您的論文得到兩院院士關(guān)注控制系統(tǒng)文章編號(hào):1008-0570(200805-1-0077-02循環(huán)水自動(dòng)加藥系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)Research and Designs of the Adding Drugs for Circulation-Water System Automatically1東北電力大學(xué)輸配電工程系江吉林市女子中學(xué)孫和茹張金果寧亞媛2SUN He-ru ZHANG Jin-guo NING Ya-yuan摘要:本文在對(duì)石化企業(yè)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研,對(duì)工業(yè)控制計(jì)算機(jī)、檢測(cè)儀表及監(jiān)控軟件基本性能特點(diǎn)進(jìn)行充分分析和研究基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)與開發(fā)了基于工業(yè)組態(tài)軟件組態(tài)王65的循環(huán)水自動(dòng)加藥系統(tǒng)。該系統(tǒng)由IPC610PⅢ工控機(jī)和 SIEMENS S7-300PLC以及檢測(cè)儀表構(gòu)成。上位機(jī)采用工業(yè)組態(tài)軟件-- KINGVIEW6.5設(shè)計(jì)。下位機(jī)用于數(shù)據(jù)采集和各種藥品的投加控制關(guān)鍵詞:組態(tài)王65;PLC;加藥控制;工控機(jī)中圖分類號(hào):TP273文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:AAbstract: On the basis of the research on petrochemical works and the analysis and research on the basic capability of industrytrol computer inspecting instruments and state view software, this thesis designs and researches of the Adding Drugs for CirculationWater System Automatically base on KINGVIEW6 5 The system is made up of IPC610/PIll industrial computer and SIEMENS S7300 PLC and inspecting instruments. The industrial configuration software-KINGVIEW is used on the upper computer. The lower scomputer to collect data and to control all kinds of the drugsKey Words: Kingview65; PLC; Adding-drugged Control; IPC1引言接口將輸出的帶有地址的控制信號(hào)傳送到SMX02型或SMx-]創(chuàng)03型o模塊中,通過(guò)SMX-02型或SMX-03型VO模塊將控工業(yè)循環(huán)水是工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中不可缺少的部分優(yōu)良的水制信號(hào)由891495數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為4-2mA的模擬信號(hào)。質(zhì)對(duì)延長(zhǎng)生產(chǎn)設(shè)備的運(yùn)行周期,低能耗和生產(chǎn)成本提高經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)換后的控制信號(hào)傳送到機(jī)械式膜片計(jì)量泵來(lái)達(dá)到控制計(jì)量效益乃至環(huán)境的保護(hù)都具有重要意義。目前國(guó)內(nèi)工業(yè)循環(huán)水加泵的加藥量的目的。