6ES7331-7KF02-0AB0型号含义

6ES7331-7KF02-0AB0型号含义

1、引言

MK9一5机是英国MOLINS公司七十年代的产品，其电气控制部分采用以INbbbg080为主的电子逻辑线路板和继电器组成控制系统，充分体现当时的技术水平，目前在许多中小型厂仍是主要的卷接生产设备。随着计算机技术的发展，特别是经过多年的运行，电路逐渐老化，故障率也随着增加，维修工作越来越繁重，直接影响到工厂正常的生产效率和产品质量。因此，对MK9-5机的电气控制系统进行改造，使之具有为的控制和监测功能，以适应率生产的要求。


2、系统方案的确定

MK9-5机电气控制台改造的指导思想是：机电分离，集中控制，实时监控。其目的在于将电气控制系统与机械系统结构上相分离，以利于机电系统的维护和修理，将分离式硬件逻辑控制系统改为模块化集中控制，以提高烟机控制水平，增强系统的性：运用智能化技术对烟机运行进行实时监控，给操作工以指导。

根据上述指导思想，通过调查研究和消化吸收原机控制系统的技术，提出采用三菱A2AS可编程序控制器(以下简称PLC)和工业控制计算机(以下简称IPC)相结合的控制方案。其中PLC主要完成机检测和控制任务，而IPC主要完成监测管理、数据采集和人机界面等任务。经过反复论证和选择比较，认为采用PLUI制方案能体现信息管理集中优化和控制系统实用的优点。

3、系统框图和配置

经过消化吸收电气控制系统的原始电路图并考虑到PLC的工作特点，归纳整理出控制系统的输入/输出信号为：

输入信号：共有102点，全部为直流输入信号，主要是各种传感器输入信号和主令按钮输入信号。

输出信号：共有106点，全部为直流输出信号，主要是各种执行机构的输出和指示灯输出信号。

中断信号：机的头信号、跑条信号和盘纸拼接信号需要控制系统立即作出响应，因此将这三个信号作为中断信号输入PLC。

通讯信号：PLC运行过程中需要将检测到的机的运行状态和统计数据传送给上位的IPC，同时也需要接收从IPC设置的有关运行参数，在控制系统中采用RS232串行通讯的方式实现这些数据的交换。

根据上述I/0信号分配情况，控制系统决定选用日本三菱公司的A2AS系列的可编程序控制器，具体的配置是：
底板：AlS35B和A1S55B各一块。

CPU模块：A2ASCPU一块。

输入模块：AX42二块。

输出模块：AY42一块，AY16三块。

中断模块：AI61一块。

通讯模块：AlSJ71C24一块。

其中，两块AX42模块安装在主底板AlS35B的0和1通道，AI61中断模块安装在A1S35B的2通道，AlSJ71C24通讯模块安装在AlS35B的3通道。输出模块AY42和三块AYl6则分别安装在扩展底板AlS55B的0至3通道。硬件构成的框图如上图所示：

4、主要控制模块的设计

机是一种机、电、光相结合的生产设备，其整机运行的自动化水平较高，控制系统比较复杂，按照工艺过程的要求可分为下述若干个控制模块。

(l)主电机启停控制：主电机启动前，主离合器应处于拉开状态，确保主电机轻载启动。当所有检测和控制条件均满足时，按下启动按钮可使主电机轻载启动，速度为全速的1/3，当烙铁放下产生烟条运行信号后，自动切换为全速运行。当机器出现故障，则立即切断电源并机械制动，保证机器。

(2)变频调速控制：机共有点动速度(1/6全速)、低速(1/3全速)和全速三种运行速度，由PLC控制系统根据当前的运行条件产生相应的输出信号控制交流变频器的速度设定，从而达到合适的机器运行速度。

(3)其他电机控制：当主电机正常运行后，PLC控制大小风机电机、油泵电机、油冷电机、浆糊电机、液压电机、烟梗电机、料斗电机、振动盘电机和除尘电机开设运行。这些电机的状态都接入交流连锁控制中，任何电机的异常都会断开交流连锁，导致机器停止运行。当主电机停止运行后，PLC控制这些电机停止运行。

