PLC与HMI在废水汽提装置中的应用.pdf

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1、第2期蒋琳琳等．PI．C与HMI在废水汽提装置中的应用275PLC与HMI在废水汽提装置中的应用蒋琳琳’霍卫1李军2卢常亮(1．扬州惠通化工技术有限公司，江苏扬州225009；2．陕西延长石油(集团)有限责任公司延安炼油厂，陕西延安727加6)摘要介绍汽提装置的工艺流程和控制方案，控制系统的硬件构成，以及PLc与HMI在汽提装置控制系统程序的编写方法和要点。关键词废水汽提装置PLcHMI硬件程序中图分类号TH862+．6文献标识码B文章编号l000，3932(2012)02旬275．03随着我国经济的发展以及工业自动化程度的提高，经济指标的增长和环境污染之间的矛

2、盾也逐渐凸显，如何将环境污染降到最低程度已成为刻不容缓的课题。连续聚酯装置在生产过程中会产生含多种有机物的酯化废水，由于酯化废水的COD含量较高，直接送废水处理工序处理难度较大。扬州惠通化工技术有限公司采用汽提塔将酯化废水经汽提处理后再送到废水处理工序，使其COD含量大幅下降，同时在汽提过程中回收呵燃气体送往锅炉系统¨J。因此，汽提塔是一个既环保又节能的装置，汽提装置运行的好坏与其控制系统的设计关系密切，笔者采用PLC与人机界面(HMI)来设计汽提塔控制系统，以提高其工作效率。1汽提塔工艺流程简介汽提装置是利用蒸汽将汽提塔内的废水进行加热，并将废水中的有机物以气

3、体形式蒸出并送往锅炉燃烧。扬州惠通化工技术有限公司所采用的汽提塔装置首先将聚酯车间过来的酯化废水用泵打入汽提塔内，由蒸汽对塔底和塔顶加热以达到汽提的效果，再用废水处理泵将处理后的废水送入废水处理站进行再处理Bo。整个装置中，废水的流量通过废水流量计和调节阀来控制，蒸汽流量通过蒸汽流量计和蒸汽调节阀控制，汽提塔废水液位通过液位计和调节阀控制，汽提塔温度由装在塔底、塔中和塔釜的温度变送器监控，其压力则通过塔底和塔釜的压力变送器监控，汽提塔可燃气体通过切断阀控制最终送往锅炉。同时，还在塔顶设计了一台用于紧急放空的控制切断阀，并将控制废气的切断阀与塔顶压力设置联锁。2P

4、LC及HMI在汽提塔控制中的应用2．1硬件考虑到汽提塔装置规模较小、控制点较少，但对控制品质要求较高的特点，笔者选用s7·200PLC224xP和MT4400THMI为主要硬件设备设计汽提塔装置的控制系统。根据汽提塔装置的控制要求，设置模拟量输入点8个、模拟量输出点3个、开关最输入点4个、开关量输出点6个。s7—200PLC作为控制系统的核心部件，负责数据的采集与处理"1；HMI负责将PI．c采集到的数据读出来，并将外界数据传至PLCHl。系统还配置了EM231模拟量输入扩展模块和EM232模拟量输出扩展模块各一块。系统的硬件结构如图l所示。MT44001’10

5、=爿(：PI’224XPH卜M23lHEM232幽幽l嚣；{黔I降≮嬲图1汽提塔自控系统硬件结构示意图2．2PLC程序汽提塔的控制系统由泵的启／停、现场仪表的显示、PID回路的控制以及切断阀的联锁开／关构成。酯化废水泵和废水处理泵的启／停控制由PLC分配两个DO点和4个DI点实现，DO点用于控制泵的启／停，DI点用于监控泵的运行状态(包括开／停和报警)。其中PLc废水泵的控制程序如图2所示，M10．0和M10．1为PLC的内部变量，用作泵的启／停并可在HMI上设定和修改；收穑日期：201l羽．14(修改稿)276化[自动化及仪表第39卷Io，4和10．5为泵的报

6、警状态；DI点10．0和10l用作泵运行的反馈信号并被HMI引用。图2P1．c废水泵控制程序该汽提塔装置中共设有8台4～20mA模拟量输入信号的现场仪表，其中压力变送器两台、温度变送器3台、流量计两台、液位计～台。以汽提塔顶部压力变送器的信号采集程序(图3)为例，该程序将现场仪表的4—20mA电流信号与仪表的量程对应，最终换箅出现场仪表的实际测量值。图3汽提塔顶部压力变送器信号采集程序汽提塔装置中的温度、流量和液位由调节蒯控制．为此在程序中设计3个PID回路。PID回路具有手／自动工作模式，回路的设定值，阀门开度，比例、积分及微分等参数能在HMI上进行设定。笔者

7、通过PIDx—INIT等模块实现上述功能”’。温度控制回路Tlc-2100l的部分控制程序如图4所示。

8、

9、闼『JTv2100l控制lsMooI⋯”一INll广吲銎!：=}一，。r一”㈣I1L幂一ILM⋯j。肾习图4温度控制回路TIC_2100l的部分控制程序汽提塔装置中用到两台切断阀，一台用于将回收的可燃气体送往锅炉进行燃烧，一台用于紧急放空。具体控制方案是：当塔顶压力大于低限报警压力设定值时才能打开通往锅炉的阀门，原因是塔内压力过低可能导致炉膛内火焰反冲到汽提塔而引起燃烧爆炸事故；同样从安全角度考虑。当塔内压力在最高限报警时应将放空阀打开，当压力低于高限报警时

10、将放空阀关闭。笔者通过设