1 水處理設(shè)備對電氣控制系統(tǒng)的要求

  (1) 層流冷卻給水泵為N1泵組,P = 132kW,~380V,4臺,帶電動閥,3用1備。">

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技術(shù)頻道

PLC在太鋼熱連軋水處理中的應(yīng)用

太鋼熱連軋每天用水量20萬t左右,在廢水中含有污油、鐵鱗、污泥等,將這20萬t廢水經(jīng)過處理后循環(huán)使用,對我們這個水資源缺乏地區(qū)具有深遠的意義。水處理是一項復雜的生產(chǎn)過程,為此我們在這項工程設(shè)計中采用了PLC技術(shù)自動完成水處理的全過程控制。

1 水處理設(shè)備對電氣控制系統(tǒng)的要求

  (1) 層流冷卻給水泵為N1泵組,P = 132kW,~380V,4臺,帶電動閥,3用1備。
  (2) 層流冷卻過濾給水泵為N2泵組,P = 160kW,~380V,4臺,帶電動閥,3用1備。
  (3) 粗、精軋冷卻給水泵為N3泵組,P = 132kW,~380V,4臺,帶電動閥,3用1備。
  (4) 粗、精軋過濾冷卻給水泵為N4泵組,P = 160kW,~380V,4臺,帶電動閥,3用1備。
  (5) 反沖洗給水泵為N5泵組,P = 75kW,~380V,2臺,帶電動閥,1用1備。
  (6) 中壓濁循環(huán)給水泵為N6泵組,P = 630kW,~6kV,6臺,帶電動閥,5用1備。
  (7) 低壓濁循環(huán)給水泵為N7泵組,P = 300kW,~6kV,4臺,帶電動閥,3用1備。
  (8) 層流冷卻泵為N8泵組,P = 115kW,~380V,5臺,帶電動閥,4用1備。
  以上泵組操作方式為自動、集中操作、現(xiàn)場操作。

2 電氣自動控制系統(tǒng)的硬件配置

  水處理設(shè)備電氣控制系統(tǒng)中配置了SG-8可編程序控制器,該機具有從順序控制到模擬量控制、計數(shù)控制、邏輯運算等各種控制功能,適應(yīng)于廣泛需要的豐富的指令體系,可自由地構(gòu)成上位通信、PC通信、遠程I/O通信和分散遠程I/O通信網(wǎng)絡(luò)。硬件為模擬結(jié)構(gòu),從電源模板、擴展板、CPU、存儲器到I/O模板都可分別拔插。PLC硬件配置如圖1所示。
圖1
圖1 硬件配置示意圖


  輸入為384點數(shù)字量信號,采用光電隔離的24VDC輸入模板G-01N共24塊,每塊16點輸入。主要用于操作方式的選擇,水泵運行、壓力、水位、電動閥限位的信號輸入。
  輸出為206點,采用光電隔離的24VDC輸出模板G-01T共16塊,每塊16點輸出。通過中間繼電器柜控制水泵的起停,電動閥的開閉,備用水泵的投入,模擬屏信號的顯示和事故報警。

3 應(yīng)用功能

  (1) 自動方式 由PLC來完成,首先根據(jù)生產(chǎn)用水要求發(fā)出起泵指令,水泵起動后,當壓力達到給定值時電動閥門打開(若超過3min電動閥門仍打不開,報警并停該泵,備用泵自動投入)。當吸水井水位在最低線(▽-1.000m)時,報警并延時逐臺停泵。水位回升后,水泵繼續(xù)工作。水泵運行過程中某臺泵發(fā)生故障,則停該泵,相應(yīng)的電動閥門自動關(guān)閉,備用泵自動投入。每個泵組的備用泵可任意指定。
  反沖洗水泵(N5泵組)除有上述功能外,還要滿足下列要求:
  1) 泥漿二沉池水位高于給定值(▽+0.85m)時不能起動反沖洗泵。
  2) 反沖洗泵吸水井水位低于給定值(▽+1.85m)時不能起動反沖洗泵。
  層流冷卻泵(N8泵組)運行和高位穩(wěn)壓水池水位聯(lián)鎖運行制度如下。
  當水池水位L(高位穩(wěn)壓水池底部距地標高▽+7.8m):
  8.15m ≤ L<8.30m 4臺泵工作
  8.30m ≤ L<8.40m 3臺泵工作
  8.40m ≤ L<8.55m 2臺泵工作
  8.55m ≤ L<8.65m 1臺泵工作
  L≥8.65m N8泵組全部停止工作
  (2) 集中和現(xiàn)場操作規(guī)程 此功能沒有聯(lián)鎖,只作為調(diào)試,檢修,處理故障用。

4 軟件設(shè)計

  PLC的軟件是用梯形圖編制的,為使軟件在編制、調(diào)試過程中,簡單明了,將熱連軋水處理PLC控制的電氣設(shè)備按工藝要求分成如下兩大類。
  第1類為N1~N7泵組,軟件框圖見圖2。主程序是根據(jù)輸入指令和吸水井的水位來控制各泵組的工作。各泵組的水泵所帶電動閥的開閉方式是一樣的,故電動閥的編程采用子程序調(diào)用的方法較為方便。其作用就是在控制水泵滿足開閉電動閥的邏輯關(guān)系時,直接調(diào)用電動閥的子程序即可。
圖2
圖2 N1-N7泵組軟件框圖


  第2類為N8泵組,軟件框圖略。根據(jù)高位水池水位來編制起動水泵工作的數(shù)量,在程序中考慮了相應(yīng)配套的水泵電動閥的子程序。
  為了方便操作,還編制了顯示與報警程序,每一步動作均在模擬屏上顯示,當該步動作在規(guī)定要求內(nèi)沒有完成則視為事故并報警。
5 結(jié)束語
  太鋼熱連軋水處理工程于1994年8月8日正式投產(chǎn),5年來該自動控制系統(tǒng)運行情況表明,經(jīng)濟效益非常顯著,僅節(jié)約能源一項每年為55萬元。而且系統(tǒng)運行可靠,控制精度高,可擴展性好,抗干擾能力強,操作維護方便,為熱連軋的正常生產(chǎn)提供了可靠的保證。

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