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【摘 要】本文主要以热电厂水处理工艺为对象，以满足生产工艺要求，保证系统安全、准确、可靠运行为准则，并通过科学的方法与现代化的手段，完成了对整个水处理控制系统的设计与实现。
【关键词】水处理；PLC；控制系统；组态
火力发电厂水汽循环系统热力发电厂是依靠水作为传递能量的介质进行发电， 也是依靠水作为冷却介质来完成热量交换工作， 因此， 水在热力发电厂中起着重要的作用。水在火力发电厂的生产过程中担负着传递能量和冷却介质的作用，我国大多数热电厂的水处理工艺技术比较落后。因此，设计一种能够连续稳定运行，自动化程度高的水处理控制系统是当务之急。
一.系统构架
通常情况下，热电厂的水处理工艺流程大致由以下几大部分组成：预处理、预脱盐系统、深度脱盐系统、加药系统等。某热电厂水处理工艺流程如图1所示：
图1 系统工艺流程图
根据水处理工艺的实际现状，该水处理系统主要包括七套多介质过滤器、六套超滤系统、三套反渗透系统、阴（阳）床和加药系统。各分系统的仪表包括压力、流量、差压、温度和液位等常规仪表，以及导电度、硅浓度、浊度、PH值和氧化还原电位等。在整个水处理工艺流程中，需要通过PLC控制的区域包括：多介质过滤器单元、超滤系统、反渗透系统以及加药系统。
二.控制系统硬件设计
（一） 硬件设计的主要内容。在这一阶段，设计人员需要根据总体方案完成电气控制原理图、连接图、元件布置图等基本图样的设计工作。在此基础上，应汇编完整的电器元件目录与配套件清单，提供给采购供应部门购买相关的组成部件。同时，根据PLC的安装要求与用户的环境条件，结合所设计的电气原理图与连接、布置图，完成用于安装以上电器元件的控制柜、操纵台等零部件的设计。设计完成后，将全部图样与外购器件、标准件等汇编成统一的基本件、外购件、标准件明细表（目录），提供给生产、供应部门组织生产与采购。一般来说，以PLC作为主体控制系统，根据不同的应用场合，可选择如下四种基本的控制类型：单机控制、集中控制系统、远程v0控制系统和分布式控制系统。水处理的工艺设备比较多，种类繁杂，而且它们分布相对分散，大部分设备都是远离控制室的PLC主体。因此，我们确定本控制系统类型为远程v0控制系统。
（二） 控制系统硬件配置。PLC控制系统主要由上位机操作站、下位机PLC站和现场设备三大部分组成。因此，控制系统的硬件配置主要包括上位机（包括以太网交换机）、PLC型号、v0模块型号、数量等的选择。
（三）主回路与控制回路的设计。在电气控制系统中，习惯将高压、大电流的回路称为主回路。在常见的PLC控制系统中，主回路通常包括电机主回路、动力驱动装置的电源回路与动力回路以及控制系统各部分主电源的输入与控制回路等。控制回路，是指继电器、接触器等低压电器的强电控制回路。控制回路一般有AC220V（ AC230V）与DC24V两种。本控制系统中的主回路主要是指三相交流电动机动力驱动装置的主回路。根据电动机额定功率的不同，分为30KW及以上和30KW以下两大类电动机。本文以30KW及以上电动机为例设计它的主回路与控制回路。
额定功率为30KW及以上的电动机，由于功率较大，启动时会产生较大的启动电流。而且，当出现过载、堵转、过压、欠压、轻载、断相，三相不平衡、接地等问题时，也需要对电动机进行相应的保护措施，防止电动机被烧坏等。
三. 控制系统部分软件设计
我们使用编程软件STEP7进行软件的设计。STEP7是一种用于对SIMATIC可编程逻辑控制器进行组态和编程的标准软件包。它用于西门子系列工控产品包括SIMATIC S7， M7， C7和基于PC的WinAC，是供它们编程、监控和参数设置的标准工具，是SIMATIC工业软件的重要组成部分。
本控制系统中，主要的控制设备是阀门和电机。其中的阀门又分为双控气动阀门、独立阀门和电动慢开阀门；电机则分为单控电机和双控电机。单控电机主要是指加药系统中的加药计量泵所用到的电机，除此之外，例如中间水泵、反洗泵和高压泵等都是双控电机。由于同种设备具有相同的特性，因此，可以针对不同的设备，编写属于它们自己功能块。此外，本系统要求对流量等模拟量进行处理和监控，所以需要编写累计流量功能块。最后，由于过滤器运行的每一步序都有严格的时间要求，因此需要编写时间显示功能块。通过调用这些功能块即可完成整个程序的编写。这样，不仅简化了程序，而且提高了整个编程的效率。
四.结束语
本文將热电厂水处理技术、自动化技术、计算机网络及软件技术等有机地结合起来，构成一个完整的控制系统，使热电厂水处理控制系统具有很强的实用性和相当长时间内的先进性。减轻劳动强度， 提高劳动效率。投入程控系统， 运行人员明显减少， 运行值班条件得到明显改善。
参考文献：
[1]聂志刚.工业控制系统的现状.科技广场，2007，5.242-243
[2]毛建东.电厂水处理监控系统及其智能控制的研究 西安建筑科技大学2004
[3]商高平.炼油厂水处理控制系统开发研究.西安：西安电子科技大学，2006
[4]聂志刚：工业控制系统的现状.科技广场，2007，5 ， 242 – 243。