(4)交流连锁控制：交流连锁通常用来保证运行过程中的人员和机器的，当出现防护门打开，机械传动异常，油压偏低或电机热敏跳闸等故障时，交流连锁断开，机器停止运行。故障后，机器才能重新运行。

(5)直流连锁控制：直流连锁通常用来保证运行过程中的产品质量，当出现缺少，盘纸断开，跑条等故障时，直流连锁断开，机器停止运行。故障后，机器才能重新运行。

(6)料斗控制：当主电机启动运行后，料斗电机自动运转为机提供，控制系统同时检测料位的高低和控制的提升速度，保供给的均匀连续。

(7)盘纸拼接控制：当二盘盘纸用完后，使用待用的另二盘盘纸通过自动拼接后继续为机提供原料。拼接控制的逻辑比较复杂，主要包括拼接选冲的监测、左右盘纸张力监测、左右盘纸耗尽检测及手动拼接等几部分。

(8)烙铁温度控制：选用日本ORMON智能温度控制器控制机的熔铁温度，温度控制器的报警输出接入PLC的直流连锁控制中，当温度限后，PLC的直流连锁断开使机器停止运行，同时显示故障原因。

(9)水松纸拼接控制：当-盘水松纸用完后，使用待用的另一盘水松纸通过自动拼接后继续为机提供原料。水松纸的拼接控制的逻辑与盘纸拼接一样也是包括拼接选冲的监测、左右水松纸张力监测、左右水松纸耗尽检测及子动拼接等几部分。

(10)干燥鼓剔除控制：当机器开始运行或出现盘纸或水松纸拼接时，机会产生部分不合格烟支。这些不合格烟支需要在经过干燥鼓时被剔除掉，剔除动作是靠干燥鼓吹气阀的导通未完成的，准确的剔除时序则是靠头脉冲信号的同步作用来保证。

(11)数据采集：机运行过程中的二些生产数据如产量、原辅材料的消耗、停车故障的次数和持续时间等可在PLC中加以统计，统计可按班次进行日统计和月统计存储在盯的寄存器中。上位的IPC可通过盯的通讯模块读取这些数据提供给生产管理使用。

5、结束语

本文介绍的在MK9-5型机中用三菱PLC构成的新型电气控制系统，经过一年多的实际运行，大大提高了整机的性和工作效率，降低了故障率和次品率，减少了原辅材料的消耗，达到了控制系统的设讨月的。因此，用兰菱PLC构成的机新型电气扣制系统具有较好的使用和推广。

某矿业公司轻烧车间主要生产炼钢原料白云石。该车间可分为窑尾、窑头和回转窑三部分，其中窑尾由高温风机、电除尘和预热器组成；窑头由煤粉给料器、单筒式冷却器和链运机组成然而随着我国钢铁行业产量的不断增加，对辅助原料质量的要求也越来越高，致使该系统日益暴露出下以下问题：①该系统的单筒式冷却器在冷却高温成品时，容易导致成品粉碎而不能满足炼钢工艺对白云石颗粒粒度的要求：②由干原有系统的老化，电除尘不能起到较好的除尘效果；③煤粉给料器所采用的模拟控制不能准确的按时、按量根据需要喷煤；④高温风机仍采用原始的现场手动操作，不仅工人的劳动强度大，而且也不能及时、准确的采集数据。从目前的生产来看，已不能较好的满足市场经济的需要。为了扩大生产，提高自动化程度，针对以上问题，采取了以下措施：①将电除尘改为布袋除尘；②添加转子秤喷煤系统；③将原有单筒式冷却器改为竖式冷却器并运用PLC对它们及高温风机进行控制。

本文所设计的PLC改造系统则是结合以上具体的电气控制系统改造方案，通过合理运用其原有PROFIBUS-DP网络及ET-200M子站，以尽可能少的成本，解决了老控制系统存在的所有问题，实现了该车间的二次效应。

