基于泓格I-8811嵌入式控制器的電站廢水處理的控制系統(tǒng)

發(fā)布時(shí)間:2008/6/3 0:00:00 訪問(wèn)次數(shù):421

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　　鍋爐作為熱電站的主要設(shè)備，要求安全長(zhǎng)周期運(yùn)行，其中結(jié)垢是影響壽命的主要因素，對(duì)水的要求比較高。鍋爐用水是將水在一定的溫度和壓力下加熱產(chǎn)生蒸汽，用蒸汽作為傳熱和動(dòng)力的介質(zhì)，對(duì)于低壓和中壓鍋爐，這種鍋爐對(duì)水質(zhì)要求稍低；而高壓鍋爐對(duì)水質(zhì)要求非常高。凡能導(dǎo)致鍋爐、給水系統(tǒng)及其它熱力設(shè)備腐蝕、結(jié)垢及引起汽水共騰現(xiàn)象，使離子交換樹(shù)脂中毒的雜質(zhì)如溶解氧、可溶性二氧化硅、鐵以及余氯等都應(yīng)大部分或全部出去。在鍋爐水處理中，鍋爐補(bǔ)充水的離子交換水處理是最基本和最重要的水處理方法，我單位三個(gè)電站均采用這種方法。離子交換樹(shù)脂失效后必須加堿或加酸進(jìn)行還原，因此產(chǎn)生大量的酸堿廢水，直接外排不但影響環(huán)境，而且受到環(huán)保部門(mén)的監(jiān)視，造成不必要的損失，直接影響經(jīng)濟(jì)效益。
　　一、酸堿廢水處理方法
　　廢水排放的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)為ph值在6.0～8.5之間，因而廢水處理的基本方法：酸性水加堿，堿性水加酸，即廢水中和處理，使廢水的ph值達(dá)到6.0～8.5之間，進(jìn)行合格排放。
　　理想的情況是采用在線處理方法，即一邊排放，一邊根據(jù)檢測(cè)的ph值加酸或加堿，達(dá)到中性水的標(biāo)準(zhǔn)，是我們科技人員追求的目標(biāo)，但由于受到來(lái)水水質(zhì)以及ph值檢測(cè)滯后等因素的影響，目前國(guó)內(nèi)還沒(méi)有成功應(yīng)用的案例。我單位二電站廢水處理改造前的方法基本上是按這種原理，并且采用了plc可編程控制器，效果不理想�，F(xiàn)在普遍采用靜態(tài)處理方法，即將化學(xué)廢水集中到處理池子中，當(dāng)池子的液位達(dá)到一定高度時(shí)進(jìn)行中和處理。
　　根據(jù)陰陽(yáng)床還原水的特點(diǎn)，陽(yáng)床多于陰床，處理池中廢水一般呈酸性，加適當(dāng)堿進(jìn)行中和即能達(dá)標(biāo)。怎樣加堿加多少堿，是我們研究的主要問(wèn)題。
　　過(guò)去的方法靠人工加堿，由于沒(méi)有在線ph計(jì)，加堿過(guò)程只能憑感覺(jué)，不是加多了就是加少了。因此我單位提出對(duì)原系統(tǒng)進(jìn)行改造，采用計(jì)算機(jī)控制加堿過(guò)程。加多少堿由計(jì)算機(jī)根據(jù)在線ph值自動(dòng)進(jìn)行。由于每天處理的廢水量大，要求每池廢水處理的時(shí)間越短越好，即要求加完堿后，池中很快混合均勻�；旌系姆椒ㄓ校�
　�、俪刂屑訑嚢铏C(jī)攪拌，如二電站改造前的小中和池方案；
　�、诔刂屑颖瑲忸^進(jìn)行攪拌，如一電站采取的多點(diǎn)加堿加爆氣頭方案；
　�、奂友h(huán)泵使水循環(huán)，如二電站的循環(huán)管道加堿方案，堿不但在管道中混合均勻，而且經(jīng)過(guò)池中的循環(huán)達(dá)到均勻。
　　二、計(jì)算機(jī)控制的酸堿廢水處理原理
　　鍋爐水處理系統(tǒng)的酸堿廢水處理現(xiàn)場(chǎng)和操作室之間距離比較遠(yuǎn)，強(qiáng)電控制柜放在現(xiàn)場(chǎng)控制室，為了防止干擾計(jì)算機(jī)通過(guò)中間繼電器去控制。酸堿廢水處理現(xiàn)場(chǎng)由處理池、貯水池、堿罐、加堿泵、用于處理池?cái)嚢璧难h(huán)泵或風(fēng)機(jī)、用于處理池和貯水池之間的倒水泵、電動(dòng)閥門(mén)以及各種測(cè)量?jī)x表組成。
　　需要檢測(cè)的數(shù)據(jù)：處理池和貯水池的液位、堿罐液位、管道ph值、池子ph值、外排ph值和流量。
　　需要控制的設(shè)備有：循環(huán)液下泵或風(fēng)機(jī)、倒水泵、加藥計(jì)量泵、電動(dòng)閥門(mén)
　　原理：測(cè)量數(shù)據(jù)直接進(jìn)入控制器中，各種電機(jī)的控制是由控制器的開(kāi)關(guān)量輸出控制中間繼電器的吸合，再由中間繼電器的常開(kāi)觸點(diǎn)控制現(xiàn)場(chǎng)控制柜的各回路的接觸器動(dòng)作，從而啟動(dòng)或停止各設(shè)備工作。同時(shí)接觸器的一對(duì)常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，反饋給繼電器柜的輸入繼電器，中間繼電器的觸點(diǎn)作為控制器的開(kāi)關(guān)量輸入，輸入給計(jì)算機(jī)用以判斷設(shè)備是否可靠啟動(dòng)，以及判斷設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。
　　
圖1　控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

