1 工藝簡(jiǎn)介

　　延煉污水回用裝置建成于2009年，處理能力為400m3/h，生產(chǎn)準(zhǔn)一級(jí)脫鹽水270m3/h。本裝置主要由超濾過濾系統(tǒng)和反滲透脫鹽系統(tǒng)兩部分組成:

　　(1)超濾系統(tǒng)可以去除水中的生物污染物、顆粒物、膠體、濁度、細(xì)菌，滿足反滲透系統(tǒng)的進(jìn)水要求。超濾系統(tǒng)采用ZENON公司的ZeeWeed500d超濾過濾技術(shù)。超濾系統(tǒng)主要由超濾預(yù)過濾、加藥單元、膜鼓風(fēng)機(jī)單元、UF膜池、透過液泵、反沖洗單元、排放液泵和化學(xué)清洗單元等組成。

　　(2)反滲透系統(tǒng)主要脫除水中的鹽份，滿足工業(yè)及鍋爐補(bǔ)水要求。反滲透系統(tǒng)包括RO脫鹽單元、加藥單元、反滲透提升泵、高壓泵、增壓泵、化學(xué)清洗單元及脫鹽水加堿調(diào)和pH單元。

2 控制方案

2.1 超濾UF系統(tǒng)控制方案

　　UF系統(tǒng)采用羅克韋爾AB Logix5000 PLC控制單元，使用邏輯控制系統(tǒng)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行、包括反洗、維護(hù)性清洗和化學(xué)清洗進(jìn)行全自動(dòng)控制，可實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)就地手動(dòng)、系統(tǒng)程序控制和中控室遠(yuǎn)程控制，并可通過以太網(wǎng)與整個(gè)裝置集成。系統(tǒng)具有自動(dòng)診斷、自動(dòng)監(jiān)測(cè)、自動(dòng)報(bào)警和系統(tǒng)聯(lián)鎖及參數(shù)設(shè)定功能，系統(tǒng)操作靈活、安全可靠、可以做到無人值守。

　　其主要監(jiān)測(cè)及控制指標(biāo):

　?、旁M(jìn)水母管設(shè)余氯分析儀、濁度儀、溫度計(jì)和流量計(jì)，超濾進(jìn)水設(shè)在線pH分析儀，pH值偏高時(shí)，自動(dòng)加酸調(diào)節(jié)。

　　⑵絮凝劑的投加量根據(jù)給水流量按比例投加。

　?、敲刻壮瑸V均設(shè)有膜池液位計(jì)，PLC根據(jù)膜池的平均液位來控制產(chǎn)水流量，通過液泵的轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)節(jié);同時(shí)監(jiān)測(cè)流經(jīng)膜的水流量，當(dāng)這一流量降低到一定程度時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)進(jìn)行反沖洗。

　?、瘸瑸V產(chǎn)水箱設(shè)液位計(jì)，根據(jù)產(chǎn)水箱液位調(diào)節(jié)進(jìn)水流量。

　?、沙瑸V反沖洗水池設(shè)液位計(jì)，當(dāng)液位低時(shí)，開反洗水池進(jìn)水閥，高時(shí)關(guān)閉。

2.2 反滲透RO系統(tǒng)控制方案

　　反滲透系統(tǒng)采用羅克韋爾AB SLC500 PLC控制單元，可以對(duì)整個(gè)RO系統(tǒng)的運(yùn)行，包括化學(xué)清洗及添加劑系統(tǒng)進(jìn)行全自動(dòng)控制，可實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)就地手動(dòng)、系統(tǒng)程序控制和中控室遠(yuǎn)程控制。

　　其主要監(jiān)測(cè)及控制指標(biāo):

　?、欧礉B透的給水高壓泵入口設(shè)流量計(jì)，并根據(jù)流量控制加藥計(jì)量泵按比例加藥。

　?、品礉B透給水母管設(shè)OPR和電導(dǎo)率分析儀和溫度計(jì)，當(dāng)進(jìn)水泵運(yùn)行10s后，溫度超高低限或OPR和電導(dǎo)率有一個(gè)高于設(shè)定值時(shí)，就報(bào)警停機(jī)。

