自动控制系统在宣钢2号高炉脱盐水站的应用

摘 要：介绍了宣钢2#高炉脱盐水站二期自动控制系统，简单阐述了系统的组成、功能及实现方法。

关键词：脱盐水 西门子控制

中图分类号：TP23文献标识码：A文章编号：1672-3791（2012）09（a）-0111-01

随着公司二次跨越发展，整体生产规模的日益扩大，新建了2#2500m3高炉及其配套工程。2500m3高炉脱盐水站主要负责为高炉炉墙水冷却壁提供循环冷却水和160t/h锅炉供生产补给水，随着新建2#高炉的建成，2008年建的一期脱盐水站出现供水量不足，因此需要对一期工程改造并且扩建二期工程。为了提高工艺系统的先进性及节能效果，扩建2#脱盐水站制水系统应用了反渗透技术，使整体制水系统产水量大，脱盐率高，药剂消耗量少，出水水质稳定，离子交换树脂寿命长，达到了降本节能的目的，并且对一期脱盐水站做部分改造，因现场扩建，采集点增加，因此采用西门子400控制系统，而为了不影响正常生产，决定原有西门子300控制系统不动，使它成为400控制系统的一个从站，形成一个完整的控制系统。

1 系统及工艺概述

除盐水站采用膜法预脱盐加混床化学除盐工艺，系统流程为：厂区地下深井水水网来水→生水池→生水泵→多介质过滤器→超滤装置→超滤产水水池→反渗透系统供水泵→保安过滤器→RO给水高压泵→反渗透脱盐装置→除炭器→中间水池→中间泵→混床→除盐水箱→工艺用水点。

2 自动过程控制系统通讯网络

通讯网络是自动化系统中的核心部件之一。本系统采用工业以太网和现场总线用于现场工业应用或过程通讯以及数据通讯。中控室操作员站与PLC之间、PLC与PLC之间通过工业以太网交换机连接，传输速率为100M/bps。工业以太网提供符合国际标准IEEE802.3（以太网）的强有力的单元网络。PLC主站与远程I/O站之间采用高效的profibus现场总线网络连接。

一期脱盐水站采用的是西门子300控制系统，二期脱盐水站控制系统采用的是西门子400控制系统，为了使两套控制系统形成一个完整的系统，在一期控制系统硬件不动的前提下，西门子400控制系统增加通讯模块IM153PAMaster，通过Profibus电缆将CPU315与该通讯模块连接，实现CPU414控制器与CPU315控制器的主从通讯。在程序设置中，首先导入GSD文件，在硬件连接中加入IM153PAMaster，再插入GSD文件下的CPU315-2DP。

在CPU414控制系统中，设置GSD文件中CPU315的虚拟映射区如图1。

在CPU315-2DP的硬件设置中，设置CPU315DP口的对象属性如图2。

通过以上设置，实现400系统与300系统主从站的通讯，使得CPU414能够采集CPU315控制器的数据文件，在该设置中，CPU315控制系统中I/O模块的Q24.0、I28.0分别对应CPU414中I/O模块的I72.0、Q72.0，两套系统中共用两台反洗水泵，因此，主站400站点必须采集300站点反洗水泵的运行、选择信号。

3 自动化系统组成

自动化系统是由操作员站、工程师站、PLC主站、远程I/O站、就地控制柜/箱以及现场自动化仪表组成。

3.1 超滤、反渗透控制系统

整体控制系统采用了PLC全自动控制及上位计算机画面显示，实现除盐水站从过滤、反渗透到脱盐水系统全自动产水功能通过点击画面上的过滤系统全自动、反渗透系统全自动、脱盐水系统全自动按钮，就能使脱盐水站各个系统全部达到自动功能，从而省去了繁琐的手动操作步骤。

超滤、反渗透控制系统均采用时间控制，按照工艺步序图，通过时间累计控制超滤、反渗透系统的运行。基础时间设置为秒，秒脉冲以CPU414控制器自带的时钟存储器为基准，设置时钟存储器位字节为100，通过加法累计设置分钟脉冲，实现顺序控制，依次为超滤、反渗透控制系统均有两套，手动选择任一控制系统设备，该系统自动运行，调试期间，系统启动前适当加延时，防止水压过大漏水。

3.2 多介质过滤器控制系统

多介质过滤器一共九台，每一台也是采用时间顺序控制，依次实现运行、水洗、汽洗过程，当过滤器进口差压大于设定值时，自动反洗，当多台过滤器满足反洗条件时，由低到高依次进行反洗操作。在过滤器进口处需要加药，加药泵频率根据多介质过滤器总进水流量调节，原水流量0～500m3/h，频率与流量成正比，而原水泵频率采用恒压控制。

4 结语

该控制系统运行以来，水处理质量得到进一步提高，为宣钢各用水单位提供强有力的保障，全自动化系统的实现，降低了岗位人员的操作强度。二期水处理系统与一期系统溶为一体，成为一个完整的自动化系统，为将来的维护带来方便。

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