碱工业第12期 氯No.12
2007年12月Dec.,2007Chlor-AlkaliIndustry=仪表与自动化>
PLC在化工企业酸碱废水处理系统的应用
李晓杰
1*
,曹 英,井元和,罗 强,王喜有,孙 宁,关袆宁,葛 方,胡季伯
(1.葫芦岛市钢管工业有限公司,辽宁葫芦岛125003;
23333333
2.辽宁华锦化工集团有限责任公司,辽宁盘锦124021;3.沈阳化工股份有限公司,辽宁沈阳110026)
[关键词]酸碱废水;处理;控制系统
[摘 要]介绍了Twido型可编程控制器在化工企业酸碱废水处理系统的应用。阐述了系统的工艺流程、硬件配置、软件配置和控制系统完成的主要功能。
[中图分类号]TQ056 [文献标志码]B
[文章编号]1008-133X(2007)12-0042-03
随着生产规模的不断扩大,沈阳化工股份有限公司酸碱废水量越来越多,原废水处理站已不能满足大量的处理要求。为实现清洁文明生产和良性循环经济的可持续发展,沈阳化工股份有限公司在原废水处理站的基础上扩建了新的废水处理站。在新酸碱废水处理系统中,应用了Twido型可编程控制器(PLC)进行自动控制,下面就工艺流程、控制系统的软件和硬件方面介绍该控制系统的应用。
1 工艺流程
如图1所示,化工酸碱废水通过隔栅井进入调节池。当调节池内水位在中高位时,启动废水循环泵,当泵运转正常、pH计显示稳定时,逐渐调节泵出口阀门,使其达到所需工况,保持调节池内废水水质均衡。
图1 酸碱废水处理工艺流程简图
当调节池内废水pH值<6时,启动酸水中和泵,采用石灰石中和处理酸性废水,调节转子流量计
控制中和量,确保废水达到排放标准;在必要时,当调节池内废水pH值<6时,也可以采用废水提升泵,将废水提升至混合器,系统根据pH值自动调节加药量,稳定池内废水pH值在6~9。启动提升泵的同时,打开鼓风机,保证中和池和稳定池均匀曝气。
当调节池内废水pH值在6~9时,启动废水提升泵,将废水提升至稳定池内直接排出。启动提升泵的同时,打开鼓风机,保证中和池和稳定池均匀曝
*
气。
当调节池内废水pH值>9时,启动废水提升泵,将废水提升至混合器,自动控制系统根据pH值调节加药量,保证稳定池废水pH值在6~9。启动提升泵的同时,打开鼓风机,保证中和池和稳定池均匀曝气。
2 控制系统的构成
由于整个系统涉及的设备、系统控制点较多,相互距离远近不一,故自控系统采用分路收集信息、集
[作者简介]李晓杰(1969)),女,助理工程师,毕业于辽阳电子工业学校。[收稿日期]2007-01-15
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李晓杰等:PLC在化工企业酸碱废水处理系统的应用
仪表与自动化
中远程控制设备的方法。该自控系统的控制核心为PLC,它接受到传输信号后,按事先输入的程序指令对设备进行操作,保证系统的正常运行。同时将设备、控制点信息显示在控制面板上,便于操作人员及时掌握系统运行情况。该装置可实现废水处理系统的自动运行,在设备检修时可转为手动控制方式,保证维护设备的同时废水处理正常进行。
根据工艺要求,系统控制容量如下:开关量输入,50点;开关量输出,56点。2.1 系统的硬件配置及功能
系统的硬件配置7个模件,包括1个主体模件和6个扩展模块。主体模件为一体型40I/O控制器,其具体型号为TWDLCAA40DRF。其本身供电为100/240VAC,最多允许数字量的输入为24点、输出为16点,其中继电器输出为14点,晶体管输出为2点。它最多可允许扩展7个I/O模块。其额定输入电压为24V漏型/源型(正或负逻辑),而输入电压范围在直流20.4~26.4V。额定输入电流对于I0.0,I0.1,I0.6,I0.7为11mA,其余为7mA。其输出电流对于继电器为2A,晶体管为1A。
该控制器的扫描周期为2~150ms,执行一条列表指令的时间为0.14~0.9Ls,其存储器容量对于数据来说可以有3000个内存字、256个内存位,对于程序来说可以有3000条列表指令(如果带有1个kB卡,可以有6000条列表指令)。其定时器为128个,计数器为128个。
该控制器带有1个mini-DIN型RS-485串口连接器,用于连接编程终端。其传输速率可达38.4kbits/s。其通讯协议为Modbus主/从RTU,ASCII字符模式。该连接器由内部电源供电,必须用于和TwidoSoft编程软件通信,它与PC的连接可以通过TSXPCX电缆,也可以通过电话线、调制解调器连接。TSXPCX电缆中的TSXPCX1031电缆可以转换EIARS-232和RS-485间的信号,而TSXPCX3030电缆可以转换USB和RS-485间的信号,两种模式的转换可以通过电缆上的转换开关实现。
