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[摘 要]赤泥压滤是实现氧化铝生产赤泥干排、滤液回收的一道重要工序。本文介绍PLC系统在赤泥压滤工序中的应用，阐述该系统的配置、控制原理和功能及实现方法。
[关键词]赤泥压滤 PLC控制
中图分类号：J314.7 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）33-0218-01
引言
赤泥压滤车间是氧化铝生产外排赤泥处理的一道重要工序，该工序不仅减少赤泥排放和堆放空间， 同时大大提高赤泥水分的回收利用率，为缓解赤泥坝库容、减少生产新水的加入以及赤泥含碱的回收起到积极作用。因此，该工序采用的PLC控制系统的优劣直接关系到赤泥干排、水分回收、含碱回收的效果。
下面我们分几个步骤来阐述PLC控制系统如何在赤泥压滤中的应用及实现方法。
一、工艺简介
从赤泥沉降工序段经由隔膜泵送来的赤泥浆液存储在赤泥储槽，再经过赤泥浆液泵送入压滤机，赤泥浆液经压滤机脱水后，滤饼（干赤泥）经排渣斗卸入运输车，然后运至坝区堆放，滤液自流入滤液池后用离心泵送回沉降工段作为赤泥洗涤用水。
二、PLC控制系统的设计原则
在进行PLC控制系统设计是，在技术上要具备安全性和先进性，并且要有技术的超前性、扩展性。同时，纪要满足生产过程对控制系统的要求，又靠考虑经济实用。
三、控制系统的架构
工序生产流程的控制，是采用国外知名品牌西门子S7-300系列，将工序内压滤机、赤泥浆液泵、空压机及附属设备、现场仪表等实现集中控制。所用控制系统硬件采用总线通讯模块连接，实现CPU、I/O卡件、电源模块无扰连接。两台冗余工程师、两台操作员站通过交换机与PLC控制系统进行数据读写交换通讯。现场8套压滤机经过DP通讯模块与主CPU通讯。
四、系统硬件配置
1、赤泥压滤冗余控制系统主站硬件配置：S7-300系列315_2DP处理器，电源PS307-5A套件，IM总线模块，CP243-1外部通讯模块。针对整体控制系统的点数，选用经济合适的CPU配置。
2、赤泥压滤冗余控制系统I/O机架硬件配置：AI模拟量8点输入模块，AO模拟量8点输出模块，DI开关量32点输入模块，DO开关量32点输出模块。所有IO卡件均带有微处理芯片，现场输入信号在卡板上可进行量程整定，信号特性的设置。AI、AO信号采用隔离器与现场信号连接，DI、DO信号采用继电器与电气控制信号连接，充分保证了PLC控制系统的安全性。
3、网络通讯硬件配置：基于以太网通讯的交换机MOXA ES-1026，用于和调度中心的连接通讯。
4、配电系统硬件：一体化UPS双回路供电系统，输入输出配置隔离变压装置，充分保证配电系统的稳定性。
五、主要控制说明
1、本机有两种工作方式：自动和手动。在自动方式下，PLC控制采用顺序控制完成一个循环操作。压滤机整个动作过程将按照设计程序依次运行，不需人工干预。其运行过程如下所述：首先合上空气开关，将选择开关定在自动位置，按下程序启动按钮（SB1），泵站电机开始启动，同时松开电磁阀YV2带电，压紧板后退，接触到限位SQ2后，压紧板自动停止；同时电机3启动，止推销上移，接触到限位SQ7后电机3停止转动，同时电机1启动带动油缸座移动到限位SQ3后电机1停止转动，同时电机2启动，带动隔板移动接触到限位SQ4后电机1停止转动，同时电机3启动，止推销下移，接触到限位SQ8后电机3停止转动，同时泵站电机启动，压紧电磁阀YV1带电执行压紧动作，达到压力上限后转入保压状态，这样一个工作循环完毕。整个控制过程均为PLC指令控制继电器动作完成现场阀门的开关、电机的启停操作。
2、压滤机在进料过程中，需要保持压力定值，这就需要对赤泥浆液泵进行变频调速已实现恒压控制。
