智能制造網(wǎng)APP
智能制造網(wǎng)手機站
智能制造網(wǎng)小程序
智能制造網(wǎng)官微
智能制造網(wǎng)服務(wù)號
直播推薦
回放
回放
企業(yè)動態(tài)
- 京東工業(yè)與世達工具深化戰(zhàn)略合作 聯(lián)手推動專業(yè)工具行業(yè)數(shù)智供應(yīng)鏈升級
- 舒瑞普中國卓越中心暨蘇州新工廠開業(yè)典禮圓滿落成
- 華測儀器中標華北電力大學綜合介電分析儀采購項目
- 商用中央空調(diào)的節(jié)能首選：海爾磁氣懸浮中央空調(diào)
- igus推出人形機器人Iggy Rob，售價不到50000歐元
- 從“制造”到“智造”，落地新質(zhì)生產(chǎn)力的關(guān)鍵
- 安科瑞為“531”后新能源資產(chǎn)持續(xù)增值提供解決方案
- 國產(chǎn)設(shè)備再獲科研領(lǐng)域認可 華測儀器中標50kV高壓功率放大器項目
推薦展會
摘要：本文介紹了電廠化學水處理系統(tǒng)自動化控制的實現(xiàn)。結(jié)合現(xiàn)場總線技術(shù)和工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)，信息層使用工業(yè)以太網(wǎng)，控制層使用MODBUS現(xiàn)場總線，完成了基于現(xiàn)場總線和工業(yè)以太網(wǎng)的自動化監(jiān)控和管理功能。
1 引言
近幾年隨著我國經(jīng)濟建設(shè)的快速發(fā)展，在能源供應(yīng)上很多地區(qū)都出現(xiàn)電力資源緊缺的狀況，因此許多電廠紛紛進行新建或擴建改造。深圳西部電廠原有4臺（#1—#4）300MW 機組，為提高發(fā)電能力又續(xù)建#5、#6機組（2×300MW）。西部電廠原有兩列化學水處理系統(tǒng)，續(xù)建工程的化學水處理系統(tǒng)擴建一列100~140m3/h化學除鹽系統(tǒng)，其余設(shè)備與已有化學水處理系統(tǒng)共用。原有化學水處理系統(tǒng)使用傳統(tǒng)的模擬屏方式進行監(jiān)控，自動化水平不高并且效率很低。續(xù)建2臺機組后，廢除原有化學水處理系統(tǒng)的控制系統(tǒng)，將原有化學水處理系統(tǒng)和擴建的一列化學水處理系統(tǒng)統(tǒng)一采用一套冗余PLC控制系統(tǒng)進行集中控制。
2 化學水處理系統(tǒng)工藝流程
2.1.化學水處理系統(tǒng)流程
原有化學水處理系統(tǒng)流程為：自來水→蓄水池→升壓泵→活性炭過濾器→陽離子交換器→除二氧化碳器→中間水箱→中間水泵→陰離子交換器→混合離子交換器→除鹽水箱→除鹽水泵。通過對現(xiàn)有系統(tǒng)運行狀況的現(xiàn)場調(diào)查和對水質(zhì)分析報告分析，自來水中的懸浮物含量較高，嚴重地污染了活性炭和離子交換樹脂。因此，續(xù)建工程增加3臺纖維過濾器對自來水進行深度過濾處理。
續(xù)建化學水處理系統(tǒng)流程為：自來水→蓄水池→升壓泵→纖維過濾器→活性炭過濾器→陽離子交換器→除二氧化碳器→中間水箱→中間水泵→陰離子交換器→混合離子交換器→除鹽水箱→除鹽水泵。
2.2. 續(xù)建工程與原有系統(tǒng)的連接及運行方式
原有120t/h出力的一級除鹽+混床設(shè)備2列，續(xù)建工程僅再擴建1列出力為120t/h的同樣設(shè)備。除鹽水泵、再生水泵、壓縮空氣系統(tǒng)、酸堿再生系統(tǒng)和廢液處理系統(tǒng)與原有系統(tǒng)共用。