一、PLC控制系统硬件组成

原有PLC控制系统选用西门子315-2DPCPU，基干PROFIBUS-DP网络，由1个主站（1个主机架和1个扩展机架）和1个ET-200M子站及变频器构成。上位机可以通过PROFIBUS-DP网络实现与PLC间的通讯，并可以通过WinCC软件实现对过程数据的实时监控及操作。系统硬件组成图如图1所示：①是系统操作及监控单元：②是回转窑系统控制单元：③是预热器系统控制单元：④是原料系统控制单元：⑤是回转窑主传动速度给定单元。

本次改造PLC部分需要增加97个I/0（主要分布在窑头和窑尾），因此我们在其原有PROFIBUS-DP网络的基础上增加⑥和X72个ET-200M子站，其中⑥是窑头转子秤及冷却器系统控制单元；⑦是窑尾高温风机及除尘系统控制单元此种方案主要具有以下优点:

1）充分利用原有网络资源，一方面节约了成本，另一方面使系统整体化，方便以后的调试及维护。

2）节约了大量的控制电缆和动力电缆，减小了施工量。

3）便干以后单个部分维护，而且有效地避免了信号的干扰。




图1

二、高温风机控制系统

高温风机在整套系统中不仅起到将回转窑中的热空气抽到预热器中使原料预热的作用，而且起到把回转窑中的粉尘吸到布袋除尘装置中的作用因此对高温风机的控制直接决定着成品率及除尘效果的好坏。在采用PLC对高温风机进行控制时主要遇到了以下三个问题：

1）由于风机额定电压为6KV，额定电流为33.，风机启动时的瞬时电流可达到额定电流值的3-5倍并且此电流会维持1-2s，而运用PLC组控对其保护分闸时，其中的一个保护条件即是当电流值大于33.时分闸。因此在运用此保护条件时忽略开机时1-2s，3-5倍的瞬时电流。

2）由于风机额定电压为6KV，为防止其合闸线圈烧毁，采用脉冲启动，因此在编写程序时除了实现风机的正常启动还让合闸线圈复位以便于风机下次启动。

3）考虑到在吸收热空气和粉尘时所受阻力大小的不同，风机负载运行时偶尔会出现2-4s的电流值略大于额定值的现象，而风机不能因此而分闸，这是程序设计中考虑的。

针对以上特殊要求，我们通过运用延时接通、延时断开、自锁和复位等方法解决了这一系列问题具体，当M1.0置1即“高温风机中控”动作，此时高温风机合闸，1s（SD延时接通）Ml.0复位，以便下次中控动作2s后合闸继电器断电（SE延时断开），以实现脉冲启动当高温风机电流1＞SA时，认为得到运行信号，在运行的前5s，T123未接通（5s后接通），则恰好跳过了开机时的瞬时电流风机在以后的运行过程中只有当M2.0风机电流过大）持续接通5s（延时接通）T122才会动作，使风机停机。

三、布袋除尘控制系统

在布袋除尘装置中布袋所能承受的温度仅为180℃，因此对用于给布袋降温的6个机力风机的控制至关重要，如果采用常规的温度T>180℃时开风机，T<180℃时关风机，当温度在180℃左右徘徊时，会导致风机频繁开关，烧毁电机，于是我们采用“A温度开，B温度关”的阶梯式控制法，以一个机力风机为例，当布袋温度175℃时，机力“风机组控启动”动作，当布袋温度170℃时，机力“风机组控停止”动作其中SJ3自锁是为了保证当温度介于170℃-175℃之间时风机仍然动作。

四、冷却器控制系统

从回转窑中烧成的高温成品在筒式冷却器的冷却过程中易碎而使成品率降低故将它改为竖式冷却器，其系统主要由冷却器、电振器和链运机三部分组成，根据工艺要求，先启动链运机，然后启动电振器，后启动冷却器。停机时则先停冷却器，再停电振器后停链运机并且考虑到其中任何一部分出现故障时也按照工艺要求顺序停机，于是我们采用“合一分”两条线的编程思路解决了这一问题，系统梯形图如图2。由M7链运机运行信号、电振器运行信号分别控制链运机、电振器、冷却器的开启，由M3，M5，M2分别控制它们的停止，其中SJ1和SJ2的自锁是分别为了保证正常停机时的停机顺序和非正常停机时（冷却器或电振器出现故障）的停机顺序另外转子秤系统也可套用此编程模式，使程序直观、明了，易修改。