该控制器带有2个模拟电位器。其中1点可调范围在1~1023,另1点可调范围在1~511。该控制器带有1个扩展连接器,用于增加第2个RS-232C/RS-485串口,该串口可以使用TWDNAC系列适配器。
该控制器位于底部的一个连接器可以安装存储卡插件TWDXCPMFK或存储卡插件TWDXCPMFK32。
该控制器的一个显示区域可以显示控制器的状态(PWR、RUN、ERR和STAT)、输入及输出状态(IN
和OUT)。
该控制器的右面板上后方的连接器用于连接I/O扩展模块TWDD系列、TWDA系列和TWDNOI10M3。
扩展模件1~3为开关量输入模块,其型号为TWDDDI16DT。它允许16个直流24V输入,输入电压范围在直流20.4~28.8V之间,而输入电流为每点7mA。
扩展模件4~5为开关量继电器输出模块,其型号为TWD8DDRA8RT。它允许8个继电器输出,输出电压范围20.4~30.0V,而输出电流最大为2A。
扩展模件6为开关量晶体管输出模块,其型号为TWDDDO32TK。它为32个直流24V晶体管输出,输出电压在直流20.4~28.8V,而输出电流额定为0.1A。2.2 系统的软件组成及功能
系统软件采用了TwidoSoft3.2版。TwidoSoft作为一个图形开发环境,用于Twido型可编程控制器应用程序的创建、配置和维护。TwidoSoft允许使用不同类型的语言创建程序,然后传递应用程序到控制器运行。
TwidoSoft是一个32位的基于Windows操作系统的软件,运行环境为个人计算机的MicrosoftWin2dows98第2版、MicrosoftWindows2000专业版或MicrosoftWindowsXP操作系统。因此它具有标准的Windows用户接口,可用于Twido控制器的编程、配置、通信和控制。
该软件要求PC的最低配置为Pentium300MHz,128MBRAM,40MB的硬盘可用空间。
一个可编程控制器是基于控制程序来读输入、写输出的,并解决逻辑问题。而创建一个Twido控制器的控制程序就是在Twido的一种编程语言中写一系列的指令。Twido的编程语言有以下3种。
(1)指令列表语言。一个指令列表语言是由布尔表达式写成的一个逻辑表达序列。指令列表语言写成的程序由一系列控制器顺序执行的指令组成。
(2)梯形图。梯形图是图形方式的逻辑表达。梯形图类似于表示继电器控制电路的继电器逻辑图,图形元素线圈、触点和模块等表示指令。(3)Grafcet语言。Grafcet语言由一系列的步和转换组成,Twido支持Grafcet指令系统,但不支持图形Grafcet。Grafcet分析法将连续控制系统分为一
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系列的步,包括相关的动作、转换和条件。
列表/梯形图的转换可逆特性使得一个程序可以很方便地从梯形图转化为列表或从列表转化为梯
形图。
图2显示了TwidoSoft编程软件在该系统中的应用。
图2 TwidoSoft编程软件在该系统中的应用图示
在图2中除了可以看到标准的基于Windows操作系统的软件所具有的标题栏、菜单栏、主工具栏和状态条外,还可以看到特殊的应用浏览器(图2中左侧)、编辑器和浏览器(图2中右侧)。应用浏览器是一个为应用程序提供树型浏览的可伸缩窗口。可伸缩窗口和工具栏可以移动且可依附在母窗口的边界。逻辑层次中出现的应用程序的项是以它们在应用程序中的关系为依据的,这些项被组织成为锯齿状的外形并可被扩展和关闭。应用浏览器方便地在应用程序中组织这些项,因此用户无需亲自搜索它们。编辑器和浏览器则是TwidoSoft的窗口,为应用程序的有效开发和配置提供了方便,这包括了列(上接第41页)
参考文献
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表编辑器、梯形图编辑器、动态数据表编辑器、配置编辑器、符号编辑器、存储器编辑器、交叉引用浏览器、程序错误浏览器、对象浏览器。
3 结 语
该系统自2006年9月正式改造完成投入生产
以来,运行效果很好。保证了酸碱废水处理系统的安全稳定运行,为沈阳化工股份有限公司实现清洁文明生产和良性循环经济的可持续发展提供了保障。此种方法经济实用,值得同行业借鉴。
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[编辑:董红果]
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