基于WinCC的海水淡化加工工厂监控平台设计

朱鹏曜 孙 昕 李艺荣

(沈阳工学院，辽宁 沈阳 110136)

1 设计背景

为了应对人们对淡水的需求，在我国大量开采地下水和建立蓄水工程并没有解决我国淡水总资源紧缺的问题。所以，海水淡化这个方法是有希望解决我国水资源紧缺的一种方法。海水淡化即利用海水脱盐生产淡水，是实现水资源利用的开源增量技术，可以增加淡水总量，且不受时空和气候影响，水质好、价格渐趋合理。海水淡化主要是为了提供饮用水和农业用水，并且，食用盐也可以作为副产品被生产出来，有良好的经济价值。

2 设计原理

在S7-1200PLC软件的使用中，各种变量的设置共有375个，其中还大量运用了计数器、定时器、比较指令等PLC指令，并将PLC程序与WinCC画面相结合进行仿真运行。整个监控系统由10个主要的页面组成，包括海水淡化主页面、取水系统、过滤系统、一级反渗透、二级反渗透、三级反渗透、四级反渗透、现场总线控制、监控界面以及重金属海水处理。在主页面中，我们还设有使用说明，供操作人员参考，以方便其快速掌握整个系统，当发生故障时，在主页面中也可以由各个监控按钮转到各个阀门、泵或者储水罐的监控界面，并设置报警灯，当报警灯显示为红色时，说明发生故障，使工作人员可以很快地找出错误并解决。

在PLC编程方面利用各种传感器监测系统中的泵、阀门、聚合物、按键等物理量的变化结合PLC中的加、减计数器，时间继电器，比较器等数据块对各种物理量进行判断以驱动系统进行下一步的进程。海水淡化主页面PLC程序由图1所示。

在WinCC监控界面方面对PLC监控得到的数据进行可视化的显示，即可以总览整个系统的运行状况，也可以单独查看某一部分的具体数据。当其中某些数据出现异常时会显示出异常数据和发生故障的位置。海水淡化主页面由图2所示。

图1 海水淡化主页面PLC程序

在本项目中，我们利用一级反渗透、二级反渗透、三级反渗透、四级反渗透(一级反渗透和二级、三级、四级反渗透原理相同，以一级反渗透界面为例，如图3所示)使海水从反渗透膜的高压侧流向低压侧，并加上反洗泵使海水可以反复反渗透，从而可以更好地洗去海水中的有害物质和杂质。

图2 海水淡化主页面

图3 一级反渗透界面

3 结论

目前，我国海水利用技术相对还不太成熟，但已建成具有自主知识产权的千吨级和万吨级示范工程，是完全独立掌握海水淡化技术的少数国家之一。反渗透技术是21世纪海水淡化的主要方法，因为反渗透海水淡化具有投资费省、能耗低等优点。随着世界各国经济的高速发展以及人口的迅速增长和集中，世界各国对水的需求日益增加，而地球上的淡水资源非常有限，淡水资源缺乏已成为全球性的问题。在寻求淡水资源方面各国纷纷将目光投向大海。所以海水淡化技术就显得十分重要。

总而言之，我国海水淡化事业正在高速发展，但是我们也应看到中国海水淡化虽基本具备了产业化发展条件，研究水平及创新能力、装备的开发制造能力、系统设计和集成等方面与国外仍有较大的差距。但有差距就代表着有提升空间，在海水淡化全面发展的国际大潮下，具有良好的发展前景。