【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(lǐng)域的應(yīng)用。對(duì)系統(tǒng)的硬件、軟件配置及工作原理進(jìn)行了說明，并且重點(diǎn)介紹PID回路控制中無擾動(dòng)切換的編程方法。
【關(guān)鍵字】：OMRON PLC；PID； 無擾動(dòng)切換
一、化工污水焚燒裝置控制系統(tǒng)簡(jiǎn)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(gè)生產(chǎn)裝置排出的污水。此裝置主要包括再生爐和焚燒爐兩個(gè)主體設(shè)備，溫度控制和爐子火咀點(diǎn)火控制是整套控制系統(tǒng)的關(guān)鍵。原控制系統(tǒng)是由調(diào)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(zhǎng)時(shí)間使用，設(shè)備老化、陳舊、顯示儀表誤差大，不僅使操作不便、維護(hù)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(chǎn)的CS1H系列PLC產(chǎn)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?qū)φ麄€(gè)生產(chǎn)過程進(jìn)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(diǎn)，可擴(kuò)展7個(gè)機(jī)架，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)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(diǎn)DC24V輸入模塊，最大消耗電流為7MA。
④開關(guān)量輸出模塊：C200H OC225該模塊為16點(diǎn)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(hào)為4 20MA、1～5V、0 10V、一10～10V標(biāo)準(zhǔn)模擬信號(hào)，單通道隔離，1／4000分辨率，采集處理速度為2．5MS／MAx／點(diǎn)。
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(biāo)準(zhǔn)模擬量信號(hào)。1／4000分辨率，轉(zhuǎn)換速度為2．5MS／MAX／點(diǎn)，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(wǎng)模塊，通訊速率最大為2MB／S，通訊介質(zhì)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(jī)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(qiáng)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(chǎn)的組態(tài)軟件，為開發(fā)、運(yùn)行集成版，可鏈接點(diǎn)為1 0 K ，運(yùn)行可靠，功能強(qiáng)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(duì)污水再生和污泥焚燒處理過程進(jìn)行自動(dòng)控制和自動(dòng)調(diào)節(jié)，使處理后的水質(zhì)指標(biāo)達(dá)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(duì)被控設(shè)備進(jìn)行在線實(shí)時(shí)控制。
②顯示功能：用圖形實(shí)時(shí)地顯示各現(xiàn)場(chǎng)被控設(shè)備的運(yùn)行工況，以及現(xiàn)場(chǎng)的狀態(tài)參數(shù)。
③數(shù)據(jù)管理：依據(jù)不同運(yùn)行參數(shù)的變化快慢和重要程度，建立生產(chǎn)歷史數(shù)據(jù)庫，存儲(chǔ)生產(chǎn)原始數(shù)據(jù)，供統(tǒng)計(jì)分析使用；利用實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫和歷史數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較和分析，得出一些有用的經(jīng)驗(yàn)參數(shù)，有利于優(yōu)化控制，并把一些必要的參數(shù)和結(jié)果顯示到實(shí)時(shí)畫面中去。
④報(bào)警功能：當(dāng)某一模擬量（如流量、溫度等）測(cè)量值超過給定范圍或某一開關(guān)量（如壓力開關(guān)、火焰檢測(cè)器等）發(fā)生變位時(shí)，可根據(jù)不同的需要發(fā)出不同等級(jí)的報(bào)警，另外還可對(duì)PLC進(jìn)行診斷報(bào)警。
2．4 PLC程序結(jié)構(gòu)及實(shí)現(xiàn)
根據(jù)工藝特點(diǎn)，在PLC編程中采用分段編程的形式，這樣使程序的可讀性強(qiáng)，易于理解。以焚燒爐控制程序?yàn)槔刂瞥绦虬M量處理、時(shí)間參數(shù)設(shè)定、回路控制、火咀點(diǎn)火程序、報(bào)警程序、地址轉(zhuǎn)換程序等，控制思路清晰，程序可讀性強(qiáng)。操作人員只需在上位機(jī)上發(fā)出簡(jiǎn)單的指令，控制程序即可按照工藝要求步驟對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行控制。PID指令的使用和回路控制是PLC應(yīng)用過程中的難點(diǎn)，下面以單回路控制為例，說明PID指令手動(dòng)／自動(dòng)無擾動(dòng)切換的編程方法。無擾動(dòng)切換程序說明：HlOO．OO是手動(dòng)／自動(dòng)切換位，當(dāng)H100．00=l時(shí)，手動(dòng)控制；Hl 00．00-0時(shí)，自動(dòng)控制。微分指令的下降沿表示切換的瞬間。
①手動(dòng)一自動(dòng)：切換的瞬間（執(zhí)行一次），把手動(dòng)輸入的操作變量輸出值（D330 ）直接賦給控制閥輸出值（Q2062）；自動(dòng)控制過程中，由PID指令控制操作變量輸出值。
② 自動(dòng)一手動(dòng)：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(dòng)輸入控制閥值（D 3 3 0）；手動(dòng)操作過程中，按手動(dòng)輸入的操作變量值控帶閥的輸出值。
3結(jié)束語
此控帶系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定、可靠，極大地提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率。該系統(tǒng)有效地解決了生產(chǎn)中的很多問題，如減少了生產(chǎn)過程中的突發(fā)故障，縮短了生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間和搶修時(shí)間，減少了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，創(chuàng)造了可觀的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，達(dá)到了節(jié)能、降耗的目的。