OMRON系列PLC在化工污水焚烧装置控制系统中的应用

【摘要】：本文以大庆石化分公司水气厂化工污水焚烧装置控制系统为例，论述了OMRON PLC在污水处理领域的应用。对系统的硬件、软件配置及工作原理进行了说明，并且重点介绍PID回路控制中无扰动切换的编程方法。
【关键字】：OMRON PLC；PID； 无扰动切换
一、化工污水焚烧装置控制系统简介
水气厂化工污水焚烧装置处理的废水来源于大庆石化分公司各个生产装置排出的污水。此装置主要包括再生炉和焚烧炉两个主体设备，温度控制和炉子火咀点火控制是整套控制系统的关键。原控制系统是由调节器、显示仪表、继电器等搭接而成的，1 9 84年安装并投用。由于长时间使用，设备老化、陈旧、显示仪表误差大，不仅使操作不便、维护困难，而且存在着安全隐患。2006年将再生炉、焚烧炉两部分的原有控制系统改造成统一的PLC控制系统，采用日本OMRON公司生产的CS1H系列PLC产品。装置的控制系统改造后开车一次成功，通过PLC控制系统能够对整个生产过程进行监视和控制。
二、控制系统配置及说明
2．1硬件配置
① CPU单元：CSIH CPU63H程序容量为20K步，I／O位为51 20点，可扩展7个机架，数据存储器容量为64K 字。
② 电源单元：C200HW—PA209R电压范围：8 5 1 32V A C 或1 70264VA C．50／60HZ
③数字量输入模块：C200H ID212该模块为16点DC24V输入模块，最大消耗电流为7MA。
④开关量输出模块：C200H OC225该模块为16点输出模块，输出最大电流为2 A。
⑤模拟量输入模块：C200H AD003该模块为8通道输人模块，输人信号为4 20MA、1～5V、0 10V、一10～10V标准模拟信号，单通道隔离，1／4000分辨率，采集处理速度为2．5MS／MAx／点。
⑥模拟量输出模块：C2（）（）H DA004该模块为8路输出，输出为4-20MA标准模拟量信号。1／4000分辨率，转换速度为2．5MS／MAX／点，单通道隔离。
⑦热电偶单元：CS1W～PTS51该模块为4路温度传感器单元，可接S型、K 型或J型热电偶。
⑧通讯模块：CS1W CLK21～V1该模块为CONTROLLER LINK工业以太网模块，通讯速率最大为2MB／S，通讯介质为屏蔽双绞线，最大传输距离为1公里
⑨通讯卡：3G8F7 CLK21-EV1

该通讯卡安装在工控机P CI插槽上，与CS1 W～CLK21_V1链接使用。
2．2软件说明
① CX—PROGRAMER 6．0该软件为PLC编程专用软件，功能强大，可在线监视和修改程序。
②操作站组态软件：RSVIEW 32该软件为A B公司所生产的组态软件，为开发、运行集成版，可链接点为1 0 K ，运行可靠，功能强大。2．3总体控制要求及功能化工污水焚烧装置自控系统的要求是对污水再生和污泥焚烧处理过程进行自动控制和自动调节，使处理后的水质指标达到排放要求的范围。功能如下：
①控制操作：在污水处理控制室能对被控设备进行在线实时控制。
②显示功能：用图形实时地显示各现场被控设备的运行工况，以及现场的状态参数。
③数据管理：依据不同运行参数的变化快慢和重要程度，建立生产历史数据库，存储生产原始数据，供统计分析使用；利用实时数据库和历史数据库中的数据进行比较和分析，得出一些有用的经验参数，有利于优化控制，并把一些必要的参数和结果显示到实时画面中去。
④报警功能：当某一模拟量（如流量、温度等）测量值超过给定范围或某一开关量（如压力开关、火焰检测器等）发生变位时，可根据不同的需要发出不同等级的报警，另外还可对PLC进行诊断报警。
2．4 PLC程序结构及实现
根据工艺特点，在PLC编程中采用分段编程的形式，这样使程序的可读性强，易于理解。以焚烧炉控制程序为例，控制程序包括模拟量处理、时间参数设定、回路控制、火咀点火程序、报警程序、地址转换程序等，控制思路清晰，程序可读性强。操作人员只需在上位机上发出简单的指令，控制程序即可按照工艺要求步骤对现场设备进行控制。PID指令的使用和回路控制是PLC应用过程中的难点，下面以单回路控制为例，说明PID指令手动／自动无扰动切换的编程方法。无扰动切换程序说明：HlOO．OO是手动／自动切换位，当H100．00=l时，手动控制；Hl 00．00-0时，自动控制。微分指令的下降沿表示切换的瞬间。
①手动一自动：切换的瞬间（执行一次），把手动输入的操作变量输出值（D330 ）直接赋给控制阀输出值（Q2062）；自动控制过程中，由PID指令控制操作变量输出值。
② 自动一手动：切换的瞬间（执行一次），把控制阀的输出值（Q2O62）直接赋给手动输入控制阀值（D 3 3 0）；手动操作过程中，按手动输入的操作变量值控带阀的输出值。
3结束语
此控带系统运行稳定、可靠，极大地提高了劳动生产率。该系统有效地解决了生产中的很多问题，如减少了生产过程中的突发故障，缩短了生产准备时间和抢修时间，减少了工人的劳动强度，创造了可观的经济效益和社会效益，达到了节能、降耗的目的。