3臺過濾器采用并聯(lián)運行方式，正常工況2臺運行，1臺備用。過濾器不僅對續(xù)建工程所需的自來水進行預(yù)處理，而且對原有系統(tǒng)的自來水也進行預(yù)處理。
2臺活性炭過濾器和一級除鹽設(shè)備構(gòu)成一個系列，采用串聯(lián)運行方式，正常工況2列運行，一列備用。其中每系列的2臺活性炭過濾器，當水質(zhì)好時1臺運行（去除游離余氯），1臺備用；當進水水質(zhì)惡化時2臺同時運行（去除有機物）。
混床采用并聯(lián)，正常工況2臺運行，1臺備用。
3套一級除鹽單元與3臺混床之間設(shè)有切換閥門，受已有系統(tǒng)的限制，僅#1一級除鹽設(shè)備和#1混床與#2一級除鹽設(shè)備和#2混床可以同時交叉運行，#1一級除鹽設(shè)備和#1混床與#3一級除鹽設(shè)備和#3混床可以同時交叉運行。機組啟動時，上述3列設(shè)備同時投入運行，滿足zui大的補給水量。
3 系統(tǒng)配置
系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖
系統(tǒng)由兩臺上位計算機和一套冗余PLC系統(tǒng)構(gòu)成。上位計算機系統(tǒng)采用工業(yè)級計算機構(gòu)成功能強大的監(jiān)測與控制系統(tǒng)，計算機上安裝Inlutiong公司的FIX7.0工業(yè)監(jiān)測與控制系統(tǒng)軟件，通過合理的系統(tǒng)設(shè)計和系統(tǒng)組態(tài)，實現(xiàn)對整個化學水處理工藝流程的動態(tài)監(jiān)視和控制。通過上位計算機系統(tǒng)和強大的工業(yè)控制傳輸網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)對整個生產(chǎn)工藝工程的自動化管理和控制。
PLC選用德維森公司PPC11冗余控制器，控制系統(tǒng)采用雙機熱備冗余方式，通過遠程I/O的方式連接現(xiàn)場需要監(jiān)測與控制的點，遠程I/O由通訊處理器和PPC11系列I/O模塊組成。冗余的主控制站可以保證系統(tǒng)的停機維護時間為零，zui大限度的減少人對系統(tǒng)的干預(yù)。主控制系統(tǒng)熱備系統(tǒng)和遠程I/O控制站之間采用高性能的工業(yè)以太網(wǎng)總線傳輸網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)信息的可靠、安全、穩(wěn)定的傳輸。
上位計算機系統(tǒng)安裝與PLC控制單元之間采用工業(yè)以太網(wǎng)傳輸網(wǎng)絡(luò)。以太網(wǎng)屬標準，工業(yè)以太網(wǎng)已達到高傳輸安全性和可靠性要求，現(xiàn)已廣泛用于程序維護、向MIS和MES系統(tǒng)傳遞工廠數(shù)據(jù)、監(jiān)控、連接人機界面、記錄事件和告警。工業(yè)以太網(wǎng)具有高傳輸速率（目前達到100M）、集線器技術(shù)的確定性、不需考慮網(wǎng)絡(luò)的拓撲結(jié)構(gòu)、傳輸物理介質(zhì)多樣（雙絞線、光纖、同軸電纜）、集線器的應(yīng)用可不考慮網(wǎng)絡(luò)的擴展等優(yōu)點。
通過以太網(wǎng)絡(luò)將上位計算機系統(tǒng)和現(xiàn)場監(jiān)測與控制點緊密的結(jié)合為一個整體，構(gòu)成一個完整的系統(tǒng)。在這樣高速傳輸網(wǎng)絡(luò)上，可以很方便的利用PLC系統(tǒng)所*的功能，實現(xiàn)對整個控制系統(tǒng)的計算機在線遠程診斷功能。
4 控制功能
