循环水自动加药系统的研究与设计

您的论文得到两院院士关注控制系统文章编号:1008-0570(200805-1-0077-02循环水自动加药系统的研究与设计Research and Designs of the Adding Drugs for Circulation-Water System Automatically1东北电力大学输配电工程系吉林市女子中学)孙和茹张金果宁亚媛2SUN He-u ZHANG Jin-guo NING Ya-yuan摘要:本文在对石化企业进行现场调研,对工业控制计算机、检测仪表及监控软件基本性能特点进行充分分析和研究基础上,设计与开发了基于工业组态软件组态王65的循环水自动加药系统。该系统由IPC610/PⅢ工控机和 SIEMENS S7-300PLC以及检测仪表构成。上位机采用工业组态软件--- KINGVIEW6.5设计。下位机用于数据采集和各种药品的投加控制关键词:组态王65;PLC;加药控制;工控机中图分类号:TP273文献标识码:AAbstract: On the basis of the research on petrochemical works and the analysis and research on the basic capability of industry conrtrol computer, inspecting instruments and state view software, this thesis designs and researches of the Adding Drugs for Circulation-Water System Automatically base on KINGVIEW65The system is made up of IPC610/PIlI industrial computer and SIEMENS S7300 PLC and inspecting instruments. The industrial configuration software-KINGVIEW is used on the upper computer. The lowercomputer to collect data and to control all kinds of the drugsKey Words: Kingview65; PLC; Adding-drugged Control; IPC1引言接口将输出的带有地址的控制信号传送到SMx02型或SMx-创03型O模块中,通过SMX-02型或SMX-03型ⅣO模块将控质对延长生产设备的运行周期,低能耗和生产成本提高经济转换后的控制信号传透到机械式膜片计量菜来选到控制计量凹效益乃至环境的保护都具有重要意义。目前国内工业循环水加泵的加药量的目的。药系统只能监视模拟量数据及各阀门的状态,对阀门等设备的操作要求人工千预效率低、劳动量大。针对以上系统存在的问题及循环水加药系统的特点我们应用 King view6.5组态软件开发了循环水自动加药系统和上位机监控系统。本文研充的目打印机的就是应用 King view65组态软件把传统的控制操作变成计算机、鼠标和键盘操作,计算机实现控制室的许多功能。85转2系统的硬件设计系统的硬件设计如图1所示。主要由上位机、下位机、现场PLCr/o機块仪表等设备组成。上位机采用研华IC0PI工控机,主要实加约泵现工艺流程显示提供人机操作界面数据存储统计报表及打印历史趋势曲线显示等同时指挥下位机执行控制任务。下位机采用 SIEMENS S7-300PLC,各输入点均采用40mA标准信号。下位机主要实现数据采集和控制功能。图1硬件连接框图上、下位机的通信,由RS232/485实现,具有很高的通信速率和可靠性。3控制方案的实现系统的各个检测仪表从现场检测到的信号是通过4-20mA该系统的控制任务主要是针对2种药品的投加采用了不的电流信号输人到SMx-02型或SMX-03型O模块中,数据同的控制方案对2个计量泵进行控制。两种药品的投加量最通过SMX-02模块和SMX-03转换后以 Mod Bus协议RT模终可归结为2个计量泵的运行时间。所以该系统主要是控制计式的串行通信方式通过Rs232485转换接口与计算机相连传量泵的到上位机,通过组态王的计算机的系统运行模式将下位机所输3.1非中国煤化工入的数据加以显示。4-20mA的电流输入信号与O模块所输非氧CNMHG变化密切相关需入的819-4096数字信号相对应。上位机通过Rs232/485转换依据不同情况,确定投药时间与投药量。为此设计了两种投药孙和茹:硕士方案。既自动加药控制和手动加药控制。自动加药控制是根据《Pc技术应用2009(邮局订号96360元年-77控制系统护文核心期刊《微计算机信息》(测控自动化)2008年第24卷第5-1期节变化、环境温度、系统容积、投药质量浓度及计量泵的量42循环水加药的作用程,给出相应的控制算法控制计量泵的运行时间,实现自动加循环水加药的目的是保持水质,水在不断循环的过程中会药控制。