一、 系统概述
FA506型细纱机是目前成纱质量好，自动化程度高，操作简单，便于管理的环锭细纱机，适用于纯棉或化纤的纯纺和混纺的细纱工序，尤其采用PLC作控制器，不但提高了控制精度，而且解决了生产管理方面存在的缺陷，大大降低操作者劳动强度；同时锭子曲线控制也提高了纱线的质量，保证了纱锭成型，提高了全机的产量。
系统设计特点:
1、 用PLC控制整个纺纱过程，具有程序开车、钢领板自动升降、中途停车后自动跟踪开车、自动落纱、自动留头等。
2、 设定纺丝的工艺参数，依据工艺要求自动协调控制；实现定长落纱和锭子速度曲线控制。
3、 显示纺纱过程的锭速、牵引倍数、细纱号数、捻度以及班产累计等。
4、 采用数字通信，提高了系统的抗干扰性。
二、 系统硬件
电气控制系统包括：数字量输入及数据检测部分、可编程控制器部分、执行机构、人机界面。见图一
１、 数字量输入及数据检测部分：
1） 各种数字量开关 包括开停车开关、功能开关，用于开停车与实现工艺要求的各种功能动作。
2） 三自动检测部分 由关主电机、下钢板、刹车传感器构成。其作用为当落纱开始后能自动适位停车、自动留头、为重新开车降低断头创造条件。
3） 数据检测部分 由主轴、前罗拉、后罗拉传感器组成。其作用是自动检测纺纱过程中主轴、前后罗拉的运行数据，为计算班产量、锭速、牵引倍数、细纱号数、捻度等工艺参数以及为锭子速度曲线控制提供数据。
２、 可编程控制器（PLC）部分：
该部分主要由西门子S7226主机与扩展模块构成，可编程控制器专为工业环境而设计的通用自动化装置，它吸取了微电子技术、计算机技术及自动化技术的新成果，采用可编程的存储器，实现逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算，并通过数字式、模拟式的输入和输出控制各生产过程，西门子S7226主机有16点数字量输入、24点数字量输出，可带7个扩展模块，本系统设计所有数字量输入全部由主机完成，模拟量输入由扩展模块有EM235完成
３、 执行机构
包括主电机、吸风电机、钢领板升降电机、自动润滑装置、自动清洁装置、变频器、落纱电源等，用于完成纺纱过程的全部工艺动作。其中变频器锭子速度控制由变频器、锭子传动部分、主电机构成。其作用是变频器根据PLC的指令（锭子速度控制曲线）自动调整锭子运行，提高纱线质量和产量。
４、 人机界面
采用TP27触摸显示屏做人机界面，完成参数设定、显示，可直接设定锭子运行曲线，实现控制柔性化。并能根据工艺要求修改参数。TP27与PLC 之间以PPI协议通讯。

