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１．１水系統(tǒng)
水系統(tǒng)主體設備主要包括雙介質過濾器４臺,活性炭過濾器４臺,精密過濾器兩臺,反滲透裝置兩套,除碳器一套,一級混床三臺,二級混床兩臺。所有設備由不同的管道相連構成化學補給水處理系統(tǒng)。從生水泵來的生水首先進入雙介質過濾器除去大顆粒懸浮物等雜質,再進入活性碳過濾器處理,使水的濁度和導電度達到一定的標準后經(jīng)精密過濾器進入反滲透裝置,除去大量的含鹽離子,此時的水變?yōu)榈?淡水進入除碳器除去ＣＯ２后進入混床進行再次除鹽處理,使水的導電度和ＳｉＯ２的含量達到設定標準后才能送入主廠房。水系統(tǒng)主要檢測的對象有ＰＨ值、導電度、流量、壓力、濁度和ＳｉＯ２含量等,此外,雙介質過濾器、活性碳過濾器以及一、二級混床的樹脂一旦失效就需要再生處理,反滲透裝置每次運行結束后也需要清洗等,這些工作都需要計算機和ＰＬＣ程序控制來完成。
１．２酸堿再生系統(tǒng)
酸堿再生系統(tǒng)的主要作用是將混床里失效的樹脂利用酸堿置換反應還原為合格的樹脂,供混床制水使用。在制水過程中,當混床運行時間過長時樹脂會吸附大量的含鹽離子,導致樹脂失效,此時產(chǎn)品水中的導電度和ＳｉＯ２的含量會明顯增大,這就需要對樹脂加酸加堿做再生處理,通過酸堿置換反應使樹脂還原為合格的樹脂,這時混床才能參與制水。從酸堿儲存槽來的酸和堿分別儲存在酸堿罐中,加酸加堿時,酸堿濃度要控制在一定的范圍才行,一般酸堿濃度為０．１～０．１５,這些都要在系統(tǒng)運行過程中根據(jù)現(xiàn)場實際情況來確定,酸堿再生系統(tǒng)主要檢測的參數(shù)為酸堿濃度、酸堿槽和酸堿箱的液位等。
１．３氣系統(tǒng)
氣系統(tǒng)主要是來自主廠房的壓縮空氣,壓縮空氣分為程控用氣和再生用氣兩部分,程控用氣主要是供給電磁閥箱來控制氣動閥門的,而再生用氣是供給雙介質過濾器和混床再生空氣擦洗時使用。氣系統(tǒng)要保證有一定的氣壓,壓力范圍為０．５～０．６ＭＰａ,壓力過高會使管道和床體憋壓,壓力太低閥門將動作緩慢甚至操作無效,因此氣壓是本系統(tǒng)的重要參數(shù)。
２．１系統(tǒng)構成及控制要求
程控系統(tǒng)是以ＰＬＣ和計算機為核心組成的對化學水處理系統(tǒng)操作實行程序自動控制的裝置。系統(tǒng)所有的監(jiān)控操作都是在計算機上完成的,通過ＣＲＴ監(jiān)測現(xiàn)場各設備的狀態(tài)和參數(shù),來分析閥門、水泵以及過濾器、混床和反滲透裝置等的運行狀態(tài)、水質的好壞,如ＰＨ值、導電度、流量、壓力、濁度和ＳｉＯ２等。上位機為運行人員提供了極為方便的操作方式和控制對象選擇菜單,運行人員選擇菜單內容來決定自己所喜歡的操作方式,通過發(fā)布操作指令來控制和監(jiān)測現(xiàn)場運行設備。打印機可隨時打印各種報表,從報表上分析運行設備的各種參數(shù),進而分析水質的優(yōu)劣。音箱是作為系統(tǒng)運行時報警用的,系統(tǒng)運行過程中當檢測到有故障時會發(fā)出報警聲音,提醒運行人員注重并通知檢修人員及時修理故系統(tǒng)運行之前過濾器和混床里必須有合格的樹脂才能保證有效的出水水質。一旦樹脂失效,將影響出水水質,此時必須投運備用過濾器和混床,同時將不合格的樹脂進行再生處理。系統(tǒng)流程圖如圖１所示。