[5]杨一才，唐学媛〔工业控制系统发展新技术.机床电器，2007 ，1 ，5-8。
作者简介：乔玉新，（1984-），女，山东济南人，烟台南山学院 助教 研究方向：自动化教学
【关键词】水处理；PLC；控制系统；组态
火力发电厂水汽循环系统热力发电厂是依靠水作为传递能量的介质进行发电， 也是依靠水作为冷却介质来完成热量交换工作， 因此， 水在热力发电厂中起着重要的作用。水在火力发电厂的生产过程中担负着传递能量和冷却介质的作用，我国大多数热电厂的水处理工艺技术比较落后。因此，设计一种能够连续稳定运行，自动化程度高的水处理控制系统是当务之急。
一.系统构架
通常情况下，热电厂的水处理工艺流程大致由以下几大部分组成：预处理、预脱盐系统、深度脱盐系统、加药系统等。某热电厂水处理工艺流程如图1所示：
图1 系统工艺流程图
根据水处理工艺的实际现状，该水处理系统主要包括七套多介质过滤器、六套超滤系统、三套反渗透系统、阴（阳）床和加药系统。各分系统的仪表包括压力、流量、差压、温度和液位等常规仪表，以及导电度、硅浓度、浊度、PH值和氧化还原电位等。在整个水处理工艺流程中，需要通过PLC控制的区域包括：多介质过滤器单元、超滤系统、反渗透系统以及加药系统。
二.控制系统硬件设计
（一） 硬件设计的主要内容。在这一阶段，设计人员需要根据总体方案完成电气控制原理图、连接图、元件布置图等基本图样的设计工作。在此基础上，应汇编完整的电器元件目录与配套件清单，提供给采购供应部门购买相关的组成部件。同时，根据PLC的安装要求与用户的环境条件，结合所设计的电气原理图与连接、布置图，完成用于安装以上电器元件的控制柜、操纵台等零部件的设计。设计完成后，将全部图样与外购器件、标准件等汇编成统一的基本件、外购件、标准件明细表（目录），提供给生产、供应部门组织生产与采购。一般来说，以PLC作为主体控制系统，根据不同的应用场合，可选择如下四种基本的控制类型：单机控制、集中控制系统、远程v0控制系统和分布式控制系统。水处理的工艺设备比较多，种类繁杂，而且它们分布相对分散，大部分设备都是远离控制室的PLC主体。因此，我们确定本控制系统类型为远程v0控制系统。
（二） 控制系统硬件配置。PLC控制系统主要由上位机操作站、下位机PLC站和现场设备三大部分组成。因此，控制系统的硬件配置主要包括上位机（包括以太网交换机）、PLC型号、v0模块型号、数量等的选择。
（三）主回路与控制回路的设计。在电气控制系统中，习惯将高压、大电流的回路称为主回路。在常见的PLC控制系统中，主回路通常包括电机主回路、动力驱动装置的电源回路与动力回路以及控制系统各部分主电源的输入与控制回路等。控制回路，是指继电器、接触器等低压电器的强电控制回路。控制回路一般有AC220V（ AC230V）与DC24V两种。本控制系统中的主回路主要是指三相交流电动机动力驱动装置的主回路。根据电动机额定功率的不同，分为30KW及以上和30KW以下两大类电动机。本文以30KW及以上电动机为例设计它的主回路与控制回路。
额定功率为30KW及以上的电动机，由于功率较大，启动时会产生较大的启动电流。而且，当出现过载、堵转、过压、欠压、轻载、断相，三相不平衡、接地等问题时，也需要对电动机进行相应的保护措施，防止电动机被烧坏等。
三. 控制系统部分软件设计
我们使用编程软件STEP7进行软件的设计。STEP7是一种用于对SIMATIC可编程逻辑控制器进行组态和编程的标准软件包。它用于西门子系列工控产品包括SIMATIC S7， M7， C7和基于PC的WinAC，是供它们编程、监控和参数设置的标准工具，是SIMATIC工业软件的重要组成部分。
本控制系统中，主要的控制设备是阀门和电机。其中的阀门又分为双控气动阀门、独立阀门和电动慢开阀门；电机则分为单控电机和双控电机。单控电机主要是指加药系统中的加药计量泵所用到的电机，除此之外，例如中间水泵、反洗泵和高压泵等都是双控电机。由于同种设备具有相同的特性，因此，可以针对不同的设备，编写属于它们自己功能块。此外，本系统要求对流量等模拟量进行处理和监控，所以需要编写累计流量功能块。最后，由于过滤器运行的每一步序都有严格的时间要求，因此需要编写时间显示功能块。通过调用这些功能块即可完成整个程序的编写。这样，不仅简化了程序，而且提高了整个编程的效率。
四.结束语
本文將热电厂水处理技术、自动化技术、计算机网络及软件技术等有机地结合起来，构成一个完整的控制系统，使热电厂水处理控制系统具有很强的实用性和相当长时间内的先进性。减轻劳动强度， 提高劳动效率。投入程控系统， 运行人员明显减少， 运行值班条件得到明显改善。
参考文献：
[1]聂志刚.工业控制系统的现状.科技广场，2007，5.242-243
[2]毛建东.电厂水处理监控系统及其智能控制的研究 西安建筑科技大学2004
[3]商高平.炼油厂水处理控制系统开发研究.西安：西安电子科技大学，2006
[4]聂志刚：工业控制系统的现状.科技广场，2007，5 ， 242 – 243。
[5]杨一才，唐学媛〔工业控制系统发展新技术.机床电器，2007 ，1 ，5-8。
作者简介：乔玉新，（1984-），女，山东济南人，烟台南山学院 助教 研究方向：自动化教学