PLC控制在电厂化学水处理系统中的应用_plc水处理控制系统

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PLC控制在电厂化学水处理系统中的应用.txt31岩石下的小草教我们坚强，峭壁上的野百合教我们执著，山顶上的松树教我们拼搏风雨，严寒中的腊梅教我们笑迎冰雪。科技情报开发与经济..SCI—TECHINFORMATIONDEVELOPMENT＆ECONOMY 2010年第20卷第2 22期

文章编号：1005—6033(2010)22—0189—03收稿日期：2010—06—21 PLC控制在电厂化学水处理系统中的应用 许阳..(大唐三门峡华阳发电有限责任公司，河南三门峡，472143)摘要：依据某电厂化学供水系统的原理及工艺流程，重构了以PLC控制的化学水处 理自动控制系统，介绍了该控制系统的构成、原理以及功能的实现。关键词：PLC控制；化学水处理系统；电厂 中图分类号：X703文献标识码：A 1我国影响化学水处理系统投入自动运行的原因

发电厂化学水处理系统大致由凝结水处理系统、补给水处

理系统、汽水取样监督系统及加药系统构成。在化学水处理系统 中要实现其自动化运行，一直是一代又一代人的愿望。但在国内 化学水处理系统投入自动运行的不多，原因主要有以下几点：..(1)化学水处理系统工艺复杂，现实中会出现许多异常情 况，实现自动化运行有很大困难。..(2)除新建电厂外，大部分厂只是改造旧的已有控制系统，对化学水处理系统不进行再更新，所以化学水处理系统的自动 程序不能正常运行。..(3)化学分析仪表大部分不过关，不能长期提供一个较稳定 的终点信号，制约了自动系统的投入。..(4)各厂对电厂化学水处理的重视程度不够，不舍得在化学 水处理系统上投资。..(5)部分电厂搞化学水处理系统的人力资源配备不高，不能

很好地领会控制系统的思想，也不能很好地维护控制系统，或者 根本就不相信程控系统。2系统分析

三门峡发电厂..1号、2号机组为..30万..kW，分别于..19 992年 和..19 994投产发电，控制系统采用的是早期的欧姆龙PLC产品，经过多年的运行，接线、继电器及执行元件都已经老化，必须进 行控制系统的改造才能满足系统良好运行的要求。3系统原理及改造设计..3．1工艺系统及自动控制要求

三门峡发电厂2x300MW机组补给水系统水源为宏农涧河

河谷的地下水，由两条供水管线送至厂区。化学水处理用水由2 台生水泵提供。来水经过混凝澄清、an-氧化氯杀菌、空气擦洗 滤池过滤、活性炭吸附过滤及一级除盐加混床深化处理后，供锅 炉用水。一级除盐设备按单元式串联连接，空气擦洗滤池、活性 炭过滤器和混床为并联连接。其中澄清池、空气擦洗滤池采用就 地远方操作，预处理活性炭过滤器、一级除盐、二级除盐混床设 备采用手动、程控操作。整个系统分为3块，即活性炭过滤器、一 级除盐系列、二级除盐混床。3个系统以除盐系列为主动系统，即 系列除盐启动，过滤器及混床随之启动；除盐系列停止，过滤器 及混床相应停止。过滤器正洗4步加反洗共有6步，除盐系列再 生程序共有l6步，混床再生共有19步，以导电度、运行时间和 制水量作为周期终点，其他各自有不同的参数进行相应的控制。三门峡发电厂2~300MW机组凝结水精处理采用高速混床低

压运行系统，不设前置过滤器。高混按单元制配备，每台机组配2台 高速混床，凝结水..lo oo％~理，不设备用床，每台机组配备..1套体外

再生装置。高速混床采用..HVOH一运行方式，正常运行出力3430

kN／h，最大出力4468．8kN／h，运行最高水温

改造后的三门峡发电厂..1号、2号机组化学水处理自动控制 系统是具有较高自动化程度的现代化水处理控制系统。..3．2．1 PLC控制系统

该控制系统网络采用冗余星型网络结构，以..10 00MB速率的..TCP／IP光纤以太网作为信息传递和数据传输的媒体。网络连接 设备选用冗余以太网交换机，中心交换机连接操作员站、数据库 服务器和各控制系统，并通过网关与SIS或全厂辅助车间控制系 统网络连接。化学水控制系统网络在锅炉补给水控制室和..1号、2号机组凝结水精处理控制小室各设..1对网络交换机。..3．2．2化学水控制系统