水處理系統(tǒng)所有控制閥采用就地和遠程控制方式，即使在程控系統(tǒng)*故障的情況下還可以通過就地控制實現(xiàn)手動制水，保證機組鍋爐的可靠用水?？刂葡渖线x用3位選擇開關(guān)，分別為就地開、就地關(guān)、遠程控制。選擇遠程控制時，控制閥由操作員在操作站上控制。操作員可以在操作站對控制閥進行狀態(tài)監(jiān)視和動作控制，對控制閥的控制可分選擇自動和手動方式。在自動方式時控制閥受PLC邏輯程序控制，在手動方式時控制閥由操作員直接在操作界面上點擊控制。
操作界面圖例
一級除鹽設(shè)備的投運和再生由PLC實現(xiàn)自動控制，也可通過鍵盤和鼠標在控制室內(nèi)的操作站上進行遠方操作。一級除鹽設(shè)備的出水導(dǎo)電率超過規(guī)定值或周期制水量達規(guī)定值時，自動解列并報警，然后自動投入再生程序?；旌想x子交換器的投運和再生由PLC實現(xiàn)自動控制，或者通過鍵盤和鼠標進行遠方操作。當混合離子交換器出水導(dǎo)
電率和二氧化硅超過規(guī)定值，或周期制水量達規(guī)定值時，自動解列并報警，然后自動投入再生程序。過濾器和活性碳過濾器由PLC實現(xiàn)自動控制，也可采用鍵盤和鼠標在控制室內(nèi)的操作站上進行遠方操作。當其進出口壓差超過規(guī)定值，或周期制水量達規(guī)定值時，自動解列并報警，然后自動投入反洗程序。以上操作以前都由操作人員執(zhí)行，執(zhí)行新系統(tǒng)后上述操作都可以不需要操作人員干預(yù)。
中間水箱水位由PLC實現(xiàn)自動控制（通過調(diào)節(jié)陽床入口調(diào)節(jié)閥），使一級除鹽系統(tǒng)投運時中間水箱水位穩(wěn)定在正常位置。中間水泵啟停與中間水位聯(lián)鎖，低液位啟泵、高液位停泵，保證中間水泵的安全使用。
閥門、泵等的控制狀態(tài)顯示，自動／手動／就地操作和選擇聯(lián)鎖。系統(tǒng)所有流量、壓力可在操作界面上實時監(jiān)視，原水流量、陰床出口流量、混床出口流量顯示積算并作歷史紀錄，可分別查看一級除鹽、混床再生制水量。
系統(tǒng)控制每列除鹽裝置的投運、停止和再生程序、自動加酸加堿程序、自動/半自動啟動另一列除鹽裝置程序等。對于順控設(shè)置必要的分步操作、成組操作或單獨操作等，并有跳步、中斷或旁路等操作功能。系統(tǒng)投運以及活性炭清洗、一級除鹽再生和混床再生可由系統(tǒng)自動完成或操作員步延、步進手動干預(yù)，在操作站界面上顯示各步驟設(shè)定時間和剩余時間以及步進、步延指示等。
5 結(jié)束語
深圳西部電廠化學水處理系統(tǒng)全部改造完成后于2003年7月正式投運，經(jīng)過改造后自動化控制水平明顯提高，制水量由原先的平均每小時120m3提升到平均每小時140—160m3，*保證了6臺發(fā)電機組的用水需要。由于控制水平的提高，制水過程中產(chǎn)生的廢水量明顯減少，起到了一定環(huán)保節(jié)能效果。系統(tǒng)高度的可靠性和直觀簡易的操作性使得控制中心值班室由原來的2人值班該為1人值班，大大節(jié)約了人力成本。該系統(tǒng)建成后運行可靠，生產(chǎn)效率明顯提高，因此受到用戶的好評，并經(jīng)常成為其它電廠同行參觀效仿的對象。
參考文獻：陽憲惠《現(xiàn)場總線技術(shù)及應(yīng)用》，清華大學出版社；
鄔寬明《現(xiàn)場總線技術(shù)應(yīng)用選編》，北京航空航天大學出版社；
媽灣發(fā)電總廠《化學補給水系統(tǒng)運行規(guī)程》。
1 引言
