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【摘 要】 PLC对化学水处理系统起着非常重要的影响作用，本文笔者就先对目前我国化学水处理系统投入自动运行的影响因素做了简要分析，进而深入研究了PLC在化学水处理系统中的应用，PLC能够在化学水处理系统中得到广泛的应用，从而在很大程度上提高化学水处理系统自动化程度，达到水处理的目的。
【关键词】 PLC；化学水处理系统；应用
锅炉是电厂的主要生产设备，锅炉用水主要来源于天然水体。然而天然水体中含有大量有机和无机杂质，如果这些杂质进入锅炉系统，不仅会增加用煤量和电耗量，严重时还会降低锅炉的使用寿命甚至造成事故，因此，锅炉给水的深度处理是保障锅炉系统安全运行的重要条件。按照我国《火力发电机组及蒸汽动力设备水汽质量标准》（GB12145-89）的要求，锅炉的给水必须经过软化、脱盐、除氧等处理工序以后方可进入锅炉系统。可编程逻辑控制器（（Programmable Logic Conteoller，简称PLC），一种具有微处理机的数字电子设备，用于自动化控制的数字逻辑控制器，可以将控制指令随时加载内存内储存与执行，可编程控制器由内部CPU，指令及资料内存、输入输出单元、电源模组、数字模拟等单元所模组化组合成，广泛应用于目前的工业控制领域。
1、水处理系统现状
随着电站总容量和单机容量的扩大，以及社会对环境保护要求的不断提高，对锅炉补给水处理的要求越来越高，补给水系统的重要性也被越来越多的电力工作者所认同，它与电厂生产过程密切相关，它的正常运行是保证机组稳发满发的重要条件。传统制水系统多数由分立电子元件构成，大量继电器及其配线，结构复杂，科学研究性及可靠性差，不易使用维护，自动化程度不高，一般都是由运行人员手动操作完成，劳动强度大，很难保证设备正常出力运行。为了保证水质，使设备安全、经济运行，目前，国内有许多电厂靠引进国外先进技术，即采用PLC作程序控制器。
2、工艺流程
电厂化学水处理的主要目的是预防热力系统的结垢与腐蚀，保证机组的经济安全运行。水处理按处理工艺流程可分为水的预处理和除盐处理。目前国内主要采取天然水体，如江河、水库、湖泊及地下水作为原水。本厂区是深井水通过预处理、机械炭过滤器、超滤、反渗透进行预处理，然后依次经过阳浮床（以下简称阳床）、除二氧化碳器、阴浮床（以下简称阴床）进行一级除盐，最后经过混床进行深度除盐，生产出符合标准的除盐水，送至现场作为锅炉补给水。处理过程为：水源地的生水经过预处理除去泥砂、粘土、腐殖质及悬浮物等杂质，主要工艺流程如下所示：生水→生水加热器→澄清池清一机械过滤器→超滤装置→反渗透装置→阳床→树脂捕捉器→除碳器→中间水箱→中间水泵→阴床混→床树脂捕捉器→除盐水箱→除盐水泵→加氨处理→锅炉给水。
3、控制系统需求及难点
对于水处理系统电厂主要关心的就是在安全的前提下，保证出水水质的稳定达标，以减少对设备的腐蚀，同时，尽可能的节能降耗。工厂生产的安全直接和化学水处理的出水水质达标与否有关，出水里的杂质如水垢、溶解气体（主要指溶解氧）、盐分等超标将对锅炉产生严重的危害。而出水的达标及稳定与最初的工艺设计和后续的控制系统设计有关。在最初的工艺设计阶段，各个电厂需要根据各自水源的特点、厂区布置、经费情况、出水要求来设计切实可行的工艺。国内很多老厂由于设计的失误使得出水水质一直不达标，遇到这种情况只有靠改进某个流程的工艺来解决。目前，国内化水处理需要改进的大多在除盐工艺部分。
工厂运行的连续、可靠性、出水水质的稳定性都需要依赖控制系统来保证。水处理系统设备数量多、操作步骤多、工艺复杂，因此，在这种控制模式下，运行人员操作监视不便，系统管理困难。现有的水处理工艺大多沿习旧的运行制度和方法，为手动操作，自动化程度低，水的品质波动幅度大，不稳定，造成设备运行安全系数低、经济性差，浪费大量的水资源。随着先进的测控元件的应用，微机监控系统开始在水处理领域得到大力推广。基于水处理工艺流程、水质指标波动指标，再通过计算机控制优化水处理流程，不仅可以减轻运行人员的工作强度，提高水处理系统的自动化程度，还可以保证控制精度和制水质量，节约水资源和运行成本。
纵观电厂水处理系统，需要控制的设备主要是各种水泵和阀门，控制以顺序控制为主，模拟量为辅，回路控制不复杂，但滞后严重，调节周期长，各个设备之间连锁条件多，相互关联大，单体设备多，控制设备分散，一套设备控制点在几十个左右，设备动作频繁，各个车间之间均有关联，与主体设备联系密切。针对水处理控制系统的特点，将各个分散的控制設备形成一个统一的大控制系统费时、费力、费线缆，因此可以利用强有力的通讯网络，组成就地控制的小系统控制，再将小系统组成大系统，各个小系统可以独立控制设备运行，也可以通过网络进行连锁控制。而且由于各个生产环节息息相关，所以控制器、控制系统必须冗余，严格保证设备处于良好的运行状态，不能出故障，导致设备停车甚至停产。再有，为了今后的扩建或者改造考虑，控制系统的设计必须具备可扩展性。