化学水控制系统在锅炉补给水车间设集中控制室。该控制 室内设3台功能相同的操作员站，通过冗余以太网可对网络内 任一系统进行监控。1号、2号机组凝结水精处理控制室各设置..1 套操作员站，1号、2号机组凝结水精处理通过光纤与化学水控 制系统联网。设备调试完毕，l号、2号机组凝结水精处理控制室 小室可不设值班员，在一期化水系统控制室集中监视控制。..3．2．3锅炉补给水控制系统..189

许阳..PLC控制在电厂化学水处理系统巾的应j}j 锅炉补给水控制系统原则上采用MODICON昆腾系列产品，其主机采用昆腾系列的..14CPU43412型主机。主机、网络及交换 器均冗余配置。监控软件采用INTOUCH8．0。1号、2号机组凝结 水精处理控制系统各设置..1套主机，其主机采用昆腾系列的..14CPU43412型主机。主机、网络及交换器均冗余配置。..3．3 LCD操作员站..(1)LCD操作员站是化学水控制系统网络的监视控制中心，具有实时数据存取..(储存量：不小于800点，大于2周储存时 间)、C实时趋势冈调} }}、参

LD臧面显示、_ __j历史趋势图调朋打印、数处理、越限报警、制表打印、报表(存储时问大于2年)等功能，其巾趋势图可南操作员点取画面参数进行添加成组功能，每组 趋势图模拟量点数不小于5点，且能以不同颜色区分，能同时设 置的趋势图组数应不小于..5组。..(2)LCD画面能显示工艺流程及测量参数、控制方式、顺序

运行状况、控制对象状态，也能显示成组参数。当参数越限报警、控制对象故障或状态变化时，应以不同颜色显示，对于参数的越 限报警，以CRT软报警光字牌的形式进行声光闪烁报警。按照工 艺流程图设计LCD画面，设有足够的幅数以保证工艺系统和控 制对象的完整性及整个系统的运行和控制状况。..(3)LCD站有256种颜色，LCD为53．34em(21英寸)液晶显 示器，分辨率至少为..1280xi024。..(4)化学水控制系统网络在锅炉补给水控制室配备..3台功

能相同的操作员站，在..1号、2号机组凝结水精处理控制小室各 配备..1台操作员站。锅炉补给水控制室配备的3台操作员站从 任一台操作员站上都能对网络内任一系统进行监控，并且可以 定义任一台操作员站为化学水控制系统的工程师站，通过该..LCD操作员站可以对各工艺系统的控制系统进行编程。..(5)鼠标器作为光标定位装置，调用画面的击键次数不大于 2次。..(6)每台LCD操作员站应配备..1个键盘。每个键盘具有完整的数字、字母键，使运行人员能直接调出各种所需的画面。这些 操作键的用途，能由编程人员重新定义。..(7LWidw形式的界面，)CD操作员站使..nos画面为全汉化。..(8)使用的软件支持双网通信。..(9)在LCD上能同时显示不少于4幅画面，LCD操作响应时

间和画面刷新时间不大于2S，LCD画面响应时间不大于..18。显 卡具有至少48MB的存储容量。..(1O)上位机采用工控机，主频不小于2．4GHz，内存不小于..512MB，硬盘容量不小于..8OGB，并配有..1．4 44MB的软盘驱动器

和不低于..48倍速的光驱。..(11)操作员站具备多媒体音响报警功能，配备..32位即插即 用声卡和多媒体防磁音箱。

上位机画面采用了三维绘图方式，使得整个画面立体感极

强。由于在改造前进行了多方考察，参考了很多先进的控制画面 的制作，【大J而在操作画面的设计上力求实用、简单、美观。主要操 作功能如下：

第一，自动方式。系统在自动方式下运行不需要任何人为参 与，整个系统严格按照系统工艺要求和程序要求自动进行。..19O 本刊E-albbxnont mi：j@sif．e科技论坛

