基于ABB编程的反冲洗过滤器技术改造

孙亮

基于ABB编程的反冲洗过滤器技术改造

孙亮

（华东冶金地质勘查局超硬材料研究所，安徽马鞍山，243000）

反冲洗过滤器在使用过程中受到单片机电路板故障率高等环境因素的制约，常需作业人员进行现场干预。结合利用现有集中控制DCS操作系统，基于ABB编程实施技术改造，简化了反冲洗过滤器机旁控制电路，提高了设备可靠性，实现了远程控制，为同行厂区设备集中控制和管理打开了思路。

反冲洗过滤器；ABB编程；DCS；技术改造；远程控制；成本控制

引言

随着自动控制和计算机技术的发展，当前大部分企业都配有PLC或DCS等集中控制系统，同时在系统之外也存在许多自动化程度不高的小型单体设备。由于缺乏企业生产自动化、信息化乃至智能化系统顶层发展规划，特别是对系统互联互通重视不够，导致很多设备信息化的整合度不高，对所配置的集中控制系统未能充分利用，从而造成了设备维护成本、人力成本等的浪费。

以生产循环水过滤为例，过滤过程主要采用反冲洗过滤器。其工作原理是当进、出口管道内的压差达到预设值时，自动开始清洗（反冲洗）受污染的滤芯。反之，则停止工作。本文以反冲洗过滤器为例，实施DCS控制改造，着重阐述如何通过小型单体电器设备和DCS控制系统的整合，以提高单体设备集中控制及自动化水平。

1　反冲洗过滤器技改前工作原理

1.1工作条件

技改前，反冲洗过滤器启动自动反冲洗的3个条件为：

（1） 达到预设压差值；

（2） 按下本地手动清洗按钮；

（3） 达到预设反冲洗触发时间。

1.2电气控制原理

反冲洗过滤器控制箱布局如图1所示，其中图1a为控制箱前面板图，图1b为控制箱内部布局。

Q1送电后，T1变送220 V电源给电路板供电。当压差大于预设值时，压差开关S1闭合，送信号至电路板。电路板输出AC 220 V到K1线圈，K1得电，电机转动。当S3（TS0）计数开关感应后，常开点闭合，DC 24 V+送进电路板，K1线圈断电，电路板输出AC 220 V给排污电磁阀。排污阀工作1.5 s后，电磁阀失电关闭。如此循环9次，当S4（TS1原始位光开）感应后，常开点闭合，DC 24 V+送进电路板。当压差低于预设值时，结束反冲洗工作[3]。

图1　反冲洗过滤器控制箱布局。P1——反冲洗计数器；S2——本地手动清洗按钮；Q1——控制箱空气开关。

2　反冲洗过滤器技改关点

2.1反冲洗过滤器技改目的及控制要求

（1）应工艺要求，需在DCS操作站上启停和自动控制过滤器；

（2）降低设备故障率及维护成本。

2.2反冲洗过滤器ABB编程

2.2.1过滤器S800 I/O点分配

根据自动反冲洗过滤器的工作原理及工艺要求，ABB程序中共分配6个DI点和2个DO点。表1所示为I/O分配地址及其接线端子地址。

表1　过滤器I/O分配表

2.2.2FBD功能块

FBD功能块程序图如图2所示流程说明如下：

（1）当压差开关、现场手动按钮、DCS启动按钮任意一个为“1”，或门输出为“1”时，由于原点光开没有感应到“0”，因此经过SR触发器的S端为“1”，R端为“0”，触发器输出为“1”。同时，CTU-2的RESET端收到一个脉冲信号，将计数器清零，C2的INPUT端为“0”，DCS过滤器画面启动次数显示为“0”。

（2）WORK的INPUT端面收到“1”信号，DCS过滤器操作画面显示“STANDBY”。同时，CTU-1的CU端为“1”，C1的INPUT端为“1”（指电机旋转圈数为1）。和计数光开再经过一个与门，与门输出“1”。与门的输出端接在MOT-01cn的E1Start和STOP端，这两个引脚为“1”，SO1端输出“1”。此时，过滤器电机起动，RUN为“1”，将MOT_01cn和Valve01_01端SEQE1置为“1”，电机和阀门处于E1状态（自动状态），CTU-2的CU端收到一个脉冲信号，DCS过滤器画面启动次数显示为“0”。

图2　FBD功能块程序图

（3）电机转动，碰到计数位光开TS0，计数位光开变为“1”，经过一个TP，Q为“1”（30 s内），Valve01-01端SEQOPEN为“1”，电磁阀打开30 s。同时，TP的Q端经过非门和SR输出端进行与运算（由于SR触发器具有保持功能，输出仍为“1”），这时与门输出为“0”。MOT-01cn的E1Start和STOP端为“0”，SO1端输出“0”，电机停止，RUN端为“0”。当30 s时间一到，Q为“0”，阀门关闭。同时与门输出为“1”，电机再次启动，RUN端为“1”。CTU-2的CU端收到下一个脉冲信号，C2的INPUT端为“2”，DCS过滤器画面启动次数显示为“2”。

（4）电机再次转动，又碰到计数位光开TS0，阀门再次打开，电机停止，如此循环9次（过滤器中有9个滤芯，每转到一个滤芯，电机都会停止，阀门打开排污）。当碰到原始位光开TS1时，SR触发器的R端为“1”，输出为“0”，自清洗结束。

2.2.3反冲洗过滤器接线图

反冲洗过滤器接线如图3所示。

3　讨论与结束语

通过此次技改，实现了反冲洗过滤器控制部分的DCS整合，简化了反冲洗过滤器的电路结构，实现了远程控制。通过一段时间的使用检验，反冲洗过滤器电路部分故障率大为降低；通过远程控制，减低了操作人员劳动强度。

此次技改，也为充分发挥和利用现有DCS强大功能、整合厂区各类电器设备、提高自动化程度、实现厂区设备集中控制和管理打开了思路。

图3　反冲洗过滤器接线图

[1]ABB公司. S800M 硬件选型手册[Z]. ABB公司随机资料.

[2]ABB公司. Advant OCS系统用户手册[Z]. ABB公司随机资料.

[3]江苏德盛特环保科技有限公司. 反冲洗过滤网说明书[Z]. 德盛特环随机资料.

[4]蔡忠勇. 现场总线与工业以太网产品手册[M]. 北京: 机械工业出版社, 2007.

[5]董吉文, 徐龙玺. 计算机网络技术与应用[M]. 北京: 电子工业出版社, 2006.

Technical Reconstruction on Back-washing Filter based on ABB Programming

SUN Liang
(Super-hard Materials Research Institute, East-China Metallurgical Bureau of Geology & Exploration, Ma’anshan, Anhui, 243000, China)

During the using process of back-washing filter, constrained to environmental factors just as the high failure rate of microchip circuit board, inferences from operators are often necessary in field work. Combined with existing centralized control based DCS, technical reconstruction is implemented based on ABB programming. The control circuit of back-washing filter is simplified; the reliability of devices is improved; the remote control is realized as well. The idea of this paper starts the train of thought for peer factories realizing centralized control and management.

Back-washing Filter; ABB Programming; DCS; Technical Reconstruction; Remote Control; Cost Control

TP65+2.1

A

2095-8412 (2016) 05-841-04工业技术创新 URL: http://www.china-iti.com

10.14103/j.issn.2095-8412.2016.05.002

孙亮(1979-)，男，助理工程师。研究方向：计算机与自动控制。E-mail: 991827191@qq.com