1 工藝簡介

　　延煉污水回用裝置建成于2009年，處理能力為400m3/h，生產準一級脫鹽水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、細菌，滿足反滲透系統(tǒng)的進水要求。超濾系統(tǒng)采用ZENON公司的ZeeWeed500d超濾過濾技術。超濾系統(tǒng)主要由超濾預過濾、加藥單元、膜鼓風機單元、UF膜池、透過液泵、反沖洗單元、排放液泵和化學清洗單元等組成。

　　(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、化學清洗單元及脫鹽水加堿調和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)對整個系統(tǒng)的運行、包括反洗、維護性清洗和化學清洗進行全自動控制，可實現(xiàn)現(xiàn)場就地手動、系統(tǒng)程序控制和中控室遠程控制，并可通過以太網(wǎng)與整個裝置集成。系統(tǒng)具有自動診斷、自動監(jiān)測、自動報警和系統(tǒng)聯(lián)鎖及參數(shù)設定功能，系統(tǒng)操作靈活、安全可靠、可以做到無人值守。

　　其主要監(jiān)測及控制指標:

　?、旁M水母管設余氯分析儀、濁度儀、溫度計和流量計，超濾進水設在線pH分析儀，pH值偏高時，自動加酸調節(jié)。

　?、菩跄齽┑耐都恿扛鶕?jù)給水流量按比例投加。

　?、敲刻壮瑸V均設有膜池液位計，PLC根據(jù)膜池的平均液位來控制產水流量，通過液泵的轉速進行調節(jié);同時監(jiān)測流經膜的水流量，當這一流量降低到一定程度時，系統(tǒng)自動進行反沖洗。

　　⑷超濾產水箱設液位計，根據(jù)產水箱液位調節(jié)進水流量。

　　⑸超濾反沖洗水池設液位計，當液位低時，開反洗水池進水閥，高時關閉。

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，可以對整個RO系統(tǒng)的運行，包括化學清洗及添加劑系統(tǒng)進行全自動控制，可實現(xiàn)現(xiàn)場就地手動、系統(tǒng)程序控制和中控室遠程控制。

　　其主要監(jiān)測及控制指標:

　　⑴反滲透的給水高壓泵入口設流量計，并根據(jù)流量控制加藥計量泵按比例加藥。

　?、品礉B透給水母管設OPR和電導率分析儀和溫度計，當進水泵運行10s后，溫度超高低限或OPR和電導率有一個高于設定值時，就報警停機。

　　⑶過濾器前后差壓，高壓泵增壓泵進、出口，反滲透一、二級及濃水側分別安裝壓力表，并設相應的聯(lián)鎖停機邏輯。

　　⑷進水箱液位低，產水箱液位高時，RO進入待機狀態(tài);清洗水箱液位低，停加熱器和清洗泵。

3 控制系統(tǒng)的構成

　　由于工藝包由兩個不同的廠家提供，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)構成圖

　　系統(tǒng)分為3層結構:上級管理操作層由一臺上位操作站和兩個操作屏構成，為保證裝置的安全可靠運行，分別配置了UF觸摸操作屏和RO觸摸操作屏，作為上位工控機的備用操作面板;下層的PLC控制層由CPU、通信模塊機I/O模塊組成，其I/O模塊可以連接各種現(xiàn)場儀表、調節(jié)閥、切斷閥以及繼電器等;中間為通信層，采用以太網(wǎng)。整個系統(tǒng)具有優(yōu)良的擴展性，在各個層次上用戶可以自由擴展，上層可隨意增加操作站、數(shù)據(jù)庫節(jié)點和管網(wǎng)通信結點等，是一個典型的集散控制系統(tǒng)。

4 軟件設計

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，內存型數(shù)據(jù)為InTouch 程序內部定義的變量，不需要通過I/O Server即可進行訪問;I/O型數(shù)據(jù)的來源一般為其它計算機節(jié)點或本機運行的其它程序，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)場的數(shù)據(jù)，經過處理，將控制命令傳給控制站，以監(jiān)控生產過程。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內部IP地址一致。

4.2 畫面組態(tài)

　　首先進行標記名字典定義。由于生產現(xiàn)場的所有數(shù)據(jù)都是I/O型，若要在操作站的動態(tài)畫面上顯示，就必須在InTouch標記名字典中定義每一個I/O變量，且與控制站(PLC)的內部地址一一對應， 如圖4所示。標記名為InTouch內部定義，可以根據(jù)儀表實際位號來定義，訪問名就是I/O Server中定義的相應的PLC名稱，項目就是該PLC內部地址。定義之后，該標記名就與這個PLC內部地址相對應。

????????　　接著設計了10余幅操作畫面，包括流程圖、報警、流量和液位趨勢圖、PID調節(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，及時發(fā)現(xiàn)異?，F(xiàn)象。對重要閥門設置了手動開關按鈕，保證系統(tǒng)的安全運行。所有的工藝操作可用鼠標在相應的畫面上進行，操作方便，界面友好。各閥門的開關狀態(tài)在畫面上用不同的顏色區(qū)分，即綠開紅關?！?/p>

4.3 系統(tǒng)監(jiān)控

　　系統(tǒng)報警時工控機發(fā)出報警聲，點擊操作畫面上的報警燈進入報警畫面可看到具體報警內容。所有的報警均有48h的歷史記錄。InTouch可以為每個數(shù)據(jù)定義報警信息，模擬量還可定義高、低、高高、低低報警值，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，處理各種報警信息，如彈出報警窗口或聲音提示。

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可以通過帳號管理機制，限制不同人員的訪問權限，來實現(xiàn)系統(tǒng)安全。在本系統(tǒng)中,共設置了3個級別的訪問權限，分為工程師級、儀表工級、操作工級。工程師級的權限最高,可以修改系統(tǒng)參數(shù)、畫面組態(tài)，退出InTouch，實時監(jiān)控;儀表工級可以修改參數(shù)，實時監(jiān)控;操作工級的權限最低，只能實時監(jiān)控。登錄之后的操作員擁有自己的訪問級別($AccessLevel)，決定了其對操作站軟件的操作權限。比如，某些重要參數(shù)(如PID參數(shù))的修改只能讓儀表工級以上級別的人($AccessLevel>6000)操作，則可在按鈕動畫鏈接的Miscellaneous\Disable(on)屬性的條件表達式中寫上$AccessLevel<6000，沒有登錄或訪問級別不夠的人就無法觸發(fā)此按鈕。< p="">

5結語

　　本套控制系統(tǒng)自2009年10月開始調試，至2010年10月已具備手動、半自動投運條件，從2009年10月運行至2010年1月，根據(jù)現(xiàn)場運行操作人員對系統(tǒng)提出的修改意見，對程序邏輯和監(jiān)控畫面作了進一步的修改、完善，在濁度、電導、pH、水位、流量、壓力、差壓等儀表調試完成后，經一段時間觀察及手動測量對比，儀表測量準確可靠，系統(tǒng)可以自動運行。自2010年1月以來，系統(tǒng)運行穩(wěn)定、可靠，極大地節(jié)省了人力，降低了運行操作人員的勞動強度，達到了設計的要求。

參考文獻

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