二、 软件设计：
电气控制软件分为：控制主程序、参数设定显示子程序、计算采样子程序、数字通讯子程序和锭子运行曲线子程序。
１、 控制主程序
软件主控制程序部分，依据工艺要求编制的程序，上电后自动检测各开关量和传感器输入的数据，完成整个纺纱过程自动控制和调用子程序。
２、 参数设定显示子程序
主要依据TP27配置完成参数设定显示，包括班次设定、错误设置提示，总产量、班产量累计显示、锭子速度、前罗拉速度、牵引倍数、捻度、产量、细纱号数等参数显示。
其中参数设定菜单程序结构见框图二
３、 计算采样子程序
主要依据主轴、前罗拉、后罗拉数据检测传感器采样结果以及设计参数完成系统计算，用以完成各类显示参数的计算及定长落纱等功能。
４、 数字通讯部分和锭子运行曲线子程序
主要采用自由口通讯协议完成与变频器的。ＳＭＢ３０自由口通讯控制寄存器设置为自由口通讯方式，程序通过接收中断和发出中断以及发送指令ＸＭＴ控制通讯口的操作，在自由口通讯方式下通讯方式由程序梯图控制。ＳＭＢ３０还定义了波特率、校验方式和数据长度等。为了使锭子运行曲线平滑。在设定的点与点之间采用数学建摸的方法拟合发送参数，该部分程序框图见图三。
三、 通讯设计：
该控制系统大特点是应用数字通讯方式完成TP27与ＰＬＣ以及ＰＬＣ与变频器之间的。PLC的Prt0口与TP27连接，以PPI协议通讯完成参数设定显示， Port1口与变频器相连，以自由口协议通讯完成锭子运行曲线控制，以往我们进行锭子速度曲线控制时只能选用模拟量来控制变频器运行，这样硬件成本高且控制精度较低。采用数字通讯后，硬件仅为一条屏蔽线，抗干扰能力增强，为实现联网传输控制参数提供了条件，降低了控制成本;数字通讯、高性和大的提高了机器性能比和市场竞争能力。
四、应用效果
ＦＡ５０６型细纱机控制系统前身采用ＰＬＣ开关量控制和协议参数仪构成，全机控制精度低，性和抗干扰性能差，系统成本高。采用西门子S7-226系列ＰＬＣ构成系统后，全机控制采取数字通讯方式，控制精度高，性和抗干扰性能大为提高。利用“提高软件设计水平来降低硬件投入”原则，大降低了系统成本，单机实现成本降低达控制系统的１０％左右，大提高了产品盈利能力，市场前景十分广阔。

一、引言

矿棉吸声板是本企业去年投产的一种新型建筑装饰材料。引进90年代的日本全套板材自动生产线，可以同时生产不同厚度，不同规格，不同花色的矿棉吸声板，但由于日本包装线设备费用昂贵，且国内并无此种板材堆垛全自动包装线，所以由我开发本自动包装线并已投入使用。

本自动包装线是板材自动生产线的后继设备，由于矿棉板的成品板(规格：300mm×600mm)是分两路并排由干燥窑输送出来的，所以本自动包装线也具有两路立的分流，翻板，堆垛系统，后经包装段统一到一起，再进入塑封段完成包装任务。按工艺要求本包装线应该能够实现：(1)自动翻板，即把块板经翻转后扣放在二块板上，使两块板保持面与面的接触。(2)自动堆垛，即把经翻板后的不同规格的对板按不同数量堆成一垛。(3)自动装箱，即用机械手把堆成一垛的板放在纸箱板上，经本工段后把一垛板自动包装，粘合好成一箱。(4)塑封，即把装成的箱进行塑料封装。

二、控制系统主要设备及控制方案

本自动包装线是典型的逻辑顺序控制生产线，有繁多的检测元件，逻辑关系复杂，实现动作难度大，I/O点数近400多个。其受控设备除变频器，执缸还包括一套单轴交流伺服系统和一套喷胶系统。由于生产线较长，执行设备相对立集中，因此按照设备可就近控制的原则，在控制柜下分段设立三个子控柜。采用OMRON-C200HG构成的远程I/O系统来完成控制方案，其控制系统结构如图所示：



上图使用Omron-RM201主站单元由RS485通讯口与三个Omron-RT201从站单元连接。伺服系统由OHM ODC-1001控制器和Panasonic DV80X驱动器及伺服电机组成。伺服可以用输入器(ODC-1001)或由控制柜面板直接控制，它由PLC的两个立的I/O单元对控制器进行控制。喷胶系统具有立的溶胶温控线路，由PLC提供喷胶电磁阀的控制信号。本自动包装线有如下功能：

