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摘要：现阶段，社会各界对热电厂的发电规模、质量、环保节能等方面都提出了越来越高的要求，热电厂生产所需用水主要来自自然环境，然而这些水体往往存在很多杂质，这些杂质一旦进入到热电厂的锅炉系统中，将会对设备的耗能、使用寿命带来严重影响，并增加安全隐患，同时废水过量排放，也不符合当前的环保要求。因此对热电厂化学水进行科学处理也应是作为热电厂的重点工作内容之一。基于此本文就结合实例，以plc等现代自动化科技手段作为切入点，对基于PLC技术的热电厂化学水处理系统的构建及应用展开探讨。
关键词：PLC；热电厂；化学水；水处理系统；应用
国内某热电厂原水处理系统主要是采用传统模拟屏的形式进行监控，此种系统的自动化低，难以提高应用效率[1]。基于此，该单位决定对化学水处理系统进行技术升级，以西门子PLC作为新系统的控制主体，实现基于程序化、自动化的全过程高效控制。以下本文就该单位结合实例，对基于PLC技术的热电厂化学水处理系统的构建及应用展开探讨，具体如下。
一.水处理系统概况
该热电厂的化学水处理系统主要分成两套设备机组，每套机组都是包括过滤器、阳床、阴床、混床各一台，以及一些相关辅助系统。通常情况下由其中一组进行制水、另一种负责冲洗及再生，也可同时制水，每套设备组的最大制水能力均为每小时60吨。
二. PLC在热电厂化学水处理系统中的应用
（一）应用方案
从最佳性价比的角度决定以西门子生产的S7-300型号的PLC作为水处理系统控制设备的核心。结合该热电厂的水处理系统设置，决定购置4台PLC，分别负责各组的过滤器、阳床、混床以及阴床。操作人员通过盘面操作以及现场开关的信号输出实现温度、水位以及差压的控制。
（二）PLC控制系统的硬件配置
如前文所述，本系统共设置4台PLC，每台PLC包括CPU、电源、基本功能单元、扩展单元、直流电输入与继电器输入等几个主要模块所构成。以一台编程器负责4台PLC的编程控制，同时各PLC都预留了扩充空槽、总线口等配置。
此种硬件配置的可靠性高，同时因省去了中间接口，有效降低了成本。同时集成了电位器、计数器以及集成电位器等，实现了高集成功能，并通过标准的总线接口实现传承分布控制。在编程方面，可兼容多种编程语言，并具有良好的可扩展性。
（三）PLC控制系统的软件编程
1.程序编制原则
因每台PLC所负责管控的水系统设备不同，具体的程序编制及运行方式也存在差异，负责两台过滤器管控的plc其编程主要是实现制水运行、冲洗、停运等方式。负责阳床、阴床的PLC其编程则主要是在实现制水运行的基础上，加入大小反洗再生等操作[2]。而负责混床的OLC主要是通过编程实现制水运行、再生等操作。因此不同机床的软件程序的内容以及实现的操作都是不同的，此外每台PLC负责同时两套设备组的某一设备，因此对于不同设备组的软件编程也同样存在差异，需要分别编程，同时编程也存在一定联系，还要避免冲突。
1.软件编制
为明确PLC系统在热电厂化学水处理过程中的软件程序结构，首先以阳床为例。阳床在运行时，先要进行制水，一段时间后进行阳离子交换，并进行大反洗再生[3]。运行操作可通过PLC控制系统亦可以由操作人员根据经验自行掌握，根据程序编制控制不同操作环节的开关，但如果操作人员在现场控制的话，当人员进行现场开关操作时，则会立即中断程序操作，直接停运。
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1.1根据预先编制的程序，当接通电源，接通启动指令后，自动执行，如果断开操作指令或断电，则停止操作，重新操作可选择返回起始点从头操作，也可接在上次停运的状态继续操作。
