PLC在电厂补水自动控制中的应用

顾文业

摘要：目前，大部分二级发电厂都应用了中压系统补水处理技术。该系统能够有效过滤清水，为了更好地运行该系统，必须通过自动化控制技术来实现对系统的管理和控制。文章阐述了在电厂补水自动控制工程项目中引入PLC的优势，并对系统组成、组态以及控制要求进行了论述，希望能够为电厂提升水处理系统的运行效率提供思路借鉴。

关键词：电厂补水；PLC；自动控制技术；二级发电厂；中压系统 文献标识码：A

中图分类号：TM764 文章编号：1009-2374（2016）06-0043-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.06.022

中压补水处理系统不仅能够实现对化学水的有效处理，经该系统处理过的水分还能够通过二级除盐处理生成锅炉所需的除盐水，为厂房汽轮机、锅炉的高效使用创造了更加有利的条件。为了保证中压补水处理系统能够更加高效地运行，各个发电厂已经开始探索通过一些切实可行的自动控制技术，通过设计自动程序和设定人工参数，对该系统进行全面有效的管理控制。

1 水系统概况

本文以某二级发电厂为例，对该电厂运用PLC对中压补水处理系统进行自动控制的应用情况进行详细阐述。该发电厂中，配备的水位系统设备主要包括活性炭过滤器3台、精密型过滤器2台、双介质过滤器4台、渗透装置2套，即除炭型、三态一级型混床装置。其化学水补给处理系统由各个设备处理设备的管道相互连接组成，水泵流出的水在进入到双层介质过滤器中后，可过滤掉大型的颗粒悬浮物，再进入到二层过滤器中，经活性炭过滤器可以保持水导电度及浑浊度，紧接着进入到第三层过滤器装置中，即反渗透装置，能够去除含盐粒子，经过三层式处理后，化学水已经淡化，仅需通过除碳器就能消除多余的二氧化碳，上述处理完成后，就可进入到专业混床中再次除盐处理，当测定经处理的水达到一定的导电度、pH值、水流量、压力值、二氧化硅含量标准后，就可将其运往主厂房中。当双介质锅炉和活性炭过滤器失去了混床效果，就需要重新处理化学水，处理过程中，一些反渗透装置运行结束后，应该立即进行清理，避免影响水处理效果。在以上水处理操作中引入计算机系统和PLC，能够大大提高处理效率和水质量。

2 PLC补水自动控制系统的组成

在补水自动控制系统中，计算机系统和PLC是核心和基础，其主要作用是对相关水处理程序进行自动控制。通过计算机系统及PLC能够对整个系统进行监控。根据计算机监测到的现场图像，可以了解现场设备的使用情况，同时还能够跟踪分析过滤器、阀门以及水泵的运行状态，以此来控制水质量；监测得到的导电度、压力值、pH值等数据能够为电厂运行管理人员调整水处理方案提供重要参考；操作人员还可直接设置系统操作方式，按照系统操作的相关指令来控制和管理现场运行设备。除此以外，基于计算机及PLC技术上的补水自动控制系统还具备其他辅助功能：（1）带有打印机，可实施打印相关的数据报表，为分析和监测水处理参数工作带来了便利，有助于高效地对水质情况做出判断；（2）携带音响，当系统在运行过程中发生故障或者异常情况时，可以提供相关的报警信号，发出的报警声能够提醒相关操作人员及时查明和处理故障，控制故障发生范围，避免影响水处理效率；（3）系统具备合格的树脂，在系统投入使用前，通过复核滤波器以及混床，整个系统的树脂均达到了相关标准，能够确保水质质量合格。

3 PLC补水自动控制系统的组态

PLC补水自动控制系统的组态直接影响着整个系统能够达到的自动化程度，并关系到系统的操作功能的实现，是系统配置的主要参量。在分析系统组态之前，需先把握受控对象和对应的设备参量。案例中该二级发电厂主要涉及到的受控对象包括模拟量监测系统、电动机阀门除碳风机、气动阀门等。涉及到的受控对象数量众多而且较为复杂，因此需着重分析系统组态，分析输出和输入参数的制定情况。

一般情况下，在确定PLC系统的输出量和输入量时，需考虑到系统输出或输入单元的点数，通常水处理过程中需要预留充足的输出（输入）点数备用，支持系统长期运行和改造、扩建。在实时通讯过程中，主要通讯设备不仅包括PLC，还有上位机，上位机也需多增加一台备用，保证两台上位机能够及时相互切换，确保交换机能够长期稳定运行和正常操作，为其他相关操作创造

便利。

从宏观层面上看，该系统网络主要是通过双图像管PLC来组成补水自动控制网络，两台操作计算机均通过双绞线、太网卡来连通交换机，双绞线应用了星型网络拓扑结构，引入网络传输的IP协议，采用RJ-45接口。主机架构中装有太网，能够连通交换机和双绞线，再加上同轴电缆，可以直接连接RIO的多个远程站，通过上述配置方式可以共享两台计算机的数据，具体来说，这两台计算机管理的数据可以实现相互备用，可将其中一台作为系统编程器，因而同时具备了PLC编程功能和维护功能。

4 控制系统的软件设计分析

该发电厂应用的PLC补水自动控制系统总共覆盖了以下程序：双介质过滤投入运行程序、停止操作程序、反渗透装置启动程序、混床投入运行程序、再生程序，每个程序均能单步、同步操作，并且属于独立运行。

举例来说，在系统中可设置水泵切换程序，其基本控制原理是通过预先设置的压力传感器以及压力值来处理现场作业产生的实际压力信号差。若压力差超过数值0，就需要增加输出电流，调高变频器输出频率，以提高变频泵的转速，进而提高现场水压；若压力差低于数值0，则应该降低变频泵的转速，以减小现场水压。一般情况下，为了保证水压差数值接近0，往往需要通过多次调整，因此当实际压力于设定的参数附近发生波动时，就能够达到维持压力恒定的目的。

在程序运行过程中，为了真正实现自动化，达到水处理的相关要求，需要根据预先设定的步序时间以及在线参数来实施操作，同时运行人员要结合作业现场的实际情况进行控制和管理，重点分析主要动作步骤，灵活运用操作系统，保证达到预计的处理效果。在同时运行两个及以上设备或者在协调运行时，应该着重选择合理的操作对象，以保证机组能够协调一致投入运行，减少操作失误情况发生，通过正确、合理控制软件程序，以维护整个系统的高效、有序运行。

5 结语

该发电厂在化学水处理项目中引入PLC后，水处理作业期间未发生严重的设备事故，且水处理自动控制系统本身的运行效率有了显著的提高，制水质量也明显改善，全厂长期维持稳定运行，随着生产效率的提高，取得了较好的经济效益。综合上述分析，PLC能够有效弥补传统发电厂水自动处理系统存在的缺陷，有效提高了整个系统的经济性和运行安全性，值得各个发电厂借鉴和尝试。在实际应用过程中，为了减少水的自然损耗，防止发生水质量事故，还应对系统的软件程序进行优化设计，着重完善泵控制程序，并对系统存在的不完善之处进行分析和处理，对补水泵进行完全自动化控制，避免影响制水的质量。PLC属于成熟的自动控制技术，将其应用于发电厂的水处理自动控制系统中，能够形成稳定的自动制水系统，且其操作简便、提供的数据完整、监测全面，能够大大提高发电厂的制水作业效率，减少人工劳动时间，具有良好的发展和应用前景。

参考文献

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（责任编辑：陈 洁）