PLC在循环除盐水控制系统中的应用

1 引言

近年来，随着我国化纤工业的飞速发展与进步，连续线聚酯生产也步入了一个全新的阶段。这就要求聚酯生产的工艺方法不断的完善及设备运行的可靠性不断提高。冷却水循环系统在整个聚酯切粒的生产过程中必不可少的系统设备，它们对切粒生产过程中的冷却水的温度、压力按工艺所规定的要求进行恒定并可调节；使切处于最佳状态下运行，并要求给中控室dcs系统进行通讯。

以前传统的循环除盐水控制系统是采用继电器控制电路，并利用pid调节仪表来控制压力及水温，随着工艺要求的不断提高传统的控制系统已远远不能满足。根据新的工艺要求，我们充分利用可编程控制器（plc）的逻辑控制性、简便性和可靠性，将其作为主要的控制元件，设计制造出一套使用pid控制器，可控制冷却水的温度及压力，并与中控室进行profribus-dp通讯。

2 循环除盐水系统简介

循环除盐水电控系统对聚合造粒所需冷却水温度、压力、液位、过滤器报警信号等进行采集，由可编程控制器对数据进行处理运算后，运用pid控制器，再控制调节阀、电磁阀、水泵、带式过滤器等器件来实现冷却恒温等控制功能；循环除盐水电控系统可与中控室dcs系统由profribus协议通讯。图1是循环除盐水系统原理图。水箱中除盐水由浮球阀根据液位进行自动补液。由温度度传感器t检测管道中水温，运用pid控制气动调节阀v4调节冷冻水的流量使除盐水温度始终保持在设定温度。带式过滤器上有液位传感器h1，用来判断过滤器是否被堵，当过滤器被堵后，要启动过滤器电机拖动滤布走动，到设定的时间后停止。水箱里有低液位传感器，用于与水泵联锁。为了使除盐水到达切粒系统水压在设定值，由压力传感器p2检测管道水压，运用pid控制气动调节阀v3。由于板式换热器容易被堵，要经常清理，系统要求对板式换热器进行在线切换，当板式换热器1工作时，电磁阀v1工作，电磁阀v2关闭，当压力传感器p1值大于p2值在某设定值后，表明板书式换热器1已被堵，这时电磁阀v2工作，v1关闭，切换到板式换热器2工作。整个项目对除盐水循环系统可靠性的要求非常高,要求系统每年连续运行时间不低于8000小时，而且由于整个系统工艺对水温的高低也有严格的要求，所以也要求水温的调节精度比较高，系统的自动化程度也比较高，现场无人维护，所有数据与此中控室进行交换，使得中控室（dcs）能对设备做到全程监控。

3 控制系统硬件组成

根据整个工艺条件要求，在充分比较国内外各品牌小型plc的各种功能参数及性价比的基础上，我们控制系统选用西门子的s7-200系列可编程控制器（plc）为主要控制元件。装置采用cpu226（ac/dc/继电器），其输出可分组直接接ac220v的电磁阀、dc24v气动阀及三相固体继电器控制泵电机。由于需要采集温度压力和控制调节阀，选用了em231和em232模拟量模块，和dcs通讯采用em277 profibus-dp 模块。cpu226具有极高的可靠性，操作便捷，并且运行速度快，拥有很强的内部集成特殊功能；具有pid控制器，在程序中最多可用8条pid指令，这些指令只要不用相同回路号，各pid运算之间就不会互相干涉，这有利于同时控制多个调节阀进行多点温度控制。而cpu226有2个rs485通讯/编程口，其具有ppi通讯协议、mpi通讯协议和自由方式通讯能力；这两个通讯口一个用于与显示器通讯，另一个用于电脑进行调试。em277 profibus-dp 模块用于接收来自dcs指令及温度设定，并上传报警信号。运用step7-micro/win v4.0（sp6）软件，可以在windows系列的操作系统下进行编写plc控制程序，而且step7-micro/win v4.0（sp6）还可在线调试并监视用户程序。

选择td400c中文文本显示器作为装置的终端显示器，用选择项确认方法td400c可显示最多80条信息，拥有可编程的15个功能键，并提供密码保护功能，参数在显示器中显示并可用输入键进行修改，本装置中用来进行温度和pid参数设定及工艺参数和报警信息显示；td400c连接很简单，只需用他提供的连接电缆接到cpu226的ppi接口上即可，不需要单独的电源。

系统硬件配制如图2。

图1 循环除盐水系统原理图

图2 系统硬件配配制图