藥系統(tǒng)只能監(jiān)視模擬量數(shù)據(jù)及各閥門的狀態(tài),對(duì)閥門等設(shè)備的操作要求人工千預(yù)效率低勞動(dòng)量大。針對(duì)以上系統(tǒng)存在的問(wèn)題及循環(huán)水加藥系統(tǒng)的特點(diǎn),我們應(yīng)用 King view6.5組態(tài)軟件開發(fā)了循環(huán)水自動(dòng)加藥系統(tǒng)和上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)。本文研充的目的就是應(yīng)用 King view65組態(tài)軟件把傳統(tǒng)的控制操作變成計(jì)算機(jī)、鼠標(biāo)和鍵盤操作,計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)控制室的許多功能85轉(zhuǎn)2系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)如圖1所示。主要由上位機(jī)、下位機(jī)、現(xiàn)場(chǎng)儀表等設(shè)備組成。上位機(jī)采用研華IPC60PI工控機(jī),主要實(shí)現(xiàn)場(chǎng)儀表加約泵現(xiàn)工藝流程顯示,提供人機(jī)操作界面數(shù)據(jù)存儲(chǔ)統(tǒng)計(jì)報(bào)表及打印歷史趨勢(shì)曲線顯示等,同時(shí)指揮下位機(jī)執(zhí)行控制任務(wù)。下位機(jī)采用 SIEMENS S7-300PLC,各輸入點(diǎn)均采用20mA標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)。下位機(jī)主要實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集和控制功能。圖1硬件連接框圖上、下位機(jī)的通信,由RS232485實(shí)現(xiàn),具有很高的通信速率和可靠性。3控制方案的實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的各個(gè)檢測(cè)儀表從現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)到的信號(hào)是通過(guò)4~20mA該系統(tǒng)的控制任務(wù)主要是針對(duì)2種藥品的投加,采用了不的電流信號(hào)輸入到SMX∽02型或SMX-03型0模塊中,數(shù)據(jù)同的控制方案對(duì)2個(gè)計(jì)量泵進(jìn)行控制。兩種藥品的投加量最通過(guò)SMX-02模塊和SMX-03轉(zhuǎn)換后以 Mod bus協(xié)議R模終可歸結(jié)為2個(gè)計(jì)量泵的運(yùn)行時(shí)間。所以該系統(tǒng)主要是控制計(jì)式的串行通信方式通過(guò)RS232485轉(zhuǎn)換接口與計(jì)算機(jī)相連傳量泉的運(yùn)行時(shí)間。到上位機(jī),通過(guò)組態(tài)王的計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)運(yùn)行模式將下位機(jī)所輸31非氧化菌劑的加藥控制人的數(shù)據(jù)加以顯示。4-20mA的電流輸入信號(hào)與LO模塊所輸非氧化菌劑的投加與季節(jié)及環(huán)境溫度的變化密切相關(guān)需入的819-4096數(shù)字信號(hào)相對(duì)應(yīng)。上位機(jī)通過(guò)Rs32/485轉(zhuǎn)換依據(jù)不同情況確定投藥時(shí)間與投藥量。為此設(shè)計(jì)了兩種投藥孫和茹:碩士方案。既自動(dòng)加藥控制和手動(dòng)加藥控制。自動(dòng)加藥控制是根據(jù)控制系統(tǒng)中文核心期刊《微計(jì)算機(jī)信息》測(cè)控自動(dòng)化)2008年第24卷第51期季節(jié)變化、環(huán)境溫度、系統(tǒng)容積、投藥質(zhì)量濃度及計(jì)量泵的量42循環(huán)水加藥的作用程,給出相應(yīng)的控制算法控制計(jì)量泵的運(yùn)行時(shí)間,實(shí)現(xiàn)自動(dòng)加循環(huán)水加藥的目的是保持水質(zhì),水在不斷循環(huán)的過(guò)程中會(huì)藥控制。