计量泵A的运行时间TA可由下式确定:产生一些杂质微生物等使水的PH值发生变化严重时会腐TA=(VXCAMLA蚀反应器的表面。为了防止意外的发生,就必须要进行加药处其中,V为系统容积(蓄水量,CA为计量泵A所加药剂质理,以防止水质变坏浓度,LA为计量泵A的量程。手动加药控制是根据水质的变而对水进行加药处理就涉及到加药量的问题。怎样对水化情况,由人工通过键盘或鼠标随时启动计量泵控制药剂的质进行监测根据检测的数据应该加多少药等都要解决。水质投加时间及投药量。两种控制方案可随时切换监测的主要方面有PH值电导率、氧化还原电位(ORP腐蚀率32缓蚀剂与阻垢剂的加药控制等。根据以上参数对水进行监测,了解水质状况。按照工厂的要缓蚀剂与阻垢剂的投加,需根据补水量、循环水量、电导求和循环水的流量总结出加药量的算式率、水温、不同季节水的蒸发量浓编倍数等参数来确定具体的43组态王65程序设计步骤投药时间与投药量,为此设计了4种控制方案。其中前3种为(1)定义变量构建数据库自动加药。计量泵B用来完成投加该药品的任务数据库是联系上位机和下位机的桥梁,是“组态王”最核心(1)流量比例控制的部分。组态王软件中数据库分为实时数据库和历史数据库。根据补水量及要求的水中药剂浓度计算出实际投药量,再(2)画面设计根据计量泵量程换箅成计量泵的运行时间,进行连续投药。计组态王65采用面向对象的编程技术,使用户可以为每个量泵B的运行时间TB可由下式确定:应用程序建立数目不限的画面,在每个画面上生成互相关联的B=TW× MxCB)LB静态或动态图形对象其中,Tw为补水量累计时间M为补水量,CB为计量泵B所(3)动画连接加药剂质量浓度,LB为计量泵的量程。此方案只考虑了补水量这定义组态王软件的相关动作如点击按钮数据显示数据技个主要因素对水药比的影响对指标要求不高的场合简便有效。改变编程事件编程等(2)流量电导率控制(4)运行和调试术根据补水量、补水与循环水电导率蒸发量及浓缩倍数给组态王软件的实时运行环境 TOUCHVIEW中,运行和调出控制算法,确定投药量,控制计量泵连续投药。此时计量泵试在画面制作系统中建立的动画图形画面。创B的运行时间TB可由下式确定xMxNXCBYLB5结束语其中N是补水和循环水电导率有关的系数Tw为补水量累该系统经过现场试运行,结果令人满意,各项指标满足技计时间,M为补水量CB为计量泵B所加药剂质量浓度LB为计术要求。对节约工业用水,延长工业装置寿命提高经济效益量泵的量程。此方案比方案(更趋完善控制指标高于前者。具有重要意义;系统显示画面丰富、直观、操作界面简洁友(3流量电导温度等多参数控制好、使用方便。保证了现场运行的安全可靠性,为现场操作人此方案考虑了多各因素对水质的影响,综合了上述两种方员创造了高效率的工作环境,实现了较为先进的过程控制和案,同时考虑了循环水入口温度和出口温度及季节变化的蒸发管理技术水平。水量,失水量等因素。根据这些确定出相应的控制算法,而且随本文创新点在于将组态王与PLC联系起来,该系统具有季节不同可自动修正此算法使控制指标更精确。实时性好、速度快、可靠性高、运行稳定、调节灵活等优点。即体(4手动加药控制现了组态王界面友好而直观的特点又能监控PLC的实时现场可根据实际情况,由人工通过键盘或鼠标随时启动加药控制状态,有着较好的实用性及可推广性泵,控制投加时间和投加量。上述4种方案可任意切换。参考文献4基于组态王的软件设计[北京亚控科技发展有限公司 King view6.5使用手册]2003[2}孙旭霞李生民,张维娜工业自动化通用组态软件“组态王”4.循环水系统工艺流程简介的功能分析及应用仪器仪表用户,2001,8(4)29-31循环冷却水系统主要用于给设备或反映装置进行冷却,以[3汪传生于晓辉边光基于组态王65的实验型密炼机控制控制设备或反应器的温度防止温度过高系统用水为载体和设备之间进行热交换。水先由凉水塔进系统门微计算机信息,2007,1-1:84-85行冷却冷却后由泵抽到反应器冷却水和反应器的外壁充分[4]宋德玉等可编程控制器原理及应用系统设计技术M北京:接触相互之间进行热传递后使水的温度有所升高这样就保冶金工业出版社200证了反应器的温度比较稳定。升温后的水在进入凉水塔进行降作者简介孙和茹女972-汉族吉林省吉林市人讲师硕土,温。循环过程如图2所示研究方向计算机应用和控制工程。祖度较低的水Biography: Sun heru, female, Born in 1972, Han nationJilin Province Jilin city, lecturer, master. Orientation of Stud凉水塔热交换反应器application of computer and Control program热传递后的温度水YHa中国煤化工程系和茹(1320学院张金果图2流程框图(1320CNMHG水在循环过程中由于蒸发、渗漏等原因避免不了有所损通讯地址(132012吉林吉林省吉林市长春路169孙和茹失。所以在水循环的过程中必须不断地进行补充(收稿日期20070220修稿日期2007040578-360元/年邮局订阅号:82946《现场总线技术应用200例》