钢化玻璃生产线PLC监控系统

导读:每个滤格的差压检测值和水位检测值送至PLC系统,PLC系统根据检测值与设定值的差值通过内部程序进行比较和运算,PLC系统接收到雷达液位计的水位信号,PLC系统程序处理的目标是把水位保持在设定值,当控制系统接收到反冲洗指令信号时,B.3控制系统设计,采用集散型二级分布式计算机集中控制系统,由设在中央控制室的集中监控管理级计算机组成管理控制站,由PLC系统组成二级控制站,PLC系统由中心控制室PL

钢化玻璃生产线PLC监控系统

(1) 过滤时间达到反冲洗设定周期(为24h);

(2) 过滤水头损失值到达设定值(1.5-2m),且延时时间(15min) 已到;

(3) 强制反冲洗按钮被触发。

3、反冲洗周期、反冲洗过程中各步骤的时间均可通过程序设定,满足工艺及实际操作要求。

4、能直观显示滤池过滤水位、水头损失及出水阀开启度,同时显示反冲洗设备、本地滤池阀门等的开关状态。

5、对反冲洗设备、本地滤池阀门及反冲洗过程既可以实现全自动控制,也可以进行手动控制。

B.2 滤池的控制原理与运行过程

B.2.1 恒水位控制原理

气水反冲洗滤池的恒水位控制是根据池中水位的变化调节出水阀的开度来实现的。每个滤格的差压检测值和水位检测值送至PLC系统,PLC系统根据检测值与设定值的差值通过内部程序进行比较和运算,最后将结果转化为直流4-20mA 信号反馈至出水阀电机以控制阀体的开度。开度增大的数值是由一定累积时间内水位上升的速度及水位偏差共同决定的。开始运行时,出水阀关闭,PLC系统接收到雷达液位计的水位信号,当滤池水位高于设定水位(本工程为3.950m) 时,打开出水阀,使滤池水位稳定在该水位;反之,当滤池水位低于设定水位时,调小出水阀门的开度;当滤池水位等于设定水位时,保持出水阀开启度。进水流速越快,出水阀开度就越大,反之越小。PLC 系统程序处理的目标是把水位保持在设定值,并把处理结果按一定的规律输出给出水阀。

B.2.2 反冲洗过程

当控制系统接收到反冲洗指令信号时,按照先进先出的原则对滤格逐个进行反冲洗,不能对多个滤格同时进行反冲洗。反冲洗过程分为气洗、气水混合洗、水洗3个阶段,下面以某格滤池为例,说明其反冲洗过程。

1、关闭待滤水进水阀,关闭滤池出水阀,打开反冲洗排水阀;

2、5min后,打开滤池反冲洗进气阀及罗茨风机出风管电动阀,待阀门开到位后,启动2台罗茨风机;

3、对滤池进行3min气预冲后,启动一台反冲洗水泵,3s后,打开反冲洗进水阀;

4、进行4min的气水同时反冲洗后,启动另外一台反冲洗水泵,停止罗茨风机,关闭罗茨风机出风管电动阀,3s后,关闭反冲洗进气阀,打开排气阀;

5、进行3 min 清水反冲洗后,关闭反冲洗进水阀,3s后,停止2台反冲水泵;

6、关闭反冲洗排水阀,开启进水阀接收待滤水;

7、当水位升到滤料上部1.2m(本工程液面高度3.950m)时,关闭排气阀;

8、滤池完成反冲洗,转入正常的过滤程序。

B.3 控制系统设计

B.3.1 硬件构成及网络结构

采用集散型二级分布式计算机集中控制系统,由设在中央控制室的集中监控管理级计算机组成管理控制站,由PLC系统组成二级控制站。上位机由2台工控机、1台服务器和2台打印机组成,PLC系统由中心控制室PLC系统主站、其他系统子站和6格滤池PLC1-6子站组成,如图B1所示。

单格滤池的现场PLC子站通过Modbus总线与PLC系统主站通讯,实现在中控室监控计算机上对滤池进行远程监控。其他PLC子站与上位机通讯采用工业以太网通讯方式,传输速率为100Mbps。各个PLC站之间彼此进行通信,实现数据共享。

计算机集中监控、PLC远程控制和现场手动控制确保了滤池生产运行的安全可靠性。本系统中滤池PLC子站配置如下:CPU(140CPU43412U),POWER (140CPS11420),DI(140DDI35300),DO(140DDI35300),AI(140ACI0300)AO(140ACO13000) 模块各1块。

B.3.2 PLC的控制功能

单格滤池的PLC子站主要完成本格滤池的恒水位过滤控制和每格滤池的进水阀、出水阀、反冲洗进气阀、反冲洗进水阀以及反冲洗排水阀和排气阀等电气设备的自动控制,以及数据采集,并与中控室PLC主站交换数据信息。当滤池的差压计将差压信号转送给滤池PLC子站后,PLC系统将该值与设定值进行比较和显示,用于确定滤池是否需要进行反冲洗。滤池的开启个数由进水流量决定,每个滤池由雷达液位计和差压计测出滤池的水位和差压值,连同排水阀开度这3个参数送至PLC系统,经PLC系统内

部运算后,若水位偏差超过5cm,PLC系统立即启动控制单元自动调整滤池出水阀门的开度,维持滤池水位基本恒定,从而实现恒水位过滤。

中控室PLC主站负责6格滤池的反冲洗顺序,并对反冲洗设备(反冲水泵、罗茨风 机等) 及其进出口阀门进行监控。当滤池PLC子站向中控室PLC主站发出反冲洗请求时,中控室PLC主站开始启动反冲洗程序对该滤池进行反冲洗控制。当某格滤池正在进行反冲洗时,又有1格或多格滤池发出反冲洗请求信号时,则此信号被存入中控室PLC主站存储器中,然后按先后顺序进行冲洗,排队等待反冲洗的滤格仍维持正常的生产。中控室监控计算机能动态显示整个水处理厂的工艺流程和设备运行状态以及其主要的工艺参数,并实现声光报警,便于生产调度管理。

图B1 计算机集中控制系统

B.3.3 程序设计

当滤池满足反冲洗控制约束条件之一时进行反冲洗。本系统通过PLC主站确定6格滤池的反冲洗顺序,通过公共程序的读写命令采集整组滤池的反冲信息及滤池具体水 位情况并发出命令。公共程序的主要内容包括:反冲洗水泵和风机的控制程序,PLC主站与其他PLC子站信息的读写程序和滤池排队程序。

每格滤池的工艺过程基本相同,其PLC程序结构也相同,可用子程序的形式,如图B2所示。每个滤池程序包括初始化命令及滤池的自动状态、手动状态等程序。滤池自动状态程序包含自动过滤状态和自动反冲洗状态2个子程序。滤池手动状态程序包含各个阀门的手动操作命令。

图B2 滤池程序流程

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