摘要：除盐水生产系统是核电站重要的组成部分，所生产的除盐水分别送往核岛和常规岛，对该系统进行PLC自动控制可以有效提高生产效率。本文对PLC控制系统的构成进行全面的叙述，并对控制系统的主要功能的实现展开探讨。
关键词：PLC控制器；除盐生产；核电站
核电站的除盐水生产系统可以对来自淡水厂的生产用水进行处理，从而形成满足核电站使用的不同PH值的盐水，应该保证一种盐水的PH为7，另一种PH值达到9。除盐水生产系统作为保证核电站正常运行的辅助系统，生产处理工艺涉及到设备以及需要监控的对象种类繁多，处理工艺较为复杂，联锁以及步序控制要求高。依据原水性质以及除盐水质条件不同，核电站采取的除盐水生产艺也会存在着较大的差别，本文主要对核电站除盐水生产系统采用PLC进行工艺控制展开探讨。
1 PLC控制系统的构成
1.1 核电站除盐水生产控制系统设计原则
控制系统应该按着数据资源共享、进行集中管理和分散控制的设计原则，对生产工艺运行参数进行监测和采集，实时监测生产设备的运行情况，对生产数据的参数自动进行调节，对生产设备进行自动化控制。上位机监测控制系统、控制主站点以及数据通讯网络对核电厂进行实时的管控。PLC是为了解决工业控制而开发的控制器，具有很强的抗干扰能力，可靠性好，控制功能齐全，可以灵活的组建控制系统，具有很好的扩展性，程序编写比较简便，占用的体积较小，运行时的功耗较低，可以满足多种运行环境。
1.2 控制系统的硬件组成
核电站除盐水生产控制系统主要采集的运行参数为水质参数、液位、压力、流量、阀门的开度等，还可以监测电气设备的运行情况。用于控制电站里的各种气动阀门、供水泵、风机和变频泵等。除盐水生产系统的组成较为复杂，但是对于核电站的正常生产起到了重要的作用，系统利用上位机和PLC进行控制，系统内的各元件应该具有很好的可靠性和稳定性，上位机采用性能先进的工业控制计算机，采用双机互备的方式，把其作为操作和监测站，对多种品牌的PLC进行性能筛选，选用性能先进的PLC，同时配备热备处理器，采用双电缆的配置方式，完成与远程数模接口的连接。采有双机架、双CPU处理器、双通讯系统和双电源，保证系统可以满足盐水生产系统的可靠性要求。PLC控制系统设置冗余网络地址，可以在热备系统保证下实现自由切换，不管那个PLC控制器被切换作为主机进行控制，主、备机之间的网络地址可以有效进行切换，并保持地址不变。热备系统的数据通信则应用100兆光纤线路，与CPU控制器的光纤接口进行连接，从而提高数据交换和传输的效率，热备的切换时间应该保证在一个扫描周期内，单个处理器出现故障不会对盐水生产系统造成影响。
控制系统的设计应该充分了解盐水生产流程的要求，经过仔细分析的确定出PLC控制系统的点数配置情况，并保证每个类型的信号通道都有不少于20%的余量，模拟量的输入/输出模块都具备光电隔离，可以保证信号的转换可靠性，保证系统安全运行，模拟量采用4-20mA标准电流信号，开关量利用DC24V的中间继电器把外部的信号和PLC控制器进地隔离，防止系统外部串入高压信号而烧坏电路板。
除盐水控制室内安装有操作台以及PLC控制机柜、电源柜。上位工控机以及打印机安装在操作台上，PLC控制器、主、从机以及网络交换机安装在控制柜内部，1-3号扩展机架分别装入柜体内部。
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1.3 控制系统软件
上位机采用的操作系统为微软公司提供的WindowsNT，可以在内部安装办公软件，而控制系统的监控软件则采用SCADA，该软件广泛应用于多种控制行业，可以实现较好人机互动，比如，通过人工方式输入运行控制参数、也可以设计程序较为复杂的SCADA控制任务，比如对数据进行批处理、分布式报警等功能，有着很好的扩展性能，可以对运行数据进行分析处理，以丰富、直观的图表来显示数据的变化情况，除盐水生产控制系统的关键设备运行情况、工艺流程执行到那个环节都可以实时进行显示，并对故障进行报警，方便维护管理人员高效的找到故障位置。