計(jì)量泵A的運(yùn)行時(shí)間TA可由下式確定:產(chǎn)生一些雜質(zhì)微生物等使水的PH值發(fā)生變化嚴(yán)重時(shí)會(huì)腐TA=(VXCAMLA蝕反應(yīng)器的表面。為了防止意外的發(fā)生,就必須要進(jìn)行加藥處其中V為系統(tǒng)容積(蓄水量,CA為計(jì)量泵A所加藥劑質(zhì)理以防止水質(zhì)變壞量濃度,LA為計(jì)量泵A的量程。手動(dòng)加藥控制是根據(jù)水質(zhì)的變而對(duì)水進(jìn)行加藥處理,就涉及到加藥量的問(wèn)題。怎樣對(duì)水化情況,由人工通過(guò)鍵盤或鼠標(biāo),隨時(shí)啟動(dòng)計(jì)量泵控制藥劑的質(zhì)進(jìn)行監(jiān)測(cè)根據(jù)檢測(cè)的數(shù)據(jù)應(yīng)該加多少藥等都要解決。水質(zhì)投加時(shí)間及投藥量。兩種控制方案可隨時(shí)切換監(jiān)測(cè)的主要方面有PH值電導(dǎo)率氧化還原電位ORP腐蝕率32緩蝕劑與阻垢劑的加藥控制等。根據(jù)以上參數(shù)對(duì)水進(jìn)行監(jiān)測(cè),了解水質(zhì)狀況。按照工廠的要愛(ài)蝕劑與阻垢劑的投加需根據(jù)補(bǔ)水量、循環(huán)水量電導(dǎo)求和循環(huán)水的流量總結(jié)出加藥量的算式率水溫、不同季節(jié)水的蒸發(fā)量濃縮倍數(shù)等參數(shù)來(lái)確定具體的43組態(tài)王65程序設(shè)計(jì)步驟投藥時(shí)間與投藥量,為此設(shè)計(jì)了4種控制方案。其中前3種為(1)定義變量構(gòu)建數(shù)據(jù)庫(kù)自動(dòng)加藥。計(jì)量泵B用來(lái)完成投加該藥品的任務(wù)。數(shù)據(jù)庫(kù)是聯(lián)系上位機(jī)和下位機(jī)的橋梁,是“組態(tài)王”最核心(1)流量比例控制的部分。組態(tài)王軟件中數(shù)據(jù)庫(kù)分為實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)和歷史數(shù)據(jù)庫(kù)根據(jù)補(bǔ)水量及要求的水中藥劑濃度計(jì)算出實(shí)際投藥量,再(2)畫面設(shè)計(jì)根據(jù)計(jì)量泵量程換算成計(jì)量泵的運(yùn)行時(shí)間,進(jìn)行連續(xù)投藥。計(jì)組態(tài)王65采用面向?qū)ο蟮木幊碳夹g(shù),使用戶可以為每個(gè)量泵B的運(yùn)行時(shí)間TB可由下式確定:應(yīng)用程序建立數(shù)目不限的畫面,在每個(gè)畫面上生成互相關(guān)聯(lián)的TB=(TW× MXCByLB靜態(tài)或動(dòng)態(tài)圖形對(duì)象。其中,TW為補(bǔ)水量累計(jì)時(shí)間,M為補(bǔ)水量,CB為計(jì)量泵B所(3)動(dòng)畫連接加藥劑質(zhì)量濃度,LB為計(jì)量泵的量程。此方案只考慮了補(bǔ)水量這定義組態(tài)王軟件的相關(guān)動(dòng)作(如點(diǎn)擊按鈕數(shù)據(jù)顯示數(shù)據(jù)技個(gè)主要因素對(duì)水藥比的影響對(duì)指標(biāo)要求不高的場(chǎng)合簡(jiǎn)便有效。改變編程事件編程等)(2)流量電導(dǎo)率控制(4)運(yùn)行和調(diào)試米根據(jù)補(bǔ)水量補(bǔ)水與循環(huán)水電導(dǎo)率蒸發(fā)量及濃縮倍數(shù)給在組態(tài)王軟件的實(shí)時(shí)運(yùn)行環(huán)境 TOUCHVIEW中運(yùn)行和調(diào)出控制算法確定投藥量控制計(jì)量泵連續(xù)投藥。此時(shí),計(jì)量泵試在畫面制作系統(tǒng)中建立的動(dòng)畫圖形畫面創(chuàng)B的運(yùn)行時(shí)間TB可由下式確定IB=(TW× MxNXCBVLE5結(jié)束語(yǔ)其中N是補(bǔ)水和循環(huán)水電導(dǎo)率有關(guān)的系數(shù)W為補(bǔ)水量累該系統(tǒng)經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試運(yùn)行,結(jié)果令人滿意,各項(xiàng)指標(biāo)滿足技計(jì)時(shí)間,M為補(bǔ)水量CB為計(jì)量泵B所加藥劑質(zhì)量濃度LB為計(jì)術(shù)要求。