4、系统配置
由于水处理系统是由各个分散的控制设备组合而成，所以各个分散的控制设备例如：预处理设备完全可以设计成一个小型的控制系统，利用总线仪表或就近设置控制箱可以抛开其他因素单体控制该装置。各个设备都这样组成自己相对独立的小型控制系统，再利用先进的通讯技术组态成一个大型控制系统，总的控制中心就相当于一个通讯管理机，再设置上位机，可以通过网关联入厂内或集团互联网，只要有相应的权限都可以监视和控制设备。
PLC选用Siemens公司S7-400控制器，控制系统采用双机热备冗佘（Redundancy）方式，通过远程I/O的方式连接现场需要监测与控制的点，远程I/O由ETM200通讯处理器和S7-300系列I/O模块组成。冗余的主控制站可以保证系统的停机维护时间为零，最大限度的减少人对系统的干预。主控制系统热备系统和远程I/O控制站之间采用高性能的冗佘Profibus工业总线传输网络，实现信息的可靠、安全、稳定的传输。Profibus是一种高速和便宜的现场总线，它专门设计为自动控制系统和设备级分散的I/O之间进行通信使用，最大传输速率可达12Mbps。工业以太网具有高传输速率（目前达到100Mbps）、不需考虑网络的拓扑结构、传输物理介质多样（双绞线、光纤、同轴电缆）、可不用考虑网络的扩展等优点。通过以太网络将上位计算机系统和现场监测与控制。
5、结束语
PLC在化学水处理系统中有着非常重要的应用，它能够在很大程度上提高水处理的效率，同时也能使其工作变得更加方便！安全，因此，必须重视该系统的设计，争取是化学水处理系统的自动化程度得到更高的变化。
参考文献：
[1]吴英海.可编程控制器在化学水处理系统中的应用[期刊论文]广西电力技术，2001.
[2]刘建雄.PLC控制系统在化学水处理系统的应用[期刊论文]科技资讯，2008.
[3]毕立海，孙钰锋.变频器应用中产生过电压故障的原因及解决办法[J].节能，2007（1）：124-129.
[4]彭鸿才.电机原理及拖动[M].北京：机械工业出版社，1996.
[5]Yongkui Man. Motor sizing and vehicle operational character-istics[D].University of East London，1999 .
【关键词】 PLC；化学水处理系统；应用
锅炉是电厂的主要生产设备，锅炉用水主要来源于天然水体。然而天然水体中含有大量有机和无机杂质，如果这些杂质进入锅炉系统，不仅会增加用煤量和电耗量，严重时还会降低锅炉的使用寿命甚至造成事故，因此，锅炉给水的深度处理是保障锅炉系统安全运行的重要条件。按照我国《火力发电机组及蒸汽动力设备水汽质量标准》（GB12145-89）的要求，锅炉的给水必须经过软化、脱盐、除氧等处理工序以后方可进入锅炉系统。可编程逻辑控制器（（Programmable Logic Conteoller，简称PLC），一种具有微处理机的数字电子设备，用于自动化控制的数字逻辑控制器，可以将控制指令随时加载内存内储存与执行，可编程控制器由内部CPU，指令及资料内存、输入输出单元、电源模组、数字模拟等单元所模组化组合成，广泛应用于目前的工业控制领域。
1、水处理系统现状
随着电站总容量和单机容量的扩大，以及社会对环境保护要求的不断提高，对锅炉补给水处理的要求越来越高，补给水系统的重要性也被越来越多的电力工作者所认同，它与电厂生产过程密切相关，它的正常运行是保证机组稳发满发的重要条件。传统制水系统多数由分立电子元件构成，大量继电器及其配线，结构复杂，科学研究性及可靠性差，不易使用维护，自动化程度不高，一般都是由运行人员手动操作完成，劳动强度大，很难保证设备正常出力运行。为了保证水质，使设备安全、经济运行，目前，国内有许多电厂靠引进国外先进技术，即采用PLC作程序控制器。
2、工艺流程
电厂化学水处理的主要目的是预防热力系统的结垢与腐蚀，保证机组的经济安全运行。水处理按处理工艺流程可分为水的预处理和除盐处理。目前国内主要采取天然水体，如江河、水库、湖泊及地下水作为原水。本厂区是深井水通过预处理、机械炭过滤器、超滤、反渗透进行预处理，然后依次经过阳浮床（以下简称阳床）、除二氧化碳器、阴浮床（以下简称阴床）进行一级除盐，最后经过混床进行深度除盐，生产出符合标准的除盐水，送至现场作为锅炉补给水。处理过程为：水源地的生水经过预处理除去泥砂、粘土、腐殖质及悬浮物等杂质，主要工艺流程如下所示：生水→生水加热器→澄清池清一机械过滤器→超滤装置→反渗透装置→阳床→树脂捕捉器→除碳器→中间水箱→中间水泵→阴床混→床树脂捕捉器→除盐水箱→除盐水泵→加氨处理→锅炉给水。
