電廠化學(xué)水處理控制系統(tǒng)中PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與預(yù)測控制研究

1、    電廠化學(xué)水處理控制系統(tǒng)中plc控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與預(yù)測控制研究    單衛(wèi)國摘 要：在電廠發(fā)電過程中，有必要做好各個(gè)環(huán)節(jié)的工作，這樣才能夠確保電廠發(fā)電過程運(yùn)行的可靠性及安全性。其中，化學(xué)水處理便是發(fā)電廠發(fā)電非常關(guān)鍵的一個(gè)環(huán)節(jié)。為了化學(xué)水處理的工作效率得到有效提升，有必要進(jìn)行化學(xué)水處理控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。本文在分析基于電廠化學(xué)水處理控制系統(tǒng)的plc控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步對相應(yīng)的系統(tǒng)運(yùn)行預(yù)測控制方法進(jìn)行分析，以期提高電廠化學(xué)水處理的工作質(zhì)量。關(guān)鍵詞：電廠；化學(xué)水處理；plc控制系統(tǒng)；設(shè)計(jì)：tp273 ：a ：1671-2064（2017）09-0037-

2、02plc屬于一類以數(shù)字運(yùn)算為基礎(chǔ)的電子系統(tǒng)，從現(xiàn)狀來看plc技術(shù)已非常成熟，可廣泛應(yīng)用到工業(yè)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)當(dāng)中。實(shí)踐證明，將plc控制技術(shù)應(yīng)用到電廠化學(xué)水處理控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)當(dāng)中，能夠使電廠化學(xué)水處理控制系統(tǒng)的運(yùn)行更加安全、有效，進(jìn)而使化學(xué)水處理的工作效率得到有效提升1。鑒于此，本文對電廠化學(xué)水處理控制系統(tǒng)中plc控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與預(yù)測控制進(jìn)行研究具備一定價(jià)值意義。1 基于電廠化學(xué)水處理控制系統(tǒng)的plc控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析對于電廠化學(xué)水處理來說，主要是于混床上完成的，混床再生的原理為：把把陰樹脂與陽樹脂根據(jù)一定的比例混合裝于同一交換器當(dāng)中，水景觀混合床的條件下，便能夠使多次陽離子樹脂交錯(cuò)排列與陰離子樹脂交

3、錯(cuò)排列得到有效完成，進(jìn)而使多級復(fù)床除鹽系統(tǒng)得到有效組成。從電廠化學(xué)水處理控制系統(tǒng)的構(gòu)建角度考慮，有必要注重plc技術(shù)在其中的應(yīng)用，從而使系統(tǒng)的功能得到有效實(shí)現(xiàn)2。下面針對基于plc技術(shù)的化學(xué)水處理控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)行分析，具體內(nèi)容如下：1.1 硬件設(shè)計(jì)以羅克韋爾自動化公司生產(chǎn)的新一代controilogix控制系統(tǒng)為例，該系統(tǒng)的通訊功能強(qiáng)大，并融合了i/o技術(shù)，同時(shí)在控制方法上也具備多樣性的特點(diǎn)。以logix控制器平臺為基礎(chǔ)，供應(yīng)了通用的控制引擎，可把過程控制、運(yùn)動控制以及安全控制等集于一個(gè)控制平臺，并且混合應(yīng)用了多個(gè)處理器以及多種網(wǎng)絡(luò)。在通過對系統(tǒng)需求的詳細(xì)分析的基礎(chǔ)上，將羅克韋爾自動化公司生產(chǎn)

