程的特点是顺序化控制,在每1个顺序中完成相应的阀门或电机的开关、启停,也可以是空操作。根据工艺条件设有5个工作程序,即运行程序,一级除盐(短再生)程序,二级除盐(长再生)程序, 弱酸阳床运行和弱酸阳床再生。

       因老的GRAPH5程序无法转换到GRAPH7,因此,在PCS7中应用最多的为GRAPH7顺序块。新脱盐水控制系统共用了16个顺序块,通过这16个顺序块,PLC对脱盐水ABC 系列进行自动控制,生产出合格的脱盐水,满足生产需要。 所谓顺序控制就是按照生产工艺预先规定的顺序 ,在各个输入信号的作用下,根据内部状态和时间顺序,使生产过程的各个执行机构自动、有秩序地进行操作,顺序块在运行时,是一步接一步地往下运行,既要监测前一步执行动作的反馈(如条件满足,则程序往下一步进行,否则不进行),又要完成此步所执行的动作,这种动作可受时间限制。此外,该程序新增加了计时显示功能,可方便操作。

       在操作方案中,脱盐水ABC 系列和程序做到一个系统中,每个系列均能独立工作,正常生产时只能一个程序结束后,方可启动其他程序;所有程序均设有“手动”和“自动”方式,“强制”和阀门总“复位”按钮。

脱盐水ABC 系列通过PLC升级,从PLC到输入、输出卡件实现了冗余化,大大提高了系统的稳定性,减少了系统的维护量;应用软件WINCC的设计方便、直观,便于进行系统用户软件的编制、调试。软件具有友好的人机界面,编程容易,方便操作,使用中文语言,且具有较强的容错能力。 

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