(1)全线自动运行；

(2)各工段立自动运行；

(3)现场设备就地控制手动运行；

(4)各控制柜设有急停按钮，机械手，伺服机均设有特殊急停按钮。

三、控制系统设计

本自动包装线的控制系统程序设计，使用OMRON SSS软件用梯形图直接编程，井进行现场调试和程序监控。经过现场调试使本系统能够符合现场的各种工作条件而且操作为简单，能够对故障和人为的干扰进行判断，分析，实现简单智能化功能。本程序采用模块化设计思想，分工段可立操作完成本工段的工作，模块之间井用连锁和互锁条件建立关系，全线自动或分段自动时信号可互相调用。下图为包装线包装段的控制逻辑图：



伺服机的前进是由三个工位工作的完成情况来控制的。在本系统上电初始时，伺服机先回原点，由于此时三个工位上都没有工件，因此由纸箱站开始，伺服机一个工位一个工位的前进。当纸箱站吸纸板完成后伺服机就执行程序，当伺服机停止时，纸箱站再吸一个纸板完成本工位工作，但此时伺服机并不能再向前进，只有装箱工位在机械手放完一垛板后伺服机才能前进到下一个工位。此时纸箱站处再吸一个纸板，装箱工位再放一垛板，此时就再等粘箱工位把纸箱全部粘合完成，伺服机才能再向前走以后三个工位便同时动作，伺服机便不断工作下去。这段程序的逻辑动作比较复杂，关键是抓住伺服机前进这一目的。在完成本段初始化设计中使用了SEUREST指令，用起来方便有效。在这一段的程序设计中关键考虑这样几个问题：

①PLC的电源只有当工厂大修，或长时间不生产时才断开，而在每班次结束或休息时只须在面板上实现软关机，此时PLC仍为RUN状态。伺服机也同样只须软关机。因此伺服机能够区别是PLC断电再开还是软关机后再开。

②由于伺服机的运动轨迹与机械手的运动平面是相互垂直的，而且它们又是由两个立的子控系统控制的，因次在机械手伸出的条件中必有两个信号：上升旋转气缸的得电信号A和伺服程序段结束信号B。当A信号接通时说明此工位有板，伺服机处于等待另两个工位的完成信号，伺服机即将运行。此时即使B信号接迪机械手是伸不出的。当B信号接通时说明伺服机己完成程序，可以进行本工位操作。当A断开时，由于此时伺服机正处于运行状态，因此只有当两信号同时满足时才能向装板工位装板。

③由伺服机连接起来的三个工位，每个工位执行元件大都是由电磁向控制的气缸完成的，所以在气缸气压不足，机械限位松动以及其含意外故障都会影响本工位工作完成情况，拖延动作时间，它将导致堆垛，翻板，和输送段的堵板。因此在设计中可以节拍为依据，对每一个到位的气缸均设时间监测及故障报警伺服系统由OHM ODC-1001和Panasonic DV80X组成，采用示教方式编程控制。

OHM I/O信号接口共有48个端子。我们采用集电开路控制方式，把脉冲输出端等用双绞屏蔽线引至DV80X的CN I/F端子用来控制脉冲和脉冲符号输入。同时把程序选择端子CHA CHB及启动信号引到端子接进PLC的输出模块，作为伺服的程序选择通道信号。选择STANDBAY作为伺服程序结束信号接进PLC的输入模块，当PLC接受到此信号时就可以进行生产线上的其他动作。另外我们由PLC输出端引出一个回原点信号，使伺服机在进行规定的程序后，因负公差重新向前找回原点。原点信号选用反射式光电开关，使总累计误差在-0.lmm以内，能够满足精度要求。在开关电源的选择上，伺服24V电源容量不能太小且需单使用与PLC用24V之间应严格区分避免干扰，因此PLC在模块选择上也同样要注意这个问题，尽量避免伺服信号与其他信号混放在一个模块中，同时可以考虑使用立COM端的PLC模块。伺服控制程序(INC方式编程)如下：

STEP1 DIM=(0000.0000
STEP2 POS=+787.9800
OUT=OOOO
SPEED=100
SLOPE=30
STEP3 POS=+42.00001
OUT=0000
SPEED=50
SLOPE=30
STEP4 POS=+12
STEP7
STEP6 END
STEP7 RTN
STEP8 END