1.2主干控制程序以阳床控制程序为例，PLC 程序由1号阳床制水运行程序块、1 号阳床小反洗再生程序块、1号阳床大反洗再生程序块、1 号阳床停备程序块、2 号阳床制水运行程序块、2 号阳床小反洗再生程序块、2 号阳床大反洗再生程序块、2 号阳床停备程序块组成。每个程序块都按工艺步序一步步地顺序执行，每一步按工艺要求启动相应设备，完成相应动作。每一步开始工作时，就闭锁当前步的步进条件，使当前步的工作不受当前步工作条件变动的影响;每一步结束工作时，就开通下一步的步进条件。这样，PLC 就严格按照这种步进工作方式，有条不紊地自动控制水处理工艺流程的进行。按此法编制的程序步序清晰，便于理解，易于修改，有效地提高了PLC 系统的可靠性。
三.PLC系统应用过程中的操作问题及处理
通过静态模拟调试后的程序，并不能直接用于现场。在现场调试中，面对不断出现的实际问题，为了保证程序的实用性和可靠性，使之能经受各种意外场合的严峻考验，在软件上还要做大量的修改和完善。现举几例说明:
（一）初始化程序
原来编制的初始化程序在上电后即进行初始化，这样就不可避免地将小反洗再生所需的掉电保护计数器也一并清零，满足不了工艺要求[4]。后来改成:PLC 上电不进行初始化操作，在停备状态时，对除上述计数器外的所有内部设备进行初始化操作。
（二）对公用设备的控制
在各台PLC 之间或每台PLC 内部的各个程序块之间，经常出现同时控制同一台设备的情况，若在程序中不加处理，势必互相冲突，造成设备的损坏。后将程序修改成:两者中至少有一者需要启动某公用设备，设备就启动;而仅当两者都要求关断该设备，设备才关断。
（三） 防外部信号波动的处理
在现场试运行中，曾把除盐水箱水位高作为制水运行时的外部停备条件， 在制水运行过程中出现这一信号，PLC 自动转入停备状态，关断所有输出。有一次，发现该信号出现后，PLC 却在停备和制水运行两个状态中来回跳动，外部设备时而关断、时而开启，次数频繁，长时间后势必损坏设备[5-6]。经过分析，终于找到原因:除盐水箱水位在高位附近，由于水面的波动，造成了该信号的波动，而程序在接收到该信号后并未对此进行闭锁，故而造成了程序的波动。经在程序中插入一个内部常闭接点，当程序接收到该信号并开始执行停备步序时，马上断开这个内部常闭接点，从而防止了该信号波动对程序的影响。此后，类似的情况再未发生。
四.结束语
PLC系统能够有效实现热电厂化学水处理的自动化、程序化控制，有效控制废水量，降低杂质污染，提升控制效率。综上所述，本文首先对某热电厂的水处理系统进行概述，结合实际梳理了PLC在在热电厂化学水处理系统中的应用方案，并分别从硬件配置、软件编程等角度对系统的构建及功能实现进行阐述，最后对PLC系统应用过程中的操作问题及处理进行分析，希望能为相关人士提供些许参考。
参考文献
[1]王建华. AB PLC-5程控系统在热电厂化学水处理中的应用[J]. 工业控制计算机,2011,07:18-19+21.
[2]李猛. PLC系统在污水处理装置上的应用[J]. 石油化工自动化,2011,04:30-33.
[3]张丽娜. 探讨PLC控制系统在热电厂中的应用[J]. 河南科技,2013,19:118+124.
[4]张开贺. 小型PLC控制系统在化学水处理系统的中运用[J]. 山东工业技术,2015,02:161.
[5]张岩. 古交电厂化学水处理系统分析及膜技术运用[J]. 山西焦煤科技,2015,S1:97-98+101.
[6]王仁书,白焰,汪凤珠,赵坚钧,王勤和. 无线监控系统在电站化学水处理超滤系统中的应用[J]. 中国电力,2012,07:84-88.
论文作者:龙永树
论文发表刊物:《基层建设》2016年5期
论文发表时间:2016/6/28
标签：热电厂论文; 程序论文; 水处理论文; 操作论文; 系统论文; 设备论文; 化学论文; 《基层建设》2016年5期论文;