PLC 在鈷萃取污水處理站的應(yīng)用

郎 明

（新鑫礦業(yè)股份公司阜康冶煉廠 阜康 831500）

1 引言

隨著計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的迅速發(fā)展，以微機(jī)處理為核心的可編程序控制器（PLC）控制已逐步取代繼電器控制，現(xiàn)已普遍應(yīng)用于各行各業(yè)的自動(dòng)控制領(lǐng)域。阜康冶煉廠為減員增效，提高自動(dòng)化程度，在近幾年的新增項(xiàng)目中，都采用PLC、DCS控制系統(tǒng)。在實(shí)踐運(yùn)行中，得到很高的評(píng)價(jià)。其性能安全可靠，方便操作維護(hù)。

PLC技術(shù)經(jīng)過多年的發(fā)展，已經(jīng)變得相當(dāng)成熟，軟硬件可靠性都非常高。采用PLC做為核心控制器來實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程操作、自動(dòng)控制。不僅僅節(jié)約人力成本，而且可以消除人工操作帶來的諸多不可靠因素，從而大大提高生產(chǎn)的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性。

2 原因說明

阜康冶煉廠新建鈷萃取項(xiàng)目，采用PLC、DCS控制系統(tǒng)。其項(xiàng)目中的污水處理系統(tǒng)，配堿工作是由人工操作完成。其原因是我廠使用的都是袋裝固態(tài)堿，在污水處理時(shí)需要添加堿進(jìn)行酸堿中和。而在間排槽、連排槽罐內(nèi)操作加堿的過程中，全都是由人工一袋一袋往槽體內(nèi)加固態(tài)堿，無法實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。

污水處理站需要加堿的共有三個(gè)槽罐，其兩個(gè)間排槽一個(gè)連排槽。需要加堿時(shí)，首先由兩個(gè)人到廠房里固態(tài)堿堆放點(diǎn)，用拉車一袋一袋裝上車，推到污水處理站，再一袋一袋卸下車。然后由一個(gè)人在零平面綁好袋子，一個(gè)人登上三米高的槽面操作單梁吊，將固態(tài)堿一袋一袋吊到槽面，最后在槽面上的人用刀子劃開袋子往槽體內(nèi)加堿。零平面的人觀察PH計(jì)控制加堿量，有時(shí)中和反應(yīng)慢加堿量無法準(zhǔn)確控制，就會(huì)造成材料成本的浪費(fèi)。有時(shí)堿液反應(yīng)強(qiáng)烈可能發(fā)生噴濺現(xiàn)象，操作人員存在較大的安全風(fēng)險(xiǎn)，存在一定的危險(xiǎn)性。這樣三個(gè)槽罐配完堿，工人都累得不行。在加堿的過程中，廠房里需要操作其它設(shè)備時(shí)，他們還要回到工作崗位干些別的工作，給生產(chǎn)增加很大負(fù)擔(dān)。另外廠里在不斷減員的情況下，車間的生產(chǎn)任務(wù)顯得格外緊張。

針對(duì)此情況，廠部決定改變現(xiàn)狀，污水加堿采用液態(tài)堿。通過堿液池由電機(jī)泵、管道輸送、電動(dòng)閥門進(jìn)液、遠(yuǎn)程控制操作?？梢越鉀Q人工不足的現(xiàn)狀，降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度，同時(shí)提高自動(dòng)化控制水平，又可以提高生產(chǎn)效率。

3 制定方案

廠部決定使用液態(tài)堿，那就需要輸送泵、電動(dòng)閥控制操作，此項(xiàng)課題交電儀中心來完成。這是我廠以來，第一次由電氣技術(shù)員自己設(shè)計(jì)、自己配置、自己安裝使用的PLC控制設(shè)備。全面了解其性能要求，制定前期方案。

（1）了解液態(tài)堿池的安裝位置，確定液堿泵的安裝位置，控制方式。

（2）確定管道的走向位置，兩個(gè)間排槽、一個(gè)連排槽進(jìn)液電動(dòng)閥的安裝位置。

（3）確定設(shè)備負(fù)荷的載流量，確定電纜的規(guī)格、長(zhǎng)度、安裝位置。

（4）確定PLC的型號(hào)，通訊模塊型號(hào)及連接方式。

（5）確定光纖收發(fā)器的安裝位置。

（6）根據(jù)材料配置控制箱，確定控制箱安裝位置。

（7）中控室力控組態(tài)軟件查找相關(guān)點(diǎn)位，組態(tài)畫面制作，動(dòng)態(tài)連接。

（8）組態(tài)軟件程序的編制與下載。

（9）確定控制箱的控制方式，操作方法。

（10）確定電動(dòng)閥的控制接線方式。

4 方案實(shí)施

（1）液堿泵的控制，是利用鈷萃取低壓配電室內(nèi)的備用設(shè)備端來安裝使用。由中控室上位機(jī)遠(yuǎn)程控制操作和現(xiàn)場(chǎng)就地控制操作啟停泵。

（2）污水間三臺(tái)電動(dòng)閥門，按照電氣要求選擇2.5平方電纜，規(guī)范布線安裝。

（3）控制箱根據(jù)元器件的規(guī)格合理配置，箱門設(shè)計(jì)有遠(yuǎn)程、就地控制。

（4）控制箱體安裝在污水間低壓控制柜的旁邊，便于從控制柜提取控制電源，便于通訊信號(hào)線的連接。節(jié)約成本，方便運(yùn)行人員操作。

圖1

（5）西門子200編程軟件中通過相關(guān)設(shè)置完成S7-200PLC與通訊模塊CP243-1配置

（6）西門子S7-200PLC，通過西門子通訊模塊CP243-1連接

（7）S7-200PLC與力控組態(tài)軟件通訊S7-200 TCP協(xié)議、IP地址、IO組態(tài)

（8）PLC端口的配置及內(nèi)部程序編制（圖1）

（9）PLC外部接線圖（圖2）

(10)上位機(jī)組態(tài)畫面的制作，動(dòng)態(tài)連接，操作可視化。

圖2

5 結(jié)束語(yǔ)

電儀中心自己設(shè)計(jì)的PLC控制系統(tǒng)，通過運(yùn)行調(diào)試，無論是就地還是遠(yuǎn)程均能實(shí)現(xiàn)電動(dòng)閥門的控制，同時(shí)也將運(yùn)行狀態(tài)準(zhǔn)確反映給上位機(jī)。此控制系統(tǒng)在運(yùn)行過程中整體性能穩(wěn)定可靠，故障率低，操作簡(jiǎn)單方便，大大降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了配液精度以及勞動(dòng)生產(chǎn)效率，提高了自動(dòng)化水平，達(dá)到了預(yù)期的目標(biāo)。