第二，半自动方式。半自动方式是程序控制方式最为灵活、包含内容最多的一种方式，在半自动方式下设有程序暂停、干 预、跳步、强制启动、紧急停止几种功能。

在半自动方式下运行时，只是在几个大的步序设置中断点，此时需要人工参与才能进行下一段程序。典型控制按钮的说明 如下。

暂停键：按暂停键时，在程序暂停时相应系统的所有阀门、转机都将停止运行，程序计时停止，取消干预后，程序重新开始 运行。

跳步键：只有按下暂停键后，跳步功能才有效，按跳步键程 序将在本段程序内循环跳步。当取消暂停时，系统将从跳步后的 程序开始运行。

干预键：按干预键时，相应的系统或程序仍然保持原有状

态，程序计时停止，但系统内的阀门和转机可以进行手动开关、启停等操作，当取消干预时系统恢复原始运行状态。

强制肩动：当运行、反洗或再生等程序启动时，系统要进行 外部条件判断，当条件不满足时，不允许启动，但有时外部信号 会出现误动或拒动的情况..(这些条件会以醒目的红色显示在条 件判断对话框里)，此时，运行人员经过检查确认此条件已满足 时，可按下此按钮启动程序。

紧急停止：当运行、反洗或再生等程序进行中，系统出现紧

急情况，此时按下此按钮，系统停止所有转机，关闭所有阀门，停 止系统运行，转入停止状态。

通过这些特殊按钮实现的功能，在处理一些紧急和异常情 况时，大大方便了运行操作。

第三，数据统计报表功能。1号机所有的在线仪表数据在上 位机画面都能显示，并且每点都有实时趋热功能，0mi 能观察1 n 内的参数变化。部分数据(如系列人口流量、过滤器入口流量、阴 床入口流量、反洗流量等)具有累积功能。所有数据通过处理进 行统计报表。报表分为日报表、周报表、月报表，这些报表能在微 机上长期保存，以便以后查找。

第四，报警功能。所有的转机故障、水位低／高、浓度低腐、流 量低／N和一些重要的阀门的开关都设有报警。出现报警时弹出 报警信息对话框，经运行复位报警消失。

第四，无扰切换。在任何运行或再生中，可以在全自动，半自

动，手动之间切换，对运行结果无影响，有较高的稳定性和安全性。4结语

本系统基本上是将原来控制系统全部废除后重新构筑的。

改造后的效果非常好，由于各个控制终点更精确了。使得整个系 统的自动化水平有了较大的提高，人为的因素少了，使得我厂..1 号、2号机组凝结水系统实现无人值班，大大降低了生产成本。在 改造完成后控制系统的可靠率和自动投入率都有很大的提高，提升了设备的管理水平。..(责任编辑：胡建平)第一作者简介：许阳，女，1978年8月生，20 007年毕业于

中国地质大学，工程师，大唐---fq峡华阳发电有限责任公司，河 南省三门峡市，472143．

科技情报开发与经济..SITCNFMAIEEOPNCN21第2第2 22期

C—EHIORTONDVLMET＆EOOMY 00年0卷

文章编号：1005—6033(2010)22—0191—02收稿日~：2010—06—06 汾河二坝河道淤积土层作为上坝土料可行性分析 计庆宝..(水利部山西水利水电勘测设计研究院，山两太原，030 0024)摘要：介绍了汾河二坝枢纽工程的地质概况、地层岩性及物理力学性质指标，说明了 清淤段淤积物的化学分析和击实试验，对河道淤积土层作为防洪堤加固所用土料的可 行性进行了评价。

关键词：汾河二坝；河道淤积土层；防洪堤；上坝土料 中图分类号：TV64文献标识码：A 分为第④层和第⑤层。现分述如下： 1汾河二坝清淤工程概况

第②层岩性主要为低液限粉土，局部夹低限黏土层及级配

汾河二坝枢纽工程位于汾河中游的清徐县长头村西，始建不良砂层透镜体，呈灰黑色，有臭味，稍密，很湿，厚度0．8m～1．6 于1967年，系一低水头拦河引水闸坝T程，属大(2)型水闸，为m，分布于河道清淤段表层。低液限粉土层天然含水率为24．3％～..Ⅱ等工程。汾河二坝工程担负着太原、晋中、．m土74平均值为312天然密度为16／I3201／m3平均值