　?、沁^濾器前后差壓，高壓泵增壓泵進(jìn)、出口，反滲透一、二級(jí)及濃水側(cè)分別安裝壓力表，并設(shè)相應(yīng)的聯(lián)鎖停機(jī)邏輯。

　?、冗M(jìn)水箱液位低，產(chǎn)水箱液位高時(shí)，RO進(jìn)入待機(jī)狀態(tài);清洗水箱液位低，停加熱器和清洗泵。

3 控制系統(tǒng)的構(gòu)成

　　由于工藝包由兩個(gè)不同的廠家提供，而且各自都有自身的控制系統(tǒng)，因此要將兩個(gè)系統(tǒng)整合在一起。采用Wonderware公司的InTouch工控組態(tài)軟件，該軟件可以很好地將兩套PLC通過以太網(wǎng)有效地組合起來。系統(tǒng)組成如圖1所示。

圖1系統(tǒng)構(gòu)成圖

　　系統(tǒng)分為3層結(jié)構(gòu):上級(jí)管理操作層由一臺(tái)上位操作站和兩個(gè)操作屏構(gòu)成，為保證裝置的安全可靠運(yùn)行，分別配置了UF觸摸操作屏和RO觸摸操作屏，作為上位工控機(jī)的備用操作面板;下層的PLC控制層由CPU、通信模塊機(jī)I/O模塊組成，其I/O模塊可以連接各種現(xiàn)場(chǎng)儀表、調(diào)節(jié)閥、切斷閥以及繼電器等;中間為通信層，采用以太網(wǎng)。整個(gè)系統(tǒng)具有優(yōu)良的擴(kuò)展性，在各個(gè)層次上用戶可以自由擴(kuò)展，上層可隨意增加操作站、數(shù)據(jù)庫(kù)節(jié)點(diǎn)和管網(wǎng)通信結(jié)點(diǎn)等，是一個(gè)典型的集散控制系統(tǒng)。

4 軟件設(shè)計(jì)

4.1 數(shù)據(jù)通信

　　上位監(jiān)控采用Wonderware公司的InTouch9.5工控組態(tài)軟件。在InTouch 中，內(nèi)存型數(shù)據(jù)為InTouch 程序內(nèi)部定義的變量，不需要通過I/O Server即可進(jìn)行訪問;I/O型數(shù)據(jù)的來源一般為其它計(jì)算機(jī)節(jié)點(diǎn)或本機(jī)運(yùn)行的其它程序，這類數(shù)據(jù)由InTouch HMI通過NetDDE或DDE的方式獲得。在本系統(tǒng)中，采集控制站(PLC)中來自現(xiàn)場(chǎng)的數(shù)據(jù)，經(jīng)過處理，將控制命令傳給控制站，以監(jiān)控生產(chǎn)過程。然而，通常無法直接從控制站中取得數(shù)據(jù)，需要一個(gè)通信接口——I/O Server。由于本系統(tǒng)與控制站之間通過以太網(wǎng)進(jìn)行連接，并且控制站為AB的SLC500 PLC和ControlLogix5000 PLC，因此I/O Server選用DASABTCP_V1.1和DASABCIP_V3.0.0，其設(shè)置分別如圖2和圖3所示。

在DASABCIP_V3.0.0中，PLC的IP地址在New_ENB_CLX_000中指定，但必須與PLC內(nèi)部IP地址一致。

4.2 畫面組態(tài)

　　首先進(jìn)行標(biāo)記名字典定義。由于生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的所有數(shù)據(jù)都是I/O型，若要在操作站的動(dòng)態(tài)畫面上顯示，就必須在InTouch標(biāo)記名字典中定義每一個(gè)I/O變量，且與控制站(PLC)的內(nèi)部地址一一對(duì)應(yīng)， 如圖4所示。標(biāo)記名為InTouch內(nèi)部定義，可以根據(jù)儀表實(shí)際位號(hào)來定義，訪問名就是I/O Server中定義的相應(yīng)的PLC名稱，項(xiàng)目就是該P(yáng)LC內(nèi)部地址。定義之后，該標(biāo)記名就與這個(gè)PLC內(nèi)部地址相對(duì)應(yīng)。