塑封段主体设备为一台连续式电阻炉，它的温度控制主要由两部分组成：SR-73PID温控表和固态调压器(或采用PAC03A三相调压控制器)。温控表通过K型热电偶输入模拟量，输出4-20VDC电压来控制三块固态继电器SSR(或直接控制PAC03A三相调压控制器)，每个固态继电器(或控制器)又分别带若于加热管。固态调压器则由电位器来控制输出，每个固态调压器也分别带若干加热管。温控表和固态调压器的总控则由PLC来完成。这样塑封炉膛内温度就可以分段全控，分段调压，分段直接启动，能够把温度控制在180℃左右，对己包装的箱体进行塑封。本段的其他动作如推箱，封切，放膜等均由PLC进行控制。

四、结论

建筑板材是现在较为流行的新型建筑装饰材料，但是由于装饰板材的结构特点：面积大，体积小，边角易损，表面脆弱等，所以对于其产成品的包装，就成了急需解决的问题。现在我国的建材企业，大多都是采用手工包装，工人劳动强度大，产成品质量没。自本自动包装线在本企业投入使用后，基本解决了以上问题，大提高了产成品合格率，减少生产线工人近3/4，深受用户。

1 引言
电厂化学水处理系统作为电厂重要的辅助车间和辅助系统，特别是大型火电厂利和供热电厂的化水处理车间处理量大，工艺复杂，水质要求高，其运营的好坏直接关系到电厂的运行及性。本文以笔者负责完成的通辽盛发热电厂化学水处理程控系统项目，分析化学水处理程控系统的自动控制。
2 化学水处理系统工艺流程
通辽盛发热电厂作为新建热电厂新建4台机组（4×135MW，分两期完成），化学水处理系统由三部分组成:软化水处理系统、反渗透系统和除盐水系统,系统工艺流程简图如图1所示。


系统主工艺流程为：工业水→曝气塔→曝气水箱→升压水泵→叠加式过滤器→阳离子交换器→除二氧化碳器→软化水箱→碱计量泵加碱→软化水泵升压（软化水，可作为厂内生活用水）→加热器→反渗透装置→反渗透水箱→反渗透水泵升压→一级混合离子交换器→二级混合离子交换器→除盐水箱→除盐水泵升压→主厂房。
3 控制系统硬件组成
3．1 PLC控制系统
根据装置工作要求，选用性的AB公司的Controllogix系列可编程控制器构建冗余的控制系统。PLC中CPU采用两套1756－L55 ControlLogix5555 Controller，设置1个主站（CPU模件），5个分站(IO模件)，主站CPU与分站I/O通过ControlNet网络通讯, 开关量输入、输出模件选用32点，模拟量输入模件选用16点，模拟量输出选用8点。PLC系统网络结构图如图2所示。
3．2 监控站
监控站选用两台研华工业控制计算机和工业软件RSView32（视窗控制），与PLC控制单元之间采用工业以太网进行通讯。完成整个系统的工艺流程、设备运行状态的显示和监控、实现曲线的显示、历史数据的保存、权限管理、操作查询、报警、打印等功能。
3．3 仪表系统
仪表系统由压力及温度变送器、流量计、液位计、PH值表、酸度计、碱度计、硅酸根检测仪、导电度检测仪、压力及压差开关等构成，主要完成水箱液位、管道压力、进出水流量、水温度、水质检测，并通过检测值，进行工艺自动控制与调节。


