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PLC在太钢热连轧水处理中的应用

jhlu3  发表于 2009/7/16 18:02:07      941 查看 0 回复  [上一主题]  [下一主题]

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太钢热连轧每天用水量20万t左右,在废水中含有污油、铁鳞、污泥等,将这20万t废水经过处理后循环使用,对我们这个水资源缺乏地区具有深远的意义。水处理是一项复杂的生产过程,为此我们在这项工程设计中采用了PLC技术自动完成水处理的全过程控制。 
1 水处理设备对电气控制系统的要求
  (1) 层流冷却给水泵为N1泵组,P = 132kW,~380V,4台,带电动阀,3用1备。
  (2) 层流冷却过滤给水泵为N2泵组,P = 160kW,~380V,4台,带电动阀,3用1备。
  (3) 粗、精轧冷却给水泵为N3泵组,P = 132kW,~380V,4台,带电动阀,3用1备。
  (4) 粗、精轧过滤冷却给水泵为N4泵组,P = 160kW,~380V,4台,带电动阀,3用1备。
  (5) 反冲洗给水泵为N5泵组,P = 75kW,~380V,2台,带电动阀,1用1备。
  (6) 中压浊循环给水泵为N6泵组,P = 630kW,~6kV,6台,带电动阀,5用1备。
  (7) 低压浊循环给水泵为N7泵组,P = 300kW,~6kV,4台,带电动阀,3用1备。
  (8) 层流冷却泵为N8泵组,P = 115kW,~380V,5台,带电动阀,4用1备。
  以上泵组操作方式为自动、集中操作、现场操作。
2 电气自动控制系统的硬件配置
  水处理设备电气控制系统中配置了SG-8可编程序控制器,该机具有从顺序控制到模拟量控制、计数控制、逻辑运算等各种控制功能,适应于广泛需要的丰富的指令体系,可自由地构成上位通信、PC通信、远程I/O通信和分散远程I/O通信网络。硬件为模拟结构,从电源模板、扩展板、CPU、存储器到I/O模板都可分别拔插。PLC硬件配置如图1所示。
图1 硬件配置示意图 
  输入为384点数字量信号,采用光电隔离的24VDC输入模板G-01N共24块,每块16点输入。主要用于操作方式的选择,水泵运行、压力、水位、电动阀限位的信号输入。
  输出为206点,采用光电隔离的24VDC输出模板G-01T共16块,每块16点输出。通过中间继电器柜控制水泵的起停,电动阀的开闭,备用水泵的投入,模拟屏信号的显示和事故报警。
3 应用功能
  (1) 自动方式 由PLC来完成,首先根据生产用水要求发出起泵指令,水泵起动后,当压力达到给定值时电动阀门打开(若超过3min电动阀门仍打不开,报警并停该泵,备用泵自动投入)。当吸水井水位在最低线(▽-1.000m)时,报警并延时逐台停泵。水位回升后,水泵继续工作。水泵运行过程中某台泵发生故障,则停该泵,相应的电动阀门自动关闭,备用泵自动投入。每个泵组的备用泵可任意指定。
  反冲洗水泵(N5泵组)除有上述功能外,还要满足下列要求:
  1) 泥浆二沉池水位高于给定值(▽+0.85m)时不能起动反冲洗泵。
  2) 反冲洗泵吸水井水位低于给定值(▽+1.85m)时不能起动反冲洗泵。
  层流冷却泵(N8泵组)运行和高位稳压水池水位联锁运行制度如下。
  当水池水位L(高位稳压水池底部距地标高▽+7.8m):
  8.15m ≤ L<8.30m 4台泵工作
  8.30m ≤ L<8.40m 3台泵工作
  8.40m ≤ L<8.55m 2台泵工作
  8.55m ≤ L<8.65m 1台泵工作
  L≥8.65m N8泵组全部停止工作
  
  (2) 集中和现场操作规程 此功能没有联锁,只作为调试,检修,处理故障用。
4 软件设计
  PLC的软件是用梯形图编制的,为使软件在编制、调试过程中,简单明了,将热连轧水处理PLC控制的电气设备按工艺要求分成如下两大类。
  第1类为N1~N7泵组,软件框图见图2。主程序是根据输入指令和吸水井的水位来控制各泵组的工作。各泵组的水泵所带电动阀的开闭方式是一样的,故电动阀的编程采用子程序调用的方法较为方便。其作用就是在控制水泵满足开闭电动阀的逻辑关系时,直接调用电动阀的子程序即可。
图2 N1-N7泵组软件框图 
  第2类为N8泵组,软件框图略。根据高位水池水位来编制起动水泵工作的数量,在程序中考虑了相应配套的水泵电动阀的子程序。
  为了方便操作,还编制了显示与报警程序,每一步动作均在模拟屏上显示,当该步动作在规定要求内没有完成则视为事故并报警。
5 结束语
  太钢热连轧水处理工程于1994年8月8日正式投产,5年来该自动控制系统运行情况表明,经济效益非常显著,仅节约能源一项每年为55万元。而且系统运行可靠,控制精度高,可扩展性好,抗干扰能力强,操作维护方便,为热连轧的正常生产提供了可靠的保证。
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