贵阳西门子PLC代理商CPU供应商

1　控制要求

1．1　8台风机电机功率相同，在循环水低配中分2段供电，每段4台。为节约成本，每段配1台软启动器，每台软启动器负责4台风机的启动；
1．2　同一时间每台软启动器只能启动1台电机。
1．3　控制系统性要高，且具有较强的容错能力。考虑到控制系统的复杂性和简化外部接线，应使用PLC辅助实现控制功能。
1．4　电机启动除正常使用软启动器外，保留可切换至直接启动方式的功能，以确保在软启动器或PLC不能工作时，风机应急启动运行。
1．5　设计时应考虑配电、控制设备的维修方便。

2　电路设计

2．1　主回路设计
图1为4台电机共用1台软启动器的主回路简图。其中FU为保护软启动器的快熔，KM01，KM02，KM03，KM04为软启动接触器，KM1，KM2，KM3，KM4为正常运行接触器，为便于检修和互为备用，在布置元件时，将FU、软启动器、KM01，KM02，KM03，KM04装配在1个固定柜内，QA1和KM1，QA2和KM2，QA3和KM3，QA4和KM4则分别装配在4个抽屉柜中，4个抽屉配线相同，可互为备用，在发生故障时还可以抽出来检修，软启动接触器和正常运行接触器之间用电缆连接，当软启动器或PLC不能工作时，仍可通过4个抽屉柜直接启动风机。

2．2　控制回路设计
控制回路分2部分，一部分是PLC控制部分，如图2所示，另一部分为常规控制部分，见图3。
为满足控制要求，PLC的输入包括风机的启动信号、接触器的状态信号、软启动器的状态信号以及系统故障复位信号等共计15点；输出信号则应包括4个软启动接触和闭号、4个启动切换信号、1个软启动器运行信号、1个系统报警输出信号共10点。系统控制功能通过软件编程实现，大大提高了系统的性，外部接线也大大简化，减少了故障点。
    在常规控制电路图中，KM代表KM1，KM2，KM3或KM4，KY代表从PLC输出的软启动／直接启动切换信号，SB1，SB2为现场启停按钮。由图3可以看到，为满足控制要求，电机的启、停控制按钮信号并未直接进入PLC，而是通过中间继电器KA送入，并且增加了1个切换按钮SW，保证了在PLC和软启动器不工作时，风机仍可像常规电机一样直接启停。另外应该注意，在直接启动时，由于启动电流大，启动时间长，为保证正常启动，保护热元件，应增加中间继电器和时间继电器，启动时短时间将热元件短接，待启动完成后再投用热元件。

2．3　控制流程图
图4为PLC内部程序流程图，程序中有2部分比较关键。一是当接到某1台风机启动信号后，要检查是否有其它风机正在使用软启动器，如没有，要先禁止其它风机使用软启动器，然后检查该台风机的正常运行接触器是否已经闭合（直接启动），只有当未闭合时，方可用软启动程序启动风机。这样就避免了同时启动多台风机，也避免了软启动和直接启动同时使用的情况。另外，当软启动结束后切换至正常运行回路时，应先合正常运行回路接触器，再分软启动回路接触器，以避免电机在切换过程中受到二次电流冲击，对电机和正常运行回路元器件都可起到很好的保护作用。

2．4　软启动器的选择及参数设定
软启动器是一种智能型启动器，它通过大功率电力器件来控制启动时电动机的端电压，进而可实现多种启动功能，是一种减少电动机启动冲击电流、改善电动机启动性能的理想装置。一般情况下，根据电动机的负载情况（重载或轻载）、电机启动的频繁程度来选择软启动器，根据实际启动状况来选择、优化启动参数。本例中，考虑到凉水塔风机对启动转矩要求很大，并且是1台软启动器带多台电机启动的启动控制方式，故采用了容量大一级的软启动器。启动方式选择软启动，初始转矩设定为30％，启动时间设定为30 s。投入使用后，运行稳定良好，凉水塔风机的启动状况得到改善，达到了预期目标。

本文以山东沾化炜烨电厂锅炉补给水处理控制系统为例，论述了OMRONPLC在水处理领域的应用。对系统的硬件、软件结构及工作原理进行了说明，并且介绍了OMRONPLC的子程序调用结构和对模拟量信号处理的软件编程及在与人机界面通讯时的编程注意事项。运用表明，该系统能够满足电厂锅炉补给水处理的自动控制要求，并且具有、、控制性能好等优点。

主控单元采用C200HEPLC是OMRON公司的中小型PLC产品，方便实现扩展性优良的生产现场；它能进一步增强PC的基本功能，，方便的数据处理提高生产现场工作效率；CX-Programmer是OMRON开发的应用于C200HPLC的编程软件，运行在bbbbbbs2000操作系统中，在自动化工程各方面具有友好的用户功能。它致力生产现场情报化充实适应bbbbbbs的软件；它的单元品种齐全，对各种各样的机械设备实现控制。

1工艺简介

本例根据原水水质条件、锅炉汽水系统对补给水的水质要求，锅炉补给水处理系统流程为：原水→原水箱→原水泵→热交换器→多介质过滤器→活性炭过滤器→反渗透预脱盐系统→中间水箱→中间水泵→混和离子交换床→除盐水箱→除盐水泵→主厂房。另外包括过滤器反洗系统、混合离子交换床再生系统、加药系统等。字串1

