淺述化學(xué)制水控制系統(tǒng)升級

柴先鎖

摘 要：本文介紹了大唐云岡電廠化學(xué)制水控制系統(tǒng)升級改造情況，對升級原因、方案以及升級取得的成效做了簡單闡述。

關(guān)鍵詞：PLC；CPU；冗余熱備

1 概述

我公司化學(xué)制水系統(tǒng)水源設(shè)計為南水廠、北水廠水源為主，冊田水作為備用水源，經(jīng)水廠一般性處理后，由水庫泵站輸送至廠內(nèi)公用水系統(tǒng)、循環(huán)水弱酸處理系統(tǒng)和補(bǔ)給水處理系統(tǒng)。由于冊田水含鹽量偏高，為節(jié)省酸、堿，特在混凝、過濾等予處理后設(shè)2×85t/h反滲透裝置，然后經(jīng)一級除鹽、二級除鹽后，變?yōu)楹细竦某}水，由除鹽水泵送入廠房補(bǔ)水箱。機(jī)組正常運(yùn)行時，除鹽設(shè)備一套運(yùn)行，出力為170t/h，滿足鍋爐正常補(bǔ)水和水箱貯水要求。當(dāng)機(jī)組啟動或事故時，另一套除鹽系統(tǒng)亦投運(yùn)，其中部分水由活性炭過濾器旁流直接進(jìn)入除鹽系統(tǒng)，使系統(tǒng)出力滿足鍋爐最大補(bǔ)水要求。

1.1 系統(tǒng)流程

鍋爐補(bǔ)給水系統(tǒng)：（南、北水廠）冊田水→生水加熱器→空氣分離器（ 機(jī)械攪拌澄清池（清水箱→清水泵→細(xì)砂過濾器（活性炭過濾器（5（m保安過濾器（加入高效阻垢劑）（高壓泵（反滲透裝置（預(yù)除鹽水箱→預(yù)除鹽水泵→陽床（除碳器（陰床（混床→二級除鹽水箱。鍋爐補(bǔ)給水處理系統(tǒng)出力確定為：額定69 t/h；最大96 t/h。

1.2 控制系統(tǒng)硬件

本控制系統(tǒng)的硬件包括：上位站、PLC控制器、程控柜、電源柜、電動門配電箱、電磁閥箱、儀表等。其中上位站、程控柜、電源柜、電動門配電柜放在控制室，電磁閥箱放在設(shè)備旁。

上位站（CRT）配置3套，主機(jī)選型為INTEL工控機(jī)ICA200型，配置：CPU為PIII 1G、256M內(nèi)存、40G硬盤、50倍速光驅(qū)、鼠標(biāo)和鍵盤、10/100M自適應(yīng)網(wǎng)卡。21”純平，分辨率1600×1280。

電源系統(tǒng)：供電電源為兩路獨立單相兩線制電源AC220V、50HZ、30A。電磁閥箱由武漢凱迪公司生產(chǎn)，內(nèi)裝ASCO電磁閥、配氣管路、氣動互聯(lián)件、配氣管、面板操作開關(guān)等。

1.3 軟件

PLC控制器采用MODICON公司的PLC系列產(chǎn)品，PLC編程軟件為concept組態(tài)軟件；監(jiān)控軟件為IFIX 3.5系列；文字、處理軟件為OFFICE2000；數(shù)據(jù)庫軟件為MICROSOFT SQL SERVER

上位站軟件：選用Intellution iFix監(jiān)控軟件，進(jìn)行補(bǔ)給水控制系統(tǒng)的流程畫面、自動操作窗口等的組態(tài)配置，包括補(bǔ)給水系統(tǒng)總畫面、生水加熱器、澄清池、雙閥濾池、細(xì)砂過濾器、活性炭過濾器、反滲透、及陽床、陰床、混床的反洗、再生子畫面以及預(yù)處理加藥和酸堿系統(tǒng)的子畫面。

PLC編程軟件為PL7組態(tài)軟件，所有程控自動功能、聯(lián)鎖保護(hù)邏輯、單操等全部在PLC程序中實現(xiàn)。

由于化學(xué)制水控制系統(tǒng)投入使用已有十余年，使用年限過長，以前配備的就地站內(nèi)存過小，系統(tǒng)性能較差，反應(yīng)較慢，經(jīng)常造成運(yùn)行人員誤操作；再者，該控制程序為PL7，且無中文注釋，程序的可閱讀性能極差，在日常維護(hù)中，不方便查閱。解決這些問題就是本次升級的目的所在。