吕梁的56万h3．％，．％；．Ogcn-．..gc 地的灌溉用水任务，河道内淤积严重。清淤工程范嗣为坝址至潇为1．85g／cm；干密度为1．18g／cm’1．62g／cm’，平均值为1．41 河人汾口，总长3．5km，最高蓄水位764．4m。该河段内河谷宽..ca；饱和快剪凝聚力为7．9kPa一18．0kPa，平均值为14．3kPa；内 30n60m，0m左右，3。摩擦角为2．。2．。平均值为2．。黏粒为3896平均 0I4主河道宽3河流流向为$3W。清淤工3575，57；．％一．％，程拟将二坝拦河闸前蓄水区及上游主河道拓宽至150m以上，为5．9％。并延伸至潇河口。清淤河段的两岸堤防进行加高培厚，培厚堤顶第③层岩性主要为低液限粉土，局部夹低液限黏土、含砂低

宽8m；清淤区域两侧填筑土围埝，嗣埝与河道堤防之间利用清液限粉(黏)土及级配不良砂层透镜体，呈浅黄色，厚0．6m一4．5 淤淤泥回填，I342．％，64％；

表面覆土并恢复植被。n。低液限粉土层天然含水率为2．％一84平均值为2．..汾河二坝地貌单元属汾河洪冲积平原区，分布于晋中盆地天然密度为19／m~．2scn平均值为19／m； ．3gc320／I，．8gc干密度为..中南部，地势平坦、地形沿汾河南北东向西南微倾。出露地．3gc。16／m，平均值为15／I 开阔，15／m．1gc．7gcn3；饱和快剪凝聚力为..表地层在汾河河道内为新近淤积物，岩性主要为低液限粉土、低6．5kPa一8．3kPa，平均值为7．4kPa；内摩擦角为25．0。27．5。，平均 液限黏土，局部夹砂层透镜体，厚度1．5nl～6．5m，分布于汾河河值为26．3。，黏粒为2．2％一10．5％，平均为7．1％。道内。汾河两岸为第四系全新统洪冲积，岩性主要为低液限粉第④层岩性主要为级配不良砂层，夹有低液限黏土和含砂

土、低液限黏土、级配不良砂及粉土质砂层。汾河二坝河道清淤低液限粉土层透镜体，呈褐黑色，稍密，稍湿，局部含大量白云 段主要由汾河河道和两岸河流阶地组成，母厚28I39I土层顶面高程在7851 111725m。砂层天 河流弯曲凸岸河道宽，．n一1．n，5．..～6．10 00m． ．．370m，凹岸由于河流冲刷作用，大多紧靠现有防洪堤。然含水率为18．1％-23．7％，平均值为21．3％；天然密度为154 m，～..2．O0g／cm，平均值为..1．90g／cm’；干密度为..1．28s／c一1．69g／cm，2地层岩性及物理力学性质指标 平均值为1．7 n；00ka1．..P，5i，饱和快剪凝聚力为1．P～83ka平均 地表上部地层为新近淤积物，按岩性分为第②层和第③层；值为14．2kPa；内摩擦角为25．5。28．5。，平均值为27．0。。

下部为第四系全新统洪冲积物，在勘探深度20in范围内按岩性第⑤层岩性主要为低液限黏土，呈浅黄色，最大揭露厚..1 11．1

TheApplicationofPLCControlintheChemicalWaterTreatmentSystem ofPowerPlant XU Yang ABSTRACT：Accrnoteprncpeadpoesfwohmiatrspyenacranpwerpla，hi odigthiilnrcslofceclwaeuplytmietiontts paperreconstructsanautomaticcontrolsystem andintroducesthecomponentsand

ofchemicalwaterbasedonPLCcontrol，prniefhiotoytmadilmettofhucinsohiotoytm．

icplsotscnrlenmpenainotefntoftscnrleKEYW ORDS：PLCcontrol；chemicalwatertreatment；powerplant 191