现场赤泥浆液泵出口压力PV作为模拟量输入，设置输出模拟量作为变频速度给定AO，运算模块采用PLC集成模块PID实现闭环调节控制。
六、系统监控
本系统可对整个赤泥压滤生产过程进行实时监控，并可灵活地切换到其它子系统从而实现可视化操作。根
1、据生产工艺要求在控制系统局部运行的情况下，为更清楚直观地监控系统的工作过程及设备运行状态，本系统分别设计了赤泥压滤总貌、1#-2#压滤机、3#-4#压滤机、5#-6#压滤机、7#-8#压滤机、辅助流程画面6个子系统监控模块，将全部现场信息更加清晰地提供给技术人员和操作人员并使子模块和主菜单之间具有灵活的切换功能。
2、压力趋势图显示模块：监视现场压力罐的压力变化趋势。
3、压力条形图显示子模块：采用条形图显示压力模拟量，使图形和数据并存。
4、故障报警子模块：进行故障分析、设备维修、事故追忆。具有故障显示、打印、记录功能。一旦现场设备出现故障，报警系统进行实时打印并记录故障发生的时间、设备号及何种故障，并有报警一览表显示画面。
5、数据记录模块：对现场主要运行参数的记录、显示和打印报表。主要记录和打印每班、每天的输送量、滤液回收量、干排赤泥量等报表。
6、人-机交互界面Windows系统是构筑在图形和窗口信息上的标准窗口系统，它为控制技术人员和现场操作人员提供友好图形操作界面，具有实用而简捷的人机对话功能，操作简单直观
七、总结
赤泥压滤整套PLC控制系统在设计选型过程中充分考虑了现场实际控制要求和经济效益，选用性价比高的产品。从现场环境硬件抗干扰、故障率、控制系统响应速度、系统软件升级、售后等诸多方面的综合比对，选用合适的硬件软件配置。从现场PLC系统的实际使用情况来看，该系统对生产赤泥排放、滤液回收起到了极大的作用。对于生产成本的降低、环保等方面起到了积极的作用。
参考文献
[1] 周金富，周秀明？PLC应用技术，清华大学出版社.
[2] 段有艳，图解PLC机电控制技术，中国电力出版社.
[3] 赵敏鹏.PLC控制系统的可靠性设计[J].科技风，2012.
[关键词]赤泥压滤 PLC控制
中图分类号：J314.7 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）33-0218-01
引言
赤泥压滤车间是氧化铝生产外排赤泥处理的一道重要工序，该工序不仅减少赤泥排放和堆放空间， 同时大大提高赤泥水分的回收利用率，为缓解赤泥坝库容、减少生产新水的加入以及赤泥含碱的回收起到积极作用。因此，该工序采用的PLC控制系统的优劣直接关系到赤泥干排、水分回收、含碱回收的效果。
下面我们分几个步骤来阐述PLC控制系统如何在赤泥压滤中的应用及实现方法。
一、工艺简介
从赤泥沉降工序段经由隔膜泵送来的赤泥浆液存储在赤泥储槽，再经过赤泥浆液泵送入压滤机，赤泥浆液经压滤机脱水后，滤饼（干赤泥）经排渣斗卸入运输车，然后运至坝区堆放，滤液自流入滤液池后用离心泵送回沉降工段作为赤泥洗涤用水。
二、PLC控制系统的设计原则
在进行PLC控制系统设计是，在技术上要具备安全性和先进性，并且要有技术的超前性、扩展性。同时，纪要满足生产过程对控制系统的要求，又靠考虑经济实用。
三、控制系统的架构
工序生产流程的控制，是采用国外知名品牌西门子S7-300系列，将工序内压滤机、赤泥浆液泵、空压机及附属设备、现场仪表等实现集中控制。所用控制系统硬件采用总线通讯模块连接，实现CPU、I/O卡件、电源模块无扰连接。两台冗余工程师、两台操作员站通过交换机与PLC控制系统进行数据读写交换通讯。现场8套压滤机经过DP通讯模块与主CPU通讯。
四、系统硬件配置
1、赤泥压滤冗余控制系统主站硬件配置：S7-300系列315_2DP处理器，电源PS307-5A套件，IM总线模块，CP243-1外部通讯模块。针对整体控制系统的点数，选用经济合适的CPU配置。