對(duì)節(jié)約工業(yè)用水,延長(zhǎng)工業(yè)裝置壽命提高經(jīng)濟(jì)效益量泵的量程。此方案比方案(1)更趨完善控制指標(biāo)高于前者。具有重要意義;系統(tǒng)顯示畫面豐富、直觀、操作界面簡(jiǎn)潔友(3流量-電導(dǎo)溫度等多參數(shù)控制好、使用方便。保證了現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行的安全可靠性,為現(xiàn)場(chǎng)操作人此方案考慮了多各因素對(duì)水質(zhì)的影響,綜合了上述兩種方員創(chuàng)造了高效率的工作環(huán)境,實(shí)現(xiàn)了較為先進(jìn)的過(guò)程控制和案,同時(shí)考慮了循環(huán)水入口溫度和出口溫度及季節(jié)變化的蒸發(fā)管理技術(shù)水平。水量失水量等因素。根據(jù)這些確定出相應(yīng)的控制算法,而且隨本文創(chuàng)新點(diǎn)在于將組態(tài)王與PLC聯(lián)系起來(lái),該系統(tǒng)具有季節(jié)不同可自動(dòng)修正此算法,使控制指標(biāo)更精確實(shí)時(shí)性好、速度快、可靠性高、運(yùn)行穩(wěn)定、調(diào)節(jié)靈活等優(yōu)點(diǎn)。即體(4手動(dòng)加藥控制力加藥了組態(tài)王界面友好而直觀的特點(diǎn)又能監(jiān)控PC的實(shí)時(shí)現(xiàn)場(chǎng)可根據(jù)實(shí)際情況,由人工通過(guò)鍵盤或鼠標(biāo)隨時(shí)啟動(dòng)加藥控制狀態(tài)有著較好的實(shí)用性及可推廣性泵控制投加時(shí)間和投加量。上述4種方案可任意切換參考文獻(xiàn):4基于組態(tài)王的軟件設(shè)計(jì)[]北京亞控科技發(fā)展有限公司 King view6.5使用手冊(cè)22003[2}孫旭霞李生民張維娜工業(yè)自動(dòng)化通用組態(tài)軟件“組態(tài)王4.I循環(huán)水系統(tǒng)工藝流程簡(jiǎn)介的功能分析及應(yīng)用儀器儀表用戶20084:29-31循環(huán)冷卻水系統(tǒng)主要用于給設(shè)備或反映裝置進(jìn)行冷卻以凹汪傳生于曉輝邊慧光基于組態(tài)王65的實(shí)驗(yàn)型密煉機(jī)控制控制設(shè)備或反應(yīng)器的溫度防止溫度過(guò)高系統(tǒng)門微計(jì)算機(jī)信息,200,1-1:8485行冷卻冷卻后由泵抽到反應(yīng)器冷卻水和反應(yīng)器的外壁充分岡4宋德玉,等可編程控制器原理及應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)M北京接觸相互之間進(jìn)行熱傳遞后使水的溫度有所升高,這樣就保冶金工業(yè)出版社,2001證了反應(yīng)器的溫度比較穩(wěn)定。升溫后的水在進(jìn)入涼水塔進(jìn)行降作者簡(jiǎn)介孫和茹女972漢族吉林省吉林市人,講師,碩士,溫。循環(huán)過(guò)程如圖2所示。研究方向計(jì)算機(jī)應(yīng)用和控制工程。祖度較低的水Biography: Sun heru, female, Bom in 1972, Han nationalityJilin Province Jilin city, lecturer, master Orientation of Study涼水塔熱交換反應(yīng)器application of computer and Control program熱傳遞后的溫度水(132012吉林東北電力大學(xué)輸配電工程系孫和茹(132012吉林東北電力大學(xué)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院張金果圖2流程框圖(132011吉林吉林市女子中學(xué)寧亞媛水在循環(huán)過(guò)程中由于蒸發(fā)、滲漏等原因,避免不了有所損通訊地址:(132012吉林吉林省吉林市長(zhǎng)春路169孫和茹失。所以在水循環(huán)的過(guò)程中必須不斷地進(jìn)行補(bǔ)充(收稿日期20070220(修稿日期20070405)