2 升級原因

第一，該控制系統(tǒng)采用施耐德莫迪康昆騰PLC控制系統(tǒng)，CPU型號為140 CPU 11303，且為單路CPU控制，無冗余熱備功能。

第二，就地控制站配備一臺工程師站，安裝有IFIX 3.5畫面組態(tài)軟件，PL7邏輯組態(tài)軟件。由于該工程師站內(nèi)存過小，使用年限過長，所以經(jīng)常發(fā)生死機(jī)現(xiàn)象。

第三，工程師站電腦通過通訊電纜與CPU的Modbus plus接口相連實現(xiàn)通訊，由于中間三通接頭老化接觸不良，時常發(fā)生通訊中斷。

第四，PL7程序無注釋，在日常維護(hù)中，不方便查閱。

3 改造措施及方案

本次對化學(xué)制水控制系統(tǒng)升級改造包括硬件設(shè)備升級和軟件系統(tǒng)升級。

3.1 硬件設(shè)備升級

硬件設(shè)備升級包括以下兩個方面：

第一，更換工程師站電腦，新電腦內(nèi)存為4GB，操作系統(tǒng)為Windows XP。

第二，把原來140 CPU 11303卡件更換為140 CPU 671 60卡件，且增加一路備用CPU卡件，實現(xiàn)冗余熱備功能，把原來子站電腦通過MB+通訊線直接與CPU接口相連改為用雙絞線通過交換機(jī)與CPU通訊，原遠(yuǎn)程I/O柜不做改動，僅對CPU卡件進(jìn)行升級更換，CPU 主站包括熱備的兩個CPU 系統(tǒng)。每個CPU系統(tǒng)包括一個電源模塊140 CPS 114 20，一個CPU模塊140 CPU 671 60，一個CRP通訊模塊140 CRP 932 00，一個NOE模塊140 NOE 771 01.

3.2 軟件系統(tǒng)升級

軟件系統(tǒng)升級包括以下兩個方面：

第一，軟件安裝

把原有畫面組態(tài)軟件IFIX3.5升級為IFIX4.0，concept邏輯組態(tài)軟件改為UNYTY3.1。在工程師站新電腦上先安裝Office2003軟件和AutoCAD軟件，再安裝IFIX4.0畫面組態(tài)軟件，UNYTY3.1邏輯組態(tài)軟件。

第二，應(yīng)用程序的升級

Unity Pro 是用于Modicon Quantum PLC 的通用編程，調(diào)試和運(yùn)行軟件，在開發(fā)和兼容性上功能強(qiáng)大?？梢詫⒃械模籔L7應(yīng)用程序?qū)氲経nity Pro中，直接應(yīng)用轉(zhuǎn)換后的程序，并且確保邏輯的正確性。轉(zhuǎn)換過程是自動的，完整的應(yīng)用轉(zhuǎn)換過程為轉(zhuǎn)換-導(dǎo)入-分析，打開PL7 源文件轉(zhuǎn)換成Unity Pro 源文件，源文件導(dǎo)入生成Unity Pro文件，最后導(dǎo)入的文件由Unity Pro 進(jìn)行分析，如果轉(zhuǎn)換出現(xiàn)錯誤，會在轉(zhuǎn)換結(jié)束時自動打開輸出窗口進(jìn)行顯示，點擊輸出窗口相應(yīng)的行，直接訪問需要修改的程序行，修改對應(yīng)的轉(zhuǎn)換錯誤[1]。程序轉(zhuǎn)換完成后腰重新配置本地總線卡件型號與PLC實際卡件型號相一致.

Unity Pro編程軟件提供了內(nèi)置的PLC仿真器，對升級后的應(yīng)用程序可直接進(jìn)行PLC仿真模式的操作，在用戶程序中查找和記錄錯誤，仿真操作確認(rèn)無誤后通過UNITY編程電纜將程序下載到PLC中，聯(lián)機(jī)進(jìn)入標(biāo)準(zhǔn)模式進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)試。

4 系統(tǒng)在線調(diào)試

首先，程序下裝完成后檢查CPU卡件運(yùn)行狀態(tài)是否正常，是否在冗余熱備狀態(tài)，各卡件功能是否正常，有無異常報警。

其次，檢查Unity Pro程序能否與PLC在線連接，上位與下位程序是否相同，再次，檢查IFIX畫面通訊是否正常，有無壞點或異常。

最后，依次操作畫面執(zhí)行機(jī)構(gòu)，檢查與就地執(zhí)行器動作是否一致，反饋是否正常；檢查聯(lián)鎖保護(hù)能否正常投入，動作是否正常，確保程序手動自動均能正常進(jìn)行。