近幾年隨著我國經(jīng)濟建設(shè)的快速發(fā)展，在能源供應(yīng)上很多地區(qū)都出現(xiàn)電力資源緊缺的狀況，因此許多電廠紛紛進行新建或擴建改造。深圳西部電廠原有4臺（#1—#4）300MW 機組，為提高發(fā)電能力又續(xù)建#5、#6機組（2×300MW）。西部電廠原有兩列化學水處理系統(tǒng)，續(xù)建工程的化學水處理系統(tǒng)擴建一列100~140m3/h化學除鹽系統(tǒng)，其余設(shè)備與已有化學水處理系統(tǒng)共用。原有化學水處理系統(tǒng)使用傳統(tǒng)的模擬屏方式進行監(jiān)控，自動化水平不高并且效率很低。續(xù)建2臺機組后，廢除原有化學水處理系統(tǒng)的控制系統(tǒng)，將原有化學水處理系統(tǒng)和擴建的一列化學水處理系統(tǒng)統(tǒng)一采用一套冗余PLC控制系統(tǒng)進行集中控制。
2 化學水處理系統(tǒng)工藝流程
2.1.化學水處理系統(tǒng)流程
原有化學水處理系統(tǒng)流程為：自來水→蓄水池→升壓泵→活性炭過濾器→陽離子交換器→除二氧化碳器→中間水箱→中間水泵→陰離子交換器→混合離子交換器→除鹽水箱→除鹽水泵。通過對現(xiàn)有系統(tǒng)運行狀況的現(xiàn)場調(diào)查和對水質(zhì)分析報告分析，自來水中的懸浮物含量較高，嚴重地污染了活性炭和離子交換樹脂。因此，續(xù)建工程增加3臺纖維過濾器對自來水進行深度過濾處理。
續(xù)建化學水處理系統(tǒng)流程為：自來水→蓄水池→升壓泵→纖維過濾器→活性炭過濾器→陽離子交換器→除二氧化碳器→中間水箱→中間水泵→陰離子交換器→混合離子交換器→除鹽水箱→除鹽水泵。
2.2. 續(xù)建工程與原有系統(tǒng)的連接及運行方式
原有120t/h出力的一級除鹽+混床設(shè)備2列，續(xù)建工程僅再擴建1列出力為120t/h的同樣設(shè)備。除鹽水泵、再生水泵、壓縮空氣系統(tǒng)、酸堿再生系統(tǒng)和廢液處理系統(tǒng)與原有系統(tǒng)共用。
3臺過濾器采用并聯(lián)運行方式，正常工況2臺運行，1臺備用。過濾器不僅對續(xù)建工程所需的自來水進行預(yù)處理，而且對原有系統(tǒng)的自來水也進行預(yù)處理。
2臺活性炭過濾器和一級除鹽設(shè)備構(gòu)成一個系列，采用串聯(lián)運行方式，正常工況2列運行，一列備用。其中每系列的2臺活性炭過濾器，當水質(zhì)好時1臺運行（去除游離余氯），1臺備用；當進水水質(zhì)惡化時2臺同時運行（去除有機物）。
混床采用并聯(lián)，正常工況2臺運行，1臺備用。
3套一級除鹽單元與3臺混床之間設(shè)有切換閥門，受已有系統(tǒng)的限制，僅#1一級除鹽設(shè)備和#1混床與#2一級除鹽設(shè)備和#2混床可以同時交叉運行，#1一級除鹽設(shè)備和#1混床與#3一級除鹽設(shè)備和#3混床可以同時交叉運行。機組啟動時，上述3列設(shè)備同時投入運行，滿足zui大的補給水量。
3 系統(tǒng)配置
系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖
系統(tǒng)由兩臺上位計算機和一套冗余PLC系統(tǒng)構(gòu)成。上位計算機系統(tǒng)采用工業(yè)級計算機構(gòu)成功能強大的監(jiān)測與控制系統(tǒng)，計算機上安裝Inlutiong公司的FIX7.0工業(yè)監(jiān)測與控制系統(tǒng)軟件，通過合理的系統(tǒng)設(shè)計和系統(tǒng)組態(tài)，實現(xiàn)對整個化學水處理工藝流程的動態(tài)監(jiān)視和控制。通過上位計算機系統(tǒng)和強大的工業(yè)控制傳輸網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)對整個生產(chǎn)工藝工程的自動化管理和控制。