4、的controlnet現(xiàn)場總線視為系統(tǒng)的通訊網(wǎng)絡(luò)。結(jié)合硬件的特點(diǎn)，可將系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)分為三大層次，即：設(shè)備層、控制層以及信息層。在控制層中需使用到工業(yè)個(gè)人計(jì)算機(jī)，并將plc視為基本控制層，從而使構(gòu)成的集散控制系統(tǒng)具備經(jīng)濟(jì)、高效的特點(diǎn)，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)上、下兩級控制。對于設(shè)備層來說，和現(xiàn)場設(shè)備之間具備密切的聯(lián)系，主要需對源于控制層的plc控制命令進(jìn)行接收，然后執(zhí)行相對應(yīng)的動作，并提供行之有效的監(jiān)測數(shù)據(jù)。從控制系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)來看，控制層為核心部分，主要針對處理器之間實(shí)現(xiàn)信息交換，同時(shí)也能夠使處理器和i/o接口之間實(shí)現(xiàn)信息交換3。經(jīng)控制器使各類控制動作命令得到有效完成，并實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的采樣及處理。在控制系中，信

5、息層屬最高層次，主要針對現(xiàn)場采集數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的管理及處理。信息層具備設(shè)置系統(tǒng)主要工藝參數(shù)、圖形監(jiān)控以及實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集等多方面的功能。基于系統(tǒng)的整體角度考慮，在設(shè)備層中，各類現(xiàn)場設(shè)備及儀器需和控制層的i/o模塊進(jìn)行通信，并且對數(shù)據(jù)采集的實(shí)時(shí)性具備很高的要求。除此之外，控制層控制器和i/o模塊間的通信屬于設(shè)計(jì)過程需重視的一個(gè)環(huán)節(jié)，可將controlnet當(dāng)作其設(shè)計(jì)的通信網(wǎng)絡(luò)，主要是因?yàn)閏ontrolnet在傳輸方面的速度非?？欤畔⑷萘亢艽?，并且具備很強(qiáng)的抗干擾能力。1.2 軟件設(shè)計(jì)對于上位機(jī)的監(jiān)控系統(tǒng)來說，主要使用rsview32開發(fā)軟件，將其視為人機(jī)界面，此軟件是以windows平臺作為基礎(chǔ)進(jìn)一

6、步進(jìn)行設(shè)計(jì)的，屬于hmi控制系統(tǒng)，具備易用及可集成的優(yōu)勢。總結(jié)起來。mhi控制系統(tǒng)的特點(diǎn)包括：（1）能夠?qū)ξ④浀膙ba功能給予充分支持，能夠最大化地使項(xiàng)目的自定義及擴(kuò)展得到有效實(shí)現(xiàn)，還能夠系統(tǒng)進(jìn)行二次開發(fā)；（2）能夠針對授權(quán)用戶給予遠(yuǎn)程控制方面的服務(wù)，從而不受空間的限制，了解現(xiàn)場的基本情況，例如：畫面情況；（3）具備報(bào)警功能以及歷史數(shù)據(jù)查詢功能；（4）對于opc服務(wù)器模式充分支持，同時(shí)支持客戶端模式；在通訊方面可經(jīng)opc，并且還能夠?yàn)槠渌浖?yīng)opc方面的基本服務(wù)。在opc中，上層監(jiān)控系統(tǒng)屬于其數(shù)據(jù)客戶端部分，能夠避開一些通信接口程序，直接在opc服務(wù)器上得到所需的數(shù)據(jù)，進(jìn)一步使數(shù)據(jù)采集功能

7、以及系統(tǒng)的集成功能得到有效實(shí)現(xiàn)。2 預(yù)測控制方法分析在優(yōu)化設(shè)計(jì)電廠化學(xué)水處理控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，有必要做好混床再生過程預(yù)測控制及水質(zhì)控制工作。具體內(nèi)容如下：2.1 混床再生過程預(yù)測控制基于化學(xué)水處理工藝環(huán)節(jié)，因產(chǎn)品當(dāng)中的二氧化硅及有機(jī)鹽含量比較高，為了得到高品質(zhì)的處理說，有必要在混床再生過程中進(jìn)行人工操作。與此同時(shí)，由于這個(gè)過程的工藝要求非常嚴(yán)格，所以在操作上存在一定的危險(xiǎn)。因此，在再生過程，重點(diǎn)提到高效控制邏輯算法，無需通過人工進(jìn)行處理?；陧樞蚩刂屏鞒坍?dāng)中，系統(tǒng)融入了暫停功能與急停功能，不管何種狀態(tài)均可暫停，需要繼續(xù)進(jìn)行時(shí)，可點(diǎn)擊繼續(xù)，這樣計(jì)時(shí)操作便處理進(jìn)行狀態(tài)。對于再生過程的急停功能來說，