3．4 现场控制设备
现场控制设备由水泵、风机、气动阀门、电动门、调节阀等构成，其中水泵、风机由电机控制，气动门由电磁阀控制。
4自动化软件设计
化学水处理自动化控制系统的软件包括上位机、下位机两部分。
4．1 上位机软件设计
上位机软件采用bbbbbbs2000操作系统，组态平台为RSView32。上位机实现的功能为：数字显示化学水处理系统中的水箱液位、管道压力、进出水流量实时值与累积值、水温度、水质检测，记录这些参数的历史变化，在设定的上限与下限值发出语音报警、记录到报警历史以便查询。各设备的运行、故障等状态显示，各设备的启动、停止操作，并进行操作，以便查询；出现每个设备故障时发出声音报警并记录故障情况（故障时刻、故障类型等），方便进行事故分析。重要参数、报警、故障都可以报表打印。
化学水程控系统上位机监视画面由参数画面、弱酸阳离子交换主画面、曝气水箱系统画面、过滤器A和B画面、弱酸离子交换画面、软化水系统画面、反渗透主画面、反渗透装置画面、反渗透水箱画面、反渗透辅助系统画面、除盐水主画面、一级混床系统画面、二级混床系统画面、酸系统画面、碱系统画面、中和池系统画面、树脂存贮画面、除盐水箱画面、手操器画面、启动方式画面、检修设置画面、历史趋势画面、报警汇总画面、数据汇总画面、记录画面、登录画面和管理员画面组成。
4．2 下位机软件设计
下位机采用AB公司开发的RSLogix 5000软件对PLC进行编程和对PLC配置进行维护。编制的软件主要包括信号处理、流量的累积、运行时间的累积，传到上位机显示，接受上位机的操作、判断自动控制条件对水泵风机、气动阀门进行逻辑控制，完成化学水处理过程。
5系统实现功能
水处理程控系统具有：运行方式选择；设备故障自动报警；实现了现场信息、处理、操作显示等完善的功能。并且保留了就地控制功能。在控制室，运行人员通过控制系统能对整个工艺系统进行集中监视、管理和顺序控制，并可实现远方手操。提供就地手操、远方手动操作、自动顺序控制三种控制方式，工艺系统中被控对象的状态在CRT上显示。
5．1 就地手操控制
所有气动阀、电动门、水泵和风机都保留就地控制方式，即使在程控系统故障的情况下还可以通过就地控制实现手动水处理，保证机组锅炉的用水。
5．1 远方手操控制
在选择远控方式时，操作人员可以在操作员站远程一对一操作气动阀、电动门、水泵和风机。
5．2 水处理过程自动控制
水处理程控系统在正常情况下主要运行在自动控制方式。按照化学水处理系统的设计要求，水处理过程程序自动控制包括：除铁与弱酸离子交换过程自动控制，反渗透装置自动控制过程，混合离子交换过程自动控制。在除铁与弱酸离子交换过程自动控制过程中，当过滤器已经运行了24小时、或进出水压差达到0.1Mpa、或入口累积流量达到2880吨，就自动进行反洗，备用的过滤器投入运行；当阳离子交换器运行48小时、或入口累积流量达到6240吨，就自动进行再生。在反渗透装置停止自动控制过程时，自动完成反渗透冲洗过程。在混合离子交换过程自动控制中，当混合离子交换器运行1200小时、或入口水流量累积达到18000吨、或出口水导电度0.2us/cm、或出口硅酸根0.02ug/L，就自动进行再生，备用的混床投入运行。
5．2其它功能
通过PLC内部程序设定报警及联锁保护，一旦出现故障，立即停止相应的操作，并发出相应的报警信号,自动启动备用的设备。
实时参数限报警、阀门开时/关时故障报警、阀门位置信号故障报警、水泵/风机启动/停止时故障报警、水泵/风机控保装置事故跳闸/失电报警等。
化学水处理系统中的工艺参数和的累积参数都归档，可以通过历史趋势画面对所有运行参数查看、打印，并按照电厂要求打印成报表。
系统还通过交换机与全厂的辅助控制网络系统相联，实现了远程运行参数监视与管理。
6 结论
通辽盛发热电厂化学水处理程控系统于2006年9月正式投运，自动化控制水平明显提高，产水量达到设计要求平均每小时180至200吨，保证了设计4台发电机组的用水需要。由于控制水平的提高，水处理过程中产生的废水量明显减少，起到了一定环保节能效果。系统高度的性和直观简易的操作性减少了运行人员劳动量。该系统建成后运行，生产效率明显提高，因此受到用户的，并成为其它电厂**参观效的对象。