PLC選用德維森公司PPC11冗余控制器，控制系統(tǒng)采用雙機熱備冗余方式，通過遠程I/O的方式連接現(xiàn)場需要監(jiān)測與控制的點，遠程I/O由通訊處理器和PPC11系列I/O模塊組成。冗余的主控制站可以保證系統(tǒng)的停機維護時間為零，zui大限度的減少人對系統(tǒng)的干預(yù)。主控制系統(tǒng)熱備系統(tǒng)和遠程I/O控制站之間采用高性能的工業(yè)以太網(wǎng)總線傳輸網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)信息的可靠、安全、穩(wěn)定的傳輸。
上位計算機系統(tǒng)安裝與PLC控制單元之間采用工業(yè)以太網(wǎng)傳輸網(wǎng)絡(luò)。以太網(wǎng)屬標準，工業(yè)以太網(wǎng)已達到高傳輸安全性和可靠性要求，現(xiàn)已廣泛用于程序維護、向MIS和MES系統(tǒng)傳遞工廠數(shù)據(jù)、監(jiān)控、連接人機界面、記錄事件和告警。工業(yè)以太網(wǎng)具有高傳輸速率（目前達到100M）、集線器技術(shù)的確定性、不需考慮網(wǎng)絡(luò)的拓撲結(jié)構(gòu)、傳輸物理介質(zhì)多樣（雙絞線、光纖、同軸電纜）、集線器的應(yīng)用可不考慮網(wǎng)絡(luò)的擴展等優(yōu)點。
通過以太網(wǎng)絡(luò)將上位計算機系統(tǒng)和現(xiàn)場監(jiān)測與控制點緊密的結(jié)合為一個整體，構(gòu)成一個完整的系統(tǒng)。在這樣高速傳輸網(wǎng)絡(luò)上，可以很方便的利用PLC系統(tǒng)所*的功能，實現(xiàn)對整個控制系統(tǒng)的計算機在線遠程診斷功能。
4 控制功能
水處理系統(tǒng)所有控制閥采用就地和遠程控制方式，即使在程控系統(tǒng)*故障的情況下還可以通過就地控制實現(xiàn)手動制水，保證機組鍋爐的可靠用水?？刂葡渖线x用3位選擇開關(guān)，分別為就地開、就地關(guān)、遠程控制。選擇遠程控制時，控制閥由操作員在操作站上控制。操作員可以在操作站對控制閥進行狀態(tài)監(jiān)視和動作控制，對控制閥的控制可分選擇自動和手動方式。在自動方式時控制閥受PLC邏輯程序控制，在手動方式時控制閥由操作員直接在操作界面上點擊控制。
操作界面圖例
一級除鹽設(shè)備的投運和再生由PLC實現(xiàn)自動控制，也可通過鍵盤和鼠標在控制室內(nèi)的操作站上進行遠方操作。一級除鹽設(shè)備的出水導(dǎo)電率超過規(guī)定值或周期制水量達規(guī)定值時，自動解列并報警，然后自動投入再生程序?；旌想x子交換器的投運和再生由PLC實現(xiàn)自動控制，或者通過鍵盤和鼠標進行遠方操作。當混合離子交換器出水導(dǎo)
電率和二氧化硅超過規(guī)定值，或周期制水量達規(guī)定值時，自動解列并報警，然后自動投入再生程序。過濾器和活性碳過濾器由PLC實現(xiàn)自動控制，也可采用鍵盤和鼠標在控制室內(nèi)的操作站上進行遠方操作。當其進出口壓差超過規(guī)定值，或周期制水量達規(guī)定值時，自動解列并報警，然后自動投入反洗程序。以上操作以前都由操作人員執(zhí)行，執(zhí)行新系統(tǒng)后上述操作都可以不需要操作人員干預(yù)。
中間水箱水位由PLC實現(xiàn)自動控制（通過調(diào)節(jié)陽床入口調(diào)節(jié)閥），使一級除鹽系統(tǒng)投運時中間水箱水位穩(wěn)定在正常位置。中間水泵啟停與中間水位聯(lián)鎖，低液位啟泵、高液位停泵，保證中間水泵的安全使用。