3、控制系统需求及难点
对于水处理系统电厂主要关心的就是在安全的前提下，保证出水水质的稳定达标，以减少对设备的腐蚀，同时，尽可能的节能降耗。工厂生产的安全直接和化学水处理的出水水质达标与否有关，出水里的杂质如水垢、溶解气体（主要指溶解氧）、盐分等超标将对锅炉产生严重的危害。而出水的达标及稳定与最初的工艺设计和后续的控制系统设计有关。在最初的工艺设计阶段，各个电厂需要根据各自水源的特点、厂区布置、经费情况、出水要求来设计切实可行的工艺。国内很多老厂由于设计的失误使得出水水质一直不达标，遇到这种情况只有靠改进某个流程的工艺来解决。目前，国内化水处理需要改进的大多在除盐工艺部分。
工厂运行的连续、可靠性、出水水质的稳定性都需要依赖控制系统来保证。水处理系统设备数量多、操作步骤多、工艺复杂，因此，在这种控制模式下，运行人员操作监视不便，系统管理困难。现有的水处理工艺大多沿习旧的运行制度和方法，为手动操作，自动化程度低，水的品质波动幅度大，不稳定，造成设备运行安全系数低、经济性差，浪费大量的水资源。随着先进的测控元件的应用，微机监控系统开始在水处理领域得到大力推广。基于水处理工艺流程、水质指标波动指标，再通过计算机控制优化水处理流程，不仅可以减轻运行人员的工作强度，提高水处理系统的自动化程度，还可以保证控制精度和制水质量，节约水资源和运行成本。
纵观电厂水处理系统，需要控制的设备主要是各种水泵和阀门，控制以顺序控制为主，模拟量为辅，回路控制不复杂，但滞后严重，调节周期长，各个设备之间连锁条件多，相互关联大，单体设备多，控制设备分散，一套设备控制点在几十个左右，设备动作频繁，各个车间之间均有关联，与主体设备联系密切。针对水处理控制系统的特点，将各个分散的控制設备形成一个统一的大控制系统费时、费力、费线缆，因此可以利用强有力的通讯网络，组成就地控制的小系统控制，再将小系统组成大系统，各个小系统可以独立控制设备运行，也可以通过网络进行连锁控制。而且由于各个生产环节息息相关，所以控制器、控制系统必须冗余，严格保证设备处于良好的运行状态，不能出故障，导致设备停车甚至停产。再有，为了今后的扩建或者改造考虑，控制系统的设计必须具备可扩展性。
4、系统配置
由于水处理系统是由各个分散的控制设备组合而成，所以各个分散的控制设备例如：预处理设备完全可以设计成一个小型的控制系统，利用总线仪表或就近设置控制箱可以抛开其他因素单体控制该装置。各个设备都这样组成自己相对独立的小型控制系统，再利用先进的通讯技术组态成一个大型控制系统，总的控制中心就相当于一个通讯管理机，再设置上位机，可以通过网关联入厂内或集团互联网，只要有相应的权限都可以监视和控制设备。
PLC选用Siemens公司S7-400控制器，控制系统采用双机热备冗佘（Redundancy）方式，通过远程I/O的方式连接现场需要监测与控制的点，远程I/O由ETM200通讯处理器和S7-300系列I/O模块组成。冗余的主控制站可以保证系统的停机维护时间为零，最大限度的减少人对系统的干预。主控制系统热备系统和远程I/O控制站之间采用高性能的冗佘Profibus工业总线传输网络，实现信息的可靠、安全、稳定的传输。Profibus是一种高速和便宜的现场总线，它专门设计为自动控制系统和设备级分散的I/O之间进行通信使用，最大传输速率可达12Mbps。工业以太网具有高传输速率（目前达到100Mbps）、不需考虑网络的拓扑结构、传输物理介质多样（双绞线、光纤、同轴电缆）、可不用考虑网络的扩展等优点。通过以太网络将上位计算机系统和现场监测与控制。
5、结束语
PLC在化学水处理系统中有着非常重要的应用，它能够在很大程度上提高水处理的效率，同时也能使其工作变得更加方便！安全，因此，必须重视该系统的设计，争取是化学水处理系统的自动化程度得到更高的变化。
参考文献：
[1]吴英海.可编程控制器在化学水处理系统中的应用[期刊论文]广西电力技术，2001.
[2]刘建雄.PLC控制系统在化学水处理系统的应用[期刊论文]科技资讯，2008.
[3]毕立海，孙钰锋.变频器应用中产生过电压故障的原因及解决办法[J].节能，2007（1）：124-129.
[4]彭鸿才.电机原理及拖动[M].北京：机械工业出版社，1996.
[5]Yongkui Man. Motor sizing and vehicle operational character-istics[D].University of East London，1999 .