２．２系統(tǒng)的組態(tài)
系統(tǒng)的組態(tài)對一個控制系統(tǒng)的配置來說相當重要,整個系統(tǒng)的自動化程度與其有著密切關系,它直接影響著整個系統(tǒng)操作功能的順利實現(xiàn),所以在對系統(tǒng)進行組態(tài)之前,必須搞清楚系統(tǒng)的所有受控對象以及參與控制的所有設備。由于化水處理系統(tǒng)涉及的受控對象比較多,有一百多個氣動閥門、電動閥門、除碳風機、反洗水泵、加藥泵、攪拌機以及淡水泵、除鹽水泵等,還有幾十路模擬量的監(jiān)控,所以必須考慮所有的控制點數(shù),然后給每個輸入或輸出點指定一個Ｉ／Ｏ位,這樣就可以計算出所有的Ｉ／Ｏ點數(shù)。
ＰＬＣ的型號一般來說由用戶自己確定,但是設計人員應當根據(jù)系統(tǒng)的大小和控制對象的復雜程度來作出合理的推薦,幫助用戶進行系統(tǒng)選型,因為每個系統(tǒng)的大小和控制的對象都不相同,其運行的工藝流程也各不一樣,對它們的控制編程方式也不同,因此對ＰＬＣ內存容量的要求也不一樣,這就要求進行全面地分析,使整個控制系統(tǒng)的配置更加完善。當所選ＰＬＣ的型號確定時,根據(jù)所選ＰＬＣ系統(tǒng)Ｉ／Ｏ單元的點數(shù)來確定Ｉ／Ｏ模塊的數(shù)量,再根據(jù)Ｉ／Ｏ模塊的數(shù)量和所選機架上的槽數(shù)來確定所要使用的機架數(shù)(包括擴展機架)。一般來說,Ｉ／Ｏ點數(shù)最后要留出足夠的余量（１５左右）作為備用,便于將來系統(tǒng)增容擴建或改造。
由于該電廠的非凡原因和技術要求,需要配置上位計算機來參與操作和監(jiān)控,對上位機的要求是能夠模擬顯示整個系統(tǒng)當前的運行狀況、工藝參數(shù)趨勢及棒形圖、實時打印歷史記錄及報表、實時報警以及顯示系統(tǒng)運行程序的步序和運行時間等,操作系統(tǒng)要求鼠標點動每個閥門和各個水泵、風機等,要求提示運行人員操作的步序,而且操作簡單易懂,誤操作時不會出現(xiàn)安全和技術事故,能夠及時解除誤操作等意外情況的發(fā)生。ＰＬＣ與上位機進行實時通訊,操作并治理整個系統(tǒng),兩臺上位機一臺運行,一臺備用,并且能夠同時互相進行切換,因此還需配置通訊模塊,網(wǎng)絡交換機等使整個系統(tǒng)的運行和操作更加方便。整個系統(tǒng)網(wǎng)絡為雙ＣＲＴ ＰＬＣ組成工業(yè)控制局域網(wǎng),兩臺計算機上有以太網(wǎng)卡,通過雙絞線與交換機相連,雙絞線接口為ＲＪ-４５,網(wǎng)絡拓撲結構為星型連接,網(wǎng)絡協(xié)議為ＴＣＰ／ＩＰ。ＰＬＣ主機架上安裝以太網(wǎng)模塊,通過雙絞線與交換機相連,ＰＬＣ主機通過同軸電纜與ＲＩＯ各遠程站連接。在這樣的系統(tǒng)配置中,兩臺計算機既可以共享數(shù)據(jù),互為備用,也可以作為ＰＬＣ的編程器,對ＰＬＣ進行編程和維護。如圖２所示為系統(tǒng)組態(tài)圖。