2、赤泥压滤冗余控制系统I/O机架硬件配置：AI模拟量8点输入模块，AO模拟量8点输出模块，DI开关量32点输入模块，DO开关量32点输出模块。所有IO卡件均带有微处理芯片，现场输入信号在卡板上可进行量程整定，信号特性的设置。AI、AO信号采用隔离器与现场信号连接，DI、DO信号采用继电器与电气控制信号连接，充分保证了PLC控制系统的安全性。
3、网络通讯硬件配置：基于以太网通讯的交换机MOXA ES-1026，用于和调度中心的连接通讯。
4、配电系统硬件：一体化UPS双回路供电系统，输入输出配置隔离变压装置，充分保证配电系统的稳定性。
五、主要控制说明
1、本机有两种工作方式：自动和手动。在自动方式下，PLC控制采用顺序控制完成一个循环操作。压滤机整个动作过程将按照设计程序依次运行，不需人工干预。其运行过程如下所述：首先合上空气开关，将选择开关定在自动位置，按下程序启动按钮（SB1），泵站电机开始启动，同时松开电磁阀YV2带电，压紧板后退，接触到限位SQ2后，压紧板自动停止；同时电机3启动，止推销上移，接触到限位SQ7后电机3停止转动，同时电机1启动带动油缸座移动到限位SQ3后电机1停止转动，同时电机2启动，带动隔板移动接触到限位SQ4后电机1停止转动，同时电机3启动，止推销下移，接触到限位SQ8后电机3停止转动，同时泵站电机启动，压紧电磁阀YV1带电执行压紧动作，达到压力上限后转入保压状态，这样一个工作循环完毕。整个控制过程均为PLC指令控制继电器动作完成现场阀门的开关、电机的启停操作。
2、压滤机在进料过程中，需要保持压力定值，这就需要对赤泥浆液泵进行变频调速已实现恒压控制。
现场赤泥浆液泵出口压力PV作为模拟量输入，设置输出模拟量作为变频速度给定AO，运算模块采用PLC集成模块PID实现闭环调节控制。
六、系统监控
本系统可对整个赤泥压滤生产过程进行实时监控，并可灵活地切换到其它子系统从而实现可视化操作。根
1、据生产工艺要求在控制系统局部运行的情况下，为更清楚直观地监控系统的工作过程及设备运行状态，本系统分别设计了赤泥压滤总貌、1#-2#压滤机、3#-4#压滤机、5#-6#压滤机、7#-8#压滤机、辅助流程画面6个子系统监控模块，将全部现场信息更加清晰地提供给技术人员和操作人员并使子模块和主菜单之间具有灵活的切换功能。
2、压力趋势图显示模块：监视现场压力罐的压力变化趋势。
3、压力条形图显示子模块：采用条形图显示压力模拟量，使图形和数据并存。
4、故障报警子模块：进行故障分析、设备维修、事故追忆。具有故障显示、打印、记录功能。一旦现场设备出现故障，报警系统进行实时打印并记录故障发生的时间、设备号及何种故障，并有报警一览表显示画面。
5、数据记录模块：对现场主要运行参数的记录、显示和打印报表。主要记录和打印每班、每天的输送量、滤液回收量、干排赤泥量等报表。
6、人-机交互界面Windows系统是构筑在图形和窗口信息上的标准窗口系统，它为控制技术人员和现场操作人员提供友好图形操作界面，具有实用而简捷的人机对话功能，操作简单直观
七、总结
赤泥压滤整套PLC控制系统在设计选型过程中充分考虑了现场实际控制要求和经济效益，选用性价比高的产品。从现场环境硬件抗干扰、故障率、控制系统响应速度、系统软件升级、售后等诸多方面的综合比对，选用合适的硬件软件配置。从现场PLC系统的实际使用情况来看，该系统对生产赤泥排放、滤液回收起到了极大的作用。对于生产成本的降低、环保等方面起到了积极的作用。
参考文献
[1] 周金富，周秀明？PLC应用技术，清华大学出版社.
[2] 段有艳，图解PLC机电控制技术，中国电力出版社.
[3] 赵敏鹏.PLC控制系统的可靠性设计[J].科技风，2012.