　　各設(shè)備的操作可以在三個(gè)地方操作：①計(jì)算機(jī)畫(huà)面上通過(guò)鼠標(biāo)操作；②現(xiàn)場(chǎng)控制柜面板上的操作；③設(shè)備旁的操作按鈕操作。
　　
　　三、控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)
　　3.1 系統(tǒng)硬件配置
　　系統(tǒng)采用上下位機(jī)的控制方式。上位機(jī)采用工業(yè)pc機(jī)，與下位機(jī)采用485進(jìn)行通信，上位機(jī)主要完成工藝流程畫(huà)面的顯示，實(shí)時(shí)采集各點(diǎn)值，并在畫(huà)面上動(dòng)態(tài)顯示實(shí)際值，自動(dòng)保存各點(diǎn)值，自動(dòng)報(bào)警、統(tǒng)計(jì)打印、報(bào)表等。下位機(jī)采用臺(tái)灣泓格的i-8811嵌入式控制器，它由各種ai、ao、di、do等卡件組成。其功能，現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)經(jīng)過(guò)線纜，傳輸?shù)叫盘?hào)處理卡，處理成便于計(jì)算機(jī)處理的1～5v直流信號(hào)，a/d轉(zhuǎn)換后，經(jīng)過(guò)485上傳給上位機(jī)。對(duì)于調(diào)節(jié)回路各回路的輸入信號(hào)與上位機(jī)下傳的給定信號(hào)進(jìn)行比較，如果超出設(shè)定的調(diào)節(jié)偏差范圍，則按照上位機(jī)下傳的pid系數(shù)進(jìn)行pid調(diào)節(jié)，結(jié)果經(jīng)輸出模塊處理后去控制調(diào)節(jié)閥。
　　3.2 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
　　上位機(jī)的監(jiān)控軟件采用interllution 公司的ifix2.6版本，它是基于多任務(wù)，多平臺(tái)，實(shí)時(shí)性好，開(kāi)放性好的集成軟件包。集成了com/dcom、opc、vba、activex等最先進(jìn)的現(xiàn)代軟件技術(shù)，使所有的應(yīng)用組件都可以無(wú)縫集成到一個(gè)系統(tǒng)中，并且數(shù)據(jù)可以很方便地在網(wǎng)絡(luò)上共享。用它生成的系統(tǒng)穩(wěn)定可靠，在工控領(lǐng)域已廣泛應(yīng)用。臺(tái)灣泓格不但提供了控制器的測(cè)試軟件，而且免費(fèi)提供了與ifix的接口程序。系統(tǒng)采用組態(tài)軟件i