閥門、泵等的控制狀態(tài)顯示，自動／手動／就地操作和選擇聯(lián)鎖。系統(tǒng)所有流量、壓力可在操作界面上實時監(jiān)視，原水流量、陰床出口流量、混床出口流量顯示積算并作歷史紀錄，可分別查看一級除鹽、混床再生制水量。
系統(tǒng)控制每列除鹽裝置的投運、停止和再生程序、自動加酸加堿程序、自動/半自動啟動另一列除鹽裝置程序等。對于順控設(shè)置必要的分步操作、成組操作或單獨操作等，并有跳步、中斷或旁路等操作功能。系統(tǒng)投運以及活性炭清洗、一級除鹽再生和混床再生可由系統(tǒng)自動完成或操作員步延、步進手動干預(yù)，在操作站界面上顯示各步驟設(shè)定時間和剩余時間以及步進、步延指示等。
5 結(jié)束語
深圳西部電廠化學水處理系統(tǒng)全部改造完成后于2003年7月正式投運，經(jīng)過改造后自動化控制水平明顯提高，制水量由原先的平均每小時120m3提升到平均每小時140—160m3，*保證了6臺發(fā)電機組的用水需要。由于控制水平的提高，制水過程中產(chǎn)生的廢水量明顯減少，起到了一定環(huán)保節(jié)能效果。系統(tǒng)高度的可靠性和直觀簡易的操作性使得控制中心值班室由原來的2人值班該為1人值班，大大節(jié)約了人力成本。該系統(tǒng)建成后運行可靠，生產(chǎn)效率明顯提高，因此受到用戶的好評，并經(jīng)常成為其它電廠同行參觀效仿的對象。
參考文獻：陽憲惠《現(xiàn)場總線技術(shù)及應(yīng)用》，清華大學出版社；
鄔寬明《現(xiàn)場總線技術(shù)應(yīng)用選編》，北京航空航天大學出版社；
媽灣發(fā)電總廠《化學補給水系統(tǒng)運行規(guī)程》。
上一篇：模塊化定制之行業(yè)應(yīng)用：NEXCOM NICE 3200系列
下一篇：瑞士思博Saia PCD控制系統(tǒng)在大連市快速軌道交通3號線視頻監(jiān)控網(wǎng)管的應(yīng)用
全年征稿/資訊合作
聯(lián)系郵箱：1271141964@qq.com
免責聲明
- 凡本網(wǎng)注明"來源：智能制造網(wǎng)"的所有作品，版權(quán)均屬于智能制造網(wǎng)，轉(zhuǎn)載請必須注明智能制造網(wǎng)，http://towegas.com。違反者本網(wǎng)將追究相關(guān)法律責任。
- 企業(yè)發(fā)布的公司新聞、技術(shù)文章、資料下載等內(nèi)容，如涉及侵權(quán)、違規(guī)遭投訴的，一律由發(fā)布企業(yè)自行承擔責任，本網(wǎng)有權(quán)刪除內(nèi)容并追溯責任。
- 本網(wǎng)轉(zhuǎn)載并注明自其它來源的作品，目的在于傳遞更多信息，并不代表本網(wǎng)贊同其觀點或證實其內(nèi)容的真實性，不承擔此類作品侵權(quán)行為的直接責任及連帶責任。其他媒體、網(wǎng)站或個人從本網(wǎng)轉(zhuǎn)載時，必須保留本網(wǎng)注明的作品來源，并自負版權(quán)等法律責任。
- 如涉及作品內(nèi)容、版權(quán)等問題，請在作品發(fā)表之日起一周內(nèi)與本網(wǎng)聯(lián)系，否則視為放棄相關(guān)權(quán)利。
浙公網(wǎng)安備 33010602000006號
智能制造網(wǎng)APP
智能制造網(wǎng)小程序
微信公眾號
2025第十一屆中國國際機電產(chǎn)品交易會 暨先進制造業(yè)博覽會
展會城市：合肥市展會時間：2025-09-20