????????　　接著設(shè)計(jì)了10余幅操作畫面，包括流程圖、報(bào)警、流量和液位趨勢(shì)圖、PID調(diào)節(jié)、退出和登錄畫面等。工藝人員能從操作畫面上直觀地看到工藝流程，及時(shí)發(fā)現(xiàn)異?，F(xiàn)象。對(duì)重要閥門設(shè)置了手動(dòng)開關(guān)按鈕，保證系統(tǒng)的安全運(yùn)行。所有的工藝操作可用鼠標(biāo)在相應(yīng)的畫面上進(jìn)行，操作方便，界面友好。各閥門的開關(guān)狀態(tài)在畫面上用不同的顏色區(qū)分，即綠開紅關(guān)?！?/p>

4.3 系統(tǒng)監(jiān)控

　　系統(tǒng)報(bào)警時(shí)工控機(jī)發(fā)出報(bào)警聲，點(diǎn)擊操作畫面上的報(bào)警燈進(jìn)入報(bào)警畫面可看到具體報(bào)警內(nèi)容。所有的報(bào)警均有48h的歷史記錄。InTouch可以為每個(gè)數(shù)據(jù)定義報(bào)警信息，模擬量還可定義高、低、高高、低低報(bào)警值，并且可以通過條件腳本或數(shù)據(jù)值改變腳本和用戶編制的快速腳本，處理各種報(bào)警信息，如彈出報(bào)警窗口或聲音提示。

4.4 系統(tǒng)安全

　　Windows NT操作系統(tǒng)本身穩(wěn)定可靠，具有很高的安全性，InTouch可以通過帳號(hào)管理機(jī)制，限制不同人員的訪問權(quán)限，來實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)安全。在本系統(tǒng)中,共設(shè)置了3個(gè)級(jí)別的訪問權(quán)限，分為工程師級(jí)、儀表工級(jí)、操作工級(jí)。工程師級(jí)的權(quán)限最高,可以修改系統(tǒng)參數(shù)、畫面組態(tài)，退出InTouch，實(shí)時(shí)監(jiān)控;儀表工級(jí)可以修改參數(shù)，實(shí)時(shí)監(jiān)控;操作工級(jí)的權(quán)限最低，只能實(shí)時(shí)監(jiān)控。登錄之后的操作員擁有自己的訪問級(jí)別($AccessLevel)，決定了其對(duì)操作站軟件的操作權(quán)限。比如，某些重要參數(shù)(如PID參數(shù))的修改只能讓儀表工級(jí)以上級(jí)別的人($AccessLevel>6000)操作，則可在按鈕動(dòng)畫鏈接的Miscellaneous\Disable(on)屬性的條件表達(dá)式中寫上$AccessLevel<6000，沒有登錄或訪問級(jí)別不夠的人就無法觸發(fā)此按鈕。< p="">

5結(jié)語(yǔ)

　　本套控制系統(tǒng)自2009年10月開始調(diào)試，至2010年10月已具備手動(dòng)、半自動(dòng)投運(yùn)條件，從2009年10月運(yùn)行至2010年1月，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行操作人員對(duì)系統(tǒng)提出的修改意見，對(duì)程序邏輯和監(jiān)控畫面作了進(jìn)一步的修改、完善，在濁度、電導(dǎo)、pH、水位、流量、壓力、差壓等儀表調(diào)試完成后，經(jīng)一段時(shí)間觀察及手動(dòng)測(cè)量對(duì)比，儀表測(cè)量準(zhǔn)確可靠，系統(tǒng)可以自動(dòng)運(yùn)行。自2010年1月以來，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定、可靠，極大地節(jié)省了人力，降低了運(yùn)行操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，達(dá)到了設(shè)計(jì)的要求。

參考文獻(xiàn)

[1]馬正午，周德興.過程可視化組態(tài)軟件InTouch應(yīng)用技術(shù)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2006