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　　鍋爐作為熱電站的主要設(shè)備，要求安全長(zhǎng)周期運(yùn)行，其中結(jié)垢是影響壽命的主要因素，對(duì)水的要求比較高。鍋爐用水是將水在一定的溫度和壓力下加熱產(chǎn)生蒸汽，用蒸汽作為傳熱和動(dòng)力的介質(zhì)，對(duì)于低壓和中壓鍋爐，這種鍋爐對(duì)水質(zhì)要求稍低；而高壓鍋爐對(duì)水質(zhì)要求非常高。凡能導(dǎo)致鍋爐、給水系統(tǒng)及其它熱力設(shè)備腐蝕、結(jié)垢及引起汽水共騰現(xiàn)象，使離子交換樹(shù)脂中毒的雜質(zhì)如溶解氧、可溶性二氧化硅、鐵以及余氯等都應(yīng)大部分或全部出去。在鍋爐水處理中，鍋爐補(bǔ)充水的離子交換水處理是最基本和最重要的水處理方法，我單位三個(gè)電站均采用這種方法。離子交換樹(shù)脂失效后必須加堿或加酸進(jìn)行還原，因此產(chǎn)生大量的酸堿廢水，直接外排不但影響環(huán)境，而且受到環(huán)保部門(mén)的監(jiān)視，造成不必要的損失，直接影響經(jīng)濟(jì)效益。
　　一、酸堿廢水處理方法
　　廢水排放的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)為ph值在6.0～8.5之間，因而廢水處理的基本方法：酸性水加堿，堿性水加酸，即廢水中和處理，使廢水的ph值達(dá)到6.0～8.5之間，進(jìn)行合格排放。
　　理想的情況是采用在線處理方法，即一邊排放，一邊根據(jù)檢測(cè)的ph值加酸或加堿，達(dá)到中性水的標(biāo)準(zhǔn)，是我們科技人員追求的目標(biāo)，但由于受到來(lái)水水質(zhì)以及ph值檢測(cè)滯后等因素的影響，目前國(guó)內(nèi)還沒(méi)有成功應(yīng)用的案例。我單位二電站廢水處理改造前的方法基本上是按這種原理，并且采用了plc可編程控制器，效果不理想�，F(xiàn)在普遍采用靜態(tài)處理方法，即將化學(xué)廢水集中到處理池子中，當(dāng)池子的液位達(dá)到一定高度時(shí)進(jìn)行中和處理。
　　根據(jù)陰陽(yáng)床還原水的特點(diǎn)，陽(yáng)床多于陰床，處理池中廢水一般呈酸性，加適當(dāng)堿進(jìn)行中和即能達(dá)標(biāo)。怎樣加堿加多少堿，是我們研究的主要問(wèn)題。
　　過(guò)去的方法靠人工加堿，由于沒(méi)有在線ph計(jì)，加堿過(guò)程只能憑感覺(jué)，不是加多了就是加少了。因此我單位提出對(duì)原系統(tǒng)進(jìn)行改造，采用計(jì)算機(jī)控制加堿過(guò)程。加多少堿由計(jì)算機(jī)根據(jù)在線ph值自動(dòng)進(jìn)行。由于每天處理的廢水量大，要求每池廢水處理的時(shí)間越短越好，即要求加完堿后，池中很快混合均勻�；旌系姆椒ㄓ校�
　　①池中加攪拌機(jī)攪拌，如二電站改造前的小中和池方案；
　�、诔刂屑颖瑲忸^進(jìn)行攪拌，如一電站采取的多點(diǎn)加堿加爆氣頭方案；
　�、奂友h(huán)泵使水循環(huán)，如二電站的循環(huán)管道加堿方案，堿不但在管道中混合均勻，而且經(jīng)過(guò)池中的循環(huán)達(dá)到均勻。
　　二、計(jì)算機(jī)控制的酸堿廢水處理原理
　　鍋爐水處理系統(tǒng)的酸堿廢水處理現(xiàn)場(chǎng)和操作室之間距離比較遠(yuǎn)，強(qiáng)電控制柜放在現(xiàn)場(chǎng)控制室，為了防止干擾計(jì)算機(jī)通過(guò)中間繼電器去控制。酸堿廢水處理現(xiàn)場(chǎng)由處理池、貯水池、堿罐、加堿泵、用于處理池?cái)嚢璧难h(huán)泵或風(fēng)機(jī)、用于處理池和貯水池之間的倒水泵、電動(dòng)閥門(mén)以及各種測(cè)量?jī)x表組成。
　　需要檢測(cè)的數(shù)據(jù)：處理池和貯水池的液位、堿罐液位、管道ph值、池子ph值、外排ph值和流量。
　　需要控制的設(shè)備有：循環(huán)液下泵或風(fēng)機(jī)、倒水泵、加藥計(jì)量泵、電動(dòng)閥門(mén)
　　原理：測(cè)量數(shù)據(jù)直接進(jìn)入控制器中，各種電機(jī)的控制是由控制器的開(kāi)關(guān)量輸出控制中間繼電器的吸合，再由中間繼電器的常開(kāi)觸點(diǎn)控制現(xiàn)場(chǎng)控制柜的各回路的接觸器動(dòng)作，從而啟動(dòng)或停止各設(shè)備工作。同時(shí)接觸器的一對(duì)常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，反饋給繼電器柜的輸入繼電器，中間繼電器的觸點(diǎn)作為控制器的開(kāi)關(guān)量輸入，輸入給計(jì)算機(jī)用以判斷設(shè)備是否可靠啟動(dòng)，以及判斷設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。
　　
圖1　控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

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