8、全部閥門均閉合，再生終止，進(jìn)入自動轉(zhuǎn)至失效狀態(tài)。在再生條件下，各咋說步驟均可事先設(shè)置好，并且可從任意一個(gè)步驟開始再生4。如果系統(tǒng)的某一環(huán)節(jié)有異常自動報(bào)警情況發(fā)生，操作人員在接收到相應(yīng)的信息的基礎(chǔ)上，便可及時(shí)按下急停按鈕，以此使生產(chǎn)及人身安全得到有效保障。在混床再生過程前，有必要對開關(guān)閥門的可控性進(jìn)行檢查，以此作為條件對再生過程的操作是否可行進(jìn)行判斷。如果控制失敗，在對氣動閥作出相應(yīng)的命令之后，判斷反饋信號是否為氣動閥，如果是則表示開關(guān)閥門控制失效，當(dāng)開關(guān)閥門出現(xiàn)故障之后，需暫停再生過程，并進(jìn)行報(bào)警。做好上述工作后，需進(jìn)行酸、堿計(jì)量箱液位的檢測，以此作為再生的基本允許條件。如果不能滿足，則不可再

9、生。值得注意的是，在再生過程中，不會液位值進(jìn)行檢測，液位比默認(rèn)值低的情況下，不終止再生。2.2 水質(zhì)控制基于電廠化學(xué)水處理過程當(dāng)中，水處理的量非常大，與此同時(shí)在水質(zhì)要求上非常高，并且會受到設(shè)備老舊以及工藝技術(shù)不足等因素影響，使得再生之后的水存在許多的有機(jī)成分，當(dāng)這部分水排放之后，無疑會使環(huán)境的污染加大5。因此，有必要構(gòu)建有效的模型進(jìn)行預(yù)測控制，實(shí)現(xiàn)對處理水當(dāng)中的有機(jī)磷酸鹽的控制，使水質(zhì)得到有效提升，進(jìn)一步使電廠化學(xué)水排放后符合排放質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。值得注意的是，在模型構(gòu)建完成之后，需進(jìn)行控制器的設(shè)計(jì)與仿真，從而確保構(gòu)建的模型能夠符合水質(zhì)控制標(biāo)準(zhǔn)的分析，從而為電廠化學(xué)水處理后水質(zhì)的控制提供必要的技術(shù)支撐

10、。3 結(jié)語通過本文的探究，認(rèn)識到電廠化學(xué)水處理是一項(xiàng)非常重要的工作，為了使這項(xiàng)工作的質(zhì)量得到有效提高，有必要注重電廠化學(xué)水處理控制系統(tǒng)的構(gòu)建，并在構(gòu)建該系統(tǒng)過程中，注重plc控制技術(shù)在其中的應(yīng)用。在plc技術(shù)應(yīng)用過程中，需做好基于電廠化學(xué)水處理控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)，針對混床再生過程采取有效預(yù)測控制措施，并構(gòu)建數(shù)學(xué)模型為電廠化學(xué)水處理后所排放的水質(zhì)控制提供必要的技術(shù)支持。相信在優(yōu)化設(shè)計(jì)電廠化學(xué)水處理控制系統(tǒng)的條件下，電廠化學(xué)水處理工作的效率及質(zhì)量將能夠得到有效提高，進(jìn)一步為電廠的穩(wěn)健發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。參考文獻(xiàn)1彭康利.plc控制在電廠化學(xué)水處理系統(tǒng)中的應(yīng)用j.電子技術(shù)與軟件工程，2015（06）：170.2郭芳，辛建全.plc在電廠化學(xué)水處理系統(tǒng)中的應(yīng)用j.黑龍江科技信息，2