下位机PLC编程则采用标准的梯形图语言，也可以把梯形图直接转化为程序代码，编程软件设计有指令表、数据块、系统块和通信设置多个功能单元，可以方便在下位机系统中设计好配方单，同时还具备PID控制指令，可以实现对运行设备的闭环控制。
2 控制系统的主要功能
2.1 运行数据的采集和执行设备的控制功能
自动控制系统的设计应该结合核电站除盐水生产系统的工艺控制要求，对多种电气设备实现自动控制，对生产系统的运行参数进行采集，实时监测电气设备的运行状态。由于除盐水电气控制设备以及监测仪表布置的较为集中，上位机以及PLC控制柜都安装在厂房内的监控制内部，对于控制设备可以采取就地和中央两套控制方法。
所谓的就地控制方式，也就是在受控设备的工作现场安装控制箱，或者在控制柜面板上的“就地/远程”选择开关旋到“就地”位置，利用现场控制箱或者控制柜上的操作按钮实现启停控制，采用该种控制方式可以为设备调试和后期的维护管理提供便利，防止自动控制系统出现故障导致的设备无法运行
中央控制方式也就是指，在现场控制箱或者控制柜的“就地/远程”选择开关旋到“远程”位置，监控室的工作人员利用上位机把除盐水生产设置成自动控制状态，也可以根据实际情况把单个生产流程调为手动状态，实现对某个设备的手动控制，此种控制方式可以让工作人员在监控制内便可实现对生产的远程控制。
2.2 画面的显示功能
上位机可以对核电站除盐水生产系统实现全面的监控，人机界面设计符合人性化需求，可生产工艺的整套流程直接显示出来，并同时设置有运行报警界面，根据生产的实际需要可以方便的输入工艺参数，把数据的运行曲线呈现给工作人员，方便掌握生产运行情况，可以根据工作需要调用历史报表并打印。因为除盐水生产工艺较为复杂，工艺流程界面设计为多画面的方式，每个界面都可以把生产装置以及设备的运行情况实现动态展示，工艺控制参数的设定需要不同的管理权限，只有输入正确的口令才能进入到下一级的操作。
2.3 报警功能
除盐水生产系统中的运行数据超过设定值、设备运行故障就会在上位机中提示相应的报警信息，或者故障信息，PLC控制系统的运行故障也会及时在人机界面中进行报警提示，报警数据会形成多条历史记录，为工作人员调用和查找提供便利。
可以自动组建运行数据库，对设定的工艺参数进行保存，各类控制设备的运行情况、报警和故障数据记录都会自动存储，根据系统的运行情况生成各类曲线，可以方便工程技术人员对运行曲线进行分析，从而制定出更加完善的控制方案，从而提升除盐水生产系统的工作效率。
2.4 报表打印功能
根据除盐水生产系统的管理需求，可以按日期调用各项生产运行数据，可以按年、月、日以及值班人员姓名形成数据报表和生产工艺曲线，并进行打印输出。
3 结束语
综上所述，核电站除盐水生产系统采用PLC控制稍系统，可以使生产运行数据达到设计要求，保证系统处于稳定状态，保证各种设备的安全，实现核电站的平稳运行，减少工作人员的劳动强度，生产效率进一步提升，生产所需的各项费用支出明显减少，实现了核电站的科学管理，
参考文献：
[1]戴春林.西门子S7-400PLC在昌江核电站除盐水的应用[J].科技信息，2011（05）：540-541.
[2]李晓明.基于RCM的核电站维修优化研究与应用[D].华中科技大学，2005.
论文作者:朱瑞理,姜姣姣
论文发表刊物:《电力设备》2018年第34期
论文发表时间:2019/5/20
标签：盐水论文; 核电站论文; 系统论文; 控制系统论文; 数据论文; 上位论文; 设备论文; 《电力设备》2018年第34期论文;