原水箱用于贮存进入本系统的原水，其目的是为了调节进水流量的变化，防止进水波动影响到系统运行，保证系统的进水量及进水水质的稳定。

原水泵是为预处理系统提供充足的原水流量和压力。

热交换器的作用是使进水维持在一定的温度范围之内，以利于保反渗透系统出力的稳定。

多介质过滤器的作用是滤除原水带来的细小颗粒、悬浮物、胶体，物等杂质，以及经加药后形成的矾花，从而保其出水SDI（污染指数）≤4。

活性炭过滤器的作用是去除水中低分子物，游离氯，也能较少水中异味，色度和嗅味。

反渗透预脱盐系统利用反渗透膜的特性来除去水中绝大部分可溶性盐分，胶体，物及微生物。

中间水箱使反渗透产水侧承受较低的压力，避免反渗透膜受到背压而导致不可恢复的损坏，同时缓冲由于后级离子交换系统阀门切换时造成的压力波动，并可通过中间水箱的液位控制反渗透的启、停运行。

中间水泵的作用是为后续水处理系统提供稳定的压力和水量。

混和离子交换床的作用是将反渗透产水中留存的离子进一步去除。

除盐水箱用于贮存本系统的产水，其目的是为了保证锅炉供水水量的稳定。

除盐水泵的作用是为锅炉系统提供稳定的压力和水量。字串7

图1锅炉补给水处理流程

2控制系统配置及说明

2.1总体控制要求及功能

电厂锅炉补给水处理自控系统的要求是对水处理过程进行自动控制和自动调节，使处理后的水质指标达到要求的范围。在公司水处理控制室上位机发出指令时，将当前时刻运行过程中的主要工作参数（水质参数、流量、液位等）、运行状态及一定时间段内的主要工艺过程曲线等信息由现场上传到水处理控制室上位机。

功能如下：

控制操作：在水处理控制室能对被控设备进行在线实时控制。
显示功能：用图形实时地显示各现场被控设备的运行工况，以及现场的状态参数。
数据管理：依据不同运行参数的变化快慢和重要程度，建立生产历史数据库，存储生产原始数据，供统计分析使用。利用实时数据库和历史数据库中的数据进行比较和分析，得出一些有用的经验参数，有利于优化控制，并把一些必要的参数和结果显示到实时画面和报表中去。
报警功能：当某一模拟量（如流量、电导、水位等）测量值过给定范围或某一开关量（如电机启停、阀门开关）发生变位时，可根据不同的需要发出不同等级的报警。另外还可对PLC进行诊断报警。
打印功能：可以实现报表和趋势打印以及各种事件和报警实时打印。字串8

图2锅炉补给水处理控制系统配置

2.2PLC程序结构及实现

2.2.1本工程根据工艺特点，在PLC编程中采用子程序调用的形式，这样不仅程序可读性强，而且缩短PLC程序扫描周期。以反渗透除盐系统控制程序为例，根据工艺要求反渗透除盐系统控制程序包括反渗透装置阀门上位机软手操控制（ROSoftoperation），反渗透除盐系统备用控制（ROStandby），反渗透除盐系统运行控制（RORunning）和反渗透除盐系统冲洗控制（RORinse）。这四种工作状态在同一时刻是的，我们可将其做成子程序的方式，被反渗透程序（RO）调用。反渗透程序（RO）又和报警程序（Alarm）、泵控制程序（PumpControl）、模拟量处理程序（AD003Setting）、地址转换程序（IOConvert）、液位联锁程序（LevelInterlock）等作为子程序被控制主程序（MainProgram）调用，这样做大大缩短了PLC的扫描时间，而且控制思路清晰，程序可读性强。操作人员只需在上位机上发出简单的指令如，软手操请求、运行请求、冲洗请求等，控制程序即可按照工艺要求步骤对现场设备进行控制。

图3控制系统部分人机界面


图4PLC程序结构图

对于OMRONPLCC200HE控制器的编程软件CX-Programmer来说，通过简单的指令既可以实现子程序调用。例如：字串1

在控制主程序中写入下面的指令，用来调用“0”号子程序：


在“0”号子程序中的端写入下面的指令：


在“0”号子程序中的末端写入下面的指令：


这样就完成了主程序对子程序的调用和子程序的返回。

本工程使用的模拟量输入模块是OMRON的AD003，该模块的实际使用通道数和模拟量电信号类型可以通过PLC指令灵活配置。本例中每个模拟量输入模块所包含的8个通道均配置成使用状态，模拟量电信号类型配置成4~20mA。在模拟量处理程序（AD003Setting）中写入的指令如下：


对于OMRONC200HEPLC的模拟量输入模块AD003来说，当来自仪表的4~20mA信号不在4~20mA范围内（零点或出量程）时，AD003模块会将现场模拟量值转换成大于1000（16位的二进制数）的数值，相应在上位机上会显示该模拟量的满量程值。造成显示错误，引起操作人员误解。为了避免这种现象发生，我们需要在程序中去除出范围（小于0000(4mA)和大于1000(20mA)）的干扰信号。具体指令如下：


对于OMRONPLC与上位机交换的地址，建议将其放在控制主程序中，转成HR保持数据区格式。

3结语

此控制系统运行系统稳定、。大地提高了劳动生产率，该系统有效地解决了生产中的很多问题，如减少了生产过程中的突发故障，缩短了生产准备时间和抢修时间，减少了工人的劳动强度，为电厂锅炉补给水处理创造了可观的经济效益和社会效益，达到了节能、降耗的目的。