OMRON PLC在化工污水焚燒裝置控制系統(tǒng)中的應用

【摘要】：本文以大慶石化分公司水氣廠化工污水焚燒裝置控制系統(tǒng)為例，論述了OMRON PLC在污水處理領域的應用。對系統(tǒng)的硬件、軟件配置及工作原理進行了說明，并且重點介紹PID回路控制中無擾動切換的編程方法。

【關鍵字】：OMRON PLC；PID； 無擾動切換

一、化工污水焚燒裝置控制系統(tǒng)簡介

水氣廠化工污水焚燒裝置處理的廢水來源于大慶石化分公司各個生產裝置排出的污水。此裝置主要包括再生爐和焚燒爐兩個主體設備，溫度控制和爐子火咀點火控制是整套控制系統(tǒng)的關鍵。原控制系統(tǒng)是由調節(jié)器、顯示儀表、繼電器等搭接而成的，1 9 84年安裝并投用。由于長時間使用，設備老化、陳舊、顯示儀表誤差大，不僅使操作不便、維護困難，而且存在著安全隱患。2006年將再生爐、焚燒爐兩部分的原有控制系統(tǒng)改造成統(tǒng)一的PLC控制系統(tǒng)，采用日本OMRON公司生產的CS1H系列PLC產品。裝置的控制系統(tǒng)改造后開車一次成功，通過PLC控制系統(tǒng)能夠對整個生產過程進行監(jiān)視和控制。

二、控制系統(tǒng)配置及說明

2．1硬件配置
① CPU單元：CSIH CPU63H程序容量為20K步，I／O位為51 20點，可擴展7個機架，數(shù)據(jù)存儲器容量為64K 字。

② 電源單元：C200HW—PA209R電壓范圍：8 5 1 32V A C 或1 70264VA C．50／60HZ

③數(shù)字量輸入模塊：C200H ID212該模塊為16點DC24V輸入模塊，最大消耗電流為7MA。

④開關量輸出模塊：C200H OC225該模塊為16點輸出模塊，輸出最大電流為2 A。

⑤模擬量輸入模塊：C200H AD003該模塊為8通道輸人模塊，輸人信號為4 20MA、1～5V、0 10V、一10～10V標準模擬信號，單通道隔離，1／4000分辨率，采集處理速度為2．5MS／MAx／點。

⑥模擬量輸出模塊：C2（）（）H DA004該模塊為8路輸出，輸出為4-20MA標準模擬量信號。1／4000分辨率，轉換速度為2．5MS／MAX／點，單通道隔離。

⑦熱電偶單元：CS1W～PTS51該模塊為4路溫度傳感器單元，可接S型、K 型或J型熱電偶。

⑧通訊模塊：CS1W CLK21～V1該模塊為CONTROLLER LINK工業(yè)以太網模塊，通訊速率最大為2MB／S，通訊介質為屏蔽雙絞線，最大傳輸距離為1公里

⑨通訊卡：3G8F7 CLK21-EV1

該通訊卡安裝在工控機P CI插槽上，與CS1 W～CLK21_V1鏈接使用。

2．2軟件說明

① CX—PROGRAMER 6．0該軟件為PLC編程專用軟件，功能強大，可在線監(jiān)視和修改程序。

②操作站組態(tài)軟件：RSVIEW 32該軟件為A B公司所生產的組態(tài)軟件，為開發(fā)、運行集成版，可鏈接點為1 0 K ，運行可靠，功能強大。2．3總體控制要求及功能化工污水焚燒裝置自控系統(tǒng)的要求是對污水再生和污泥焚燒處理過程進行自動控制和自動調節(jié)，使處理后的水質指標達到排放要求的范圍。功能如下：

①控制操作：在污水處理控制室能對被控設備進行在線實時控制。
②顯示功能：用圖形實時地顯示各現(xiàn)場被控設備的運行工況，以及現(xiàn)場的狀態(tài)參數(shù)。
③數(shù)據(jù)管理：依據(jù)不同運行參數(shù)的變化快慢和重要程度，建立生產歷史數(shù)據(jù)庫，存儲生產原始數(shù)據(jù)，供統(tǒng)計分析使用；利用實時數(shù)據(jù)庫和歷史數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)進行比較和分析，得出一些有用的經驗參數(shù)，有利于優(yōu)化控制，并把一些必要的參數(shù)和結果顯示到實時畫面中去。
④報警功能：當某一模擬量（如流量、溫度等）測量值超過給定范圍或某一開關量（如壓力開關、火焰檢測器等）發(fā)生變位時，可根據(jù)不同的需要發(fā)出不同等級的報警，另外還可對PLC進行診斷報警。

2．4 PLC程序結構及實現(xiàn)

根據(jù)工藝特點，在PLC編程中采用分段編程的形式，這樣使程序的可讀性強，易于理解。以焚燒爐控制程序為例，控制程序包括模擬量處理、時間參數(shù)設定、回路控制、火咀點火程序、報警程序、地址轉換程序等，控制思路清晰，程序可讀性強。操作人員只需在上位機上發(fā)出簡單的指令，控制程序即可按照工藝要求步驟對現(xiàn)場設備進行控制。PID指令的使用和回路控制是PLC應用過程中的難點，下面以單回路控制為例，說明PID指令手動／自動無擾動切換的編程方法。無擾動切換程序說明：HlOO．OO是手動／自動切換位，當H100．00=l時，手動控制；Hl 00．00-0時，自動控制。微分指令的下降沿表示切換的瞬間。

①手動一自動：切換的瞬間（執(zhí)行一次），把手動輸入的操作變量輸出值（D330 ）直接賦給控制閥輸出值（Q2062）；自動控制過程中，由PID指令控制操作變量輸出值。

② 自動一手動：切換的瞬間（執(zhí)行一次），把控制閥的輸出值（Q2O62）直接賦給手動輸入控制閥值（D 3 3 0）；手動操作過程中，按手動輸入的操作變量值控帶閥的輸出值。

3結束語

此控帶系統(tǒng)運行穩(wěn)定、可靠，極大地提高了勞動生產率。該系統(tǒng)有效地解決了生產中的很多問題，如減少了生產過程中的突發(fā)故障，縮短了生產準備時間和搶修時間，減少了工人的勞動強度，創(chuàng)造了可觀的經濟效益和社會效益，達到了節(jié)能、降耗的目的。