浅述化学制水控制系统升级

柴先锁

摘 要：本文介绍了大唐云冈电厂化学制水控制系统升级改造情况，对升级原因、方案以及升级取得的成效做了简单阐述。

关键词：PLC；CPU；冗余热备

1 概述

我公司化学制水系统水源设计为南水厂、北水厂水源为主，册田水作为备用水源，经水厂一般性处理后，由水库泵站输送至厂内公用水系统、循环水弱酸处理系统和补给水处理系统。由于册田水含盐量偏高，为节省酸、碱，特在混凝、过滤等予处理后设2×85t/h反渗透装置，然后经一级除盐、二级除盐后，变为合格的除盐水，由除盐水泵送入厂房补水箱。机组正常运行时，除盐设备一套运行，出力为170t/h，满足锅炉正常补水和水箱贮水要求。当机组启动或事故时，另一套除盐系统亦投运，其中部分水由活性炭过滤器旁流直接进入除盐系统，使系统出力满足锅炉最大补水要求。

1.1 系统流程

锅炉补给水系统：（南、北水厂）册田水→生水加热器→空气分离器（ 机械搅拌澄清池（清水箱→清水泵→细砂过滤器（活性炭过滤器（5（m保安过滤器（加入高效阻垢剂）（高压泵（反渗透装置（预除盐水箱→预除盐水泵→阳床（除碳器（阴床（混床→二级除盐水箱。锅炉补给水处理系统出力确定为：额定69 t/h；最大96 t/h。

1.2 控制系统硬件

本控制系统的硬件包括：上位站、PLC控制器、程控柜、电源柜、电动门配电箱、电磁阀箱、仪表等。其中上位站、程控柜、电源柜、电动门配电柜放在控制室，电磁阀箱放在设备旁。

上位站（CRT）配置3套，主机选型为INTEL工控机ICA200型，配置：CPU为PIII 1G、256M内存、40G硬盘、50倍速光驱、鼠标和键盘、10/100M自适应网卡。21”纯平，分辨率1600×1280。

电源系统：供电电源为两路独立单相两线制电源AC220V、50HZ、30A。电磁阀箱由武汉凯迪公司生产，内装ASCO电磁阀、配气管路、气动互联件、配气管、面板操作开关等。

1.3 软件

PLC控制器采用MODICON公司的PLC系列产品，PLC编程软件为concept组态软件；监控软件为IFIX 3.5系列；文字、处理软件为OFFICE2000；数据库软件为MICROSOFT SQL SERVER

上位站软件：选用Intellution iFix监控软件，进行补给水控制系统的流程画面、自动操作窗口等的组态配置，包括补给水系统总画面、生水加热器、澄清池、双阀滤池、细砂过滤器、活性炭过滤器、反渗透、及阳床、阴床、混床的反洗、再生子画面以及预处理加药和酸碱系统的子画面。

PLC编程软件为PL7组态软件，所有程控自动功能、联锁保护逻辑、单操等全部在PLC程序中实现。

由于化学制水控制系统投入使用已有十余年，使用年限过长，以前配备的就地站内存过小，系统性能较差，反应较慢，经常造成运行人员误操作；再者，该控制程序为PL7，且无中文注释，程序的可阅读性能极差，在日常维护中，不方便查阅。解决这些问题就是本次升级的目的所在。

2 升级原因

第一，该控制系统采用施耐德莫迪康昆腾PLC控制系统，CPU型号为140 CPU 11303，且为单路CPU控制，无冗余热备功能。

第二，就地控制站配备一台工程师站，安装有IFIX 3.5画面组态软件，PL7逻辑组态软件。由于该工程师站内存过小，使用年限过长，所以经常发生死机现象。

第三，工程师站电脑通过通讯电缆与CPU的Modbus plus接口相连实现通讯，由于中间三通接头老化接触不良，时常发生通讯中断。

第四，PL7程序無注释，在日常维护中，不方便查阅。

3 改造措施及方案

本次对化学制水控制系统升级改造包括硬件设备升级和软件系统升级。

3.1 硬件设备升级

硬件设备升级包括以下两个方面：

第一，更换工程师站电脑，新电脑内存为4GB，操作系统为Windows XP。

第二，把原来140 CPU 11303卡件更换为140 CPU 671 60卡件，且增加一路备用CPU卡件，实现冗余热备功能，把原来子站电脑通过MB+通讯线直接与CPU接口相连改为用双绞线通过交换机与CPU通讯，原远程I/O柜不做改动，仅对CPU卡件进行升级更换，CPU 主站包括热备的两个CPU 系统。每个CPU系统包括一个电源模块140 CPS 114 20，一个CPU模块140 CPU 671 60，一个CRP通讯模块140 CRP 932 00，一个NOE模块140 NOE 771 01.

3.2 软件系统升级

软件系统升级包括以下两个方面：

第一，软件安装

把原有画面组态软件IFIX3.5升级为IFIX4.0，concept逻辑组态软件改为UNYTY3.1。在工程师站新电脑上先安装Office2003软件和AutoCAD软件，再安装IFIX4.0画面组态软件，UNYTY3.1逻辑组态软件。

第二，应用程序的升级

Unity Pro 是用于Modicon Quantum PLC 的通用编程，调试和运行软件，在开发和兼容性上功能强大。可以将原有的；PL7应用程序导入到Unity Pro中，直接应用转换后的程序，并且确保逻辑的正确性。转换过程是自动的，完整的应用转换过程为转换-导入-分析，打开PL7 源文件转换成Unity Pro 源文件，源文件导入生成Unity Pro文件，最后导入的文件由Unity Pro 进行分析，如果转换出现错误，会在转换结束时自动打开输出窗口进行显示，点击输出窗口相应的行，直接访问需要修改的程序行，修改对应的转换错误[1]。程序转换完成后腰重新配置本地总线卡件型号与PLC实际卡件型号相一致.

Unity Pro编程软件提供了内置的PLC仿真器，对升级后的应用程序可直接进行PLC仿真模式的操作，在用户程序中查找和记录错误，仿真操作确认无误后通过UNITY编程电缆将程序下载到PLC中，联机进入标准模式进行系统调试。

4 系统在线调试

首先，程序下装完成后检查CPU卡件运行状态是否正常，是否在冗余热备状态，各卡件功能是否正常，有无异常报警。

其次，检查Unity Pro程序能否与PLC在线连接，上位与下位程序是否相同，再次，检查IFIX画面通讯是否正常，有无坏点或异常。

最后，依次操作画面执行机构，检查与就地执行器动作是否一致，反馈是否正常；检查联锁保护能否正常投入，动作是否正常，确保程序手动自动均能正常进行。