系统补水控制自动化改造

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1、《冶金自动化》2004年增刊系统补水控制自动化改造吴卫东，孙伯师(天津钢管有限责任公司能源部，天津300301)〔摘要〕冷却水在循环使用和水质处理过程中，由于水量的不断消耗，需及时补充新的水源，以保证系统的正常运行和主体厂的生产安全，因此对系统补水的控制及设备提出了较高的要求，而原系统的补水情况既不能实现远程监视、补水设备也不能实现远程自动或手动控制经探索实践，我们对系统补水进行了控制改造，彻底改变了原状况。本文对这次改造过程进行了论述。〔关键词〕冷却循环水处理;浮球控制补水阀;时实监视控制电磁阀;液位计信号1原系统补水控

2、制简介为轧管、管加工二套生产服务的冷却循环水处理系统，主要任务是把冷却水由供水池不间断地供给用户，进行高温设备的冷却同时把冷却后的高温脏水回收，经物理/化学等处理手段使之能够再次循环使用。在循环使用中，由于水量的蒸发、管路损耗、用户消耗和跑冒滴漏等因素，冷却水不断减少，因此系统要根据实际情况及时补充新的水源，以保证整个系统供/回水的水量平衡和主体厂设备的安全运行。由此，对系统补水设备和控制提出了较高的要求，但原补水情况根本不能胜任系统的这种需求。因为对系统的补水是受补水管道上的浮球控制补水阀控制的，阀的打开/关闭是由液面上

3、的浮球在水池中视受到水的浮力的大小来决定的，整个浮球控制补水阀全部为机械式阀门，不带任何电控信号。它的工作原理如图1所示。供水池图1浮球阀工作原理1一橡胶活塞;2一弹簧;3-浮球;4一阀;5-阀芯在实际运行中，经常出现水位已到达水池溢流位，可补水阀还在打开进行补水，造成水资源的浪费。这是因为浮球控制补水阀准确调校比较困难，现场又没有电信号传到控制室，造成操作人员对现场补水情况不能做出及时的准确判断;在遇到紧急情况和管理人员发出补水指令时，对补水设备的远程控制更是无法实现。而浮在水面上的球体与连杆易损且不宜于人员的维护更换，

4、鉴于此，我们决定对其进行自动化改造。[收稿日期〕2004-05-30仁作者简介〕吴卫东(1970-)，男，河北青县人，工程师，主要从事代表自动化和计算机方面的工作132《冶金自动化》2004年增刊2改造方案和原则我们的改造原则是利用已有的设备和控制系统，实现补水设备的远程自动/手动控制和过程的时实监视。原控制系统为由西门子SIMATICS7-400PLC自动控制，并通过工业以太网与西雅特的HMI工作站进行通信对现场进行时实监控。控制网络图如图2所示。S7-ET200MS7-400PLC现场设备工业以太网(TCP八P)Cit

5、ectSCADA-HMICitectSCADA-HMI图2控制系统网络图改造方案是把由浮球控制的补水阀开启/关闭动作，改为由水池液位计信号通过PLC程序运算后自动控制，并能在HMI工作站上进行状态的时实监视和设备的远程手动操作。3控制自动化改造过程实施首先，把水池的液位计模拟信号按照工艺要求在PLC中进行编程处理，使当液位降到设定的低位时就输出一个高电瓶信号，而当液位升到设定的高位时，就复位这个高电瓶输出信号。并在信号输出前设“自动”与“手动”程序选择“按扭节点”，使之与HMI工作站监视画面上补水阀的“自动”、“手动”选择

6、按扭相对应，使人员能对设备进行“手动/自动”选择操作。这个高电瓶输出信号经“输出继电器Kl"转换为现场补水阀的开阀控制信号。另外，在HMI工作站上利用CitectSCADA软件制作“自动补水阀”监视画面，把它作为现场的补水阀。在画面中把可操作和动态显示的点制成“变量标签”使与PLC程序中对应的“节点”地址相同，这样在PLC中进行控制的设备、在HMI工作站上设备的显示状态与现场补水设备状态相一致。在“自动补水阀”旁设“自动”和“手动”选择按扭，当选择“手动”按扭时，“自动补水阀”不受液位计信号的组J，并当用鼠标点击阀体时，能

7、弹出附带有“操作精灵”的对话框，里面有与补水阀相对应的“开阀/关阀”和“确认”操作按扭，操作员能对补水阀进行远程人为控制。当选择“自动”按扭时，补水阀的开启/关闭完全靠液位计信号经PLC程序自动控制。补水阀打开/关闭的输出控制信号同时作为画面中设备状态显示信号使用。但由于在运行时，现场阀门实际是否打开/关闭、阀门开启角度、关闭是否严密、补水量等情况操作人员还是难以掌握。因此，我们又在补水管道上设计安装了电磁流量计，以对补水流量做出准确计量。补水流量的大小可作为操作员对现场补水情况监控的重要参考。电磁流量计信号所对应的流量值

8、在一定时间内的累计还可作为系统药剂添加量的参考。将它与水池液位计信号配合，在HMI工作站画面上进行监视，可保证系统平稳运行。最后，进行现场设备的改造。在水池的补水管道上加装合适的电磁流量计，去除“浮球3”及连动杆和“阀4"，在“排水管道C'，原位置上改装“控制电磁阀”，由控制电磁阀实现对补水阀门的开/关