火电厂化学水处理计算机监控系统

化学水处理系统是火电厂的主要辅助系统之一，它与电厂生产过程密切相关，其正常运行是保证机组稳发满发的重要条件，因此如何可靠、有效地对其进行监控十分重要。目前，大型火电厂化学水处理系统大多采用可编程序控制器(PLC)与模拟控制盘组成一套监控系统进行控制。由于化学水处理系统设备数量多、操作步骤多、工艺复杂，因此，在这种控制模式下，运行人员操作监视不便，系统管理困难。为了提高水处理系统的自动化程度，保证控制精度和制水质量，实现化学水处理系统的计算机监控是很有必要的。

1 化学水处理工艺系统原理

华能上安电厂二期工程2 X 350 MW 机组化学水处理系统由2台过滤器、2台弱阳离子交换器、2台强阳离子交换器、2台弱阴离子交换器、2台强阴离子交换器、2台混合离子交换器及辅助设备组成。整个工艺系统分化学除盐系统和酸碱再生系统。化学水的处理分过滤、一级除盐和二级除盐三个阶段，除盐原理采用阴阳离子交换法。其处理过程为:水源地来的生水经过滤器除去悬浮物等杂质，再经过阳床(阳离子交换器) 除去Ca 2+,Me 2+，Na +等阳离子，经除碳风机和中间水箱除去CO 2，然后经过阴床(阴离子交换器) 除去C1-者S042 - , HC03- , HSi03-等阴离子，这是一级除盐; 然后再通过混床(混合离子交换器) 进行二级精除盐，从而得到高品质的除盐水，此时化学水导电度一般小于0. 2 us/cm。水处理流程如图1所示。

2 控制系统的构成

控制系统主要分为上位机监控管理系统和下位机水处理控制系统。作为控制主机的下位机系统采用了SQUARE D 公司的PLC ，上位监控机为1台Intel 586工业控制机，监视用的CRT 为大屏幕彩色显示器。控制系统的原理结构框图如图2所示。

上位机监控软件采用了CITECT 3.30工控软件，软件平台为中文Windows 3. 1。该软件可支持与多种PLC 的通信，在该控制系统中，通过在上位机总线扩展槽内插人一块SY/LINK 通信卡，并进行相应的地址跳线和通信参数设置，即可实现与PLC 的数据通信。 3 下位机水处理系统

化学水处理系统有大量阀门、泵、风机等开关量控制，而且要求控制可靠性高。在本系统中，共有各种输入/输出量700多点。下位机接收上位机的操作指令，自动执行控制程序，并采集现场设备的状态以及就地仪表参数进行处理。下位机所要完成的功能主要有以下几部分。

3.1过滤器的投运、反洗和备用

过滤器人口压差高时，程序投人备用过滤器，同时停运该失效过滤器并进行反洗，直至其出口浊度合格后列人备用。过滤器清洗步序如表1所示。

3.2一级除盐设备的投运、再生和备用

一级除盐设备中，强阴床出口导电度高或硅酸根离子浓度高时，投入备用系列，对失效的阴、阳床同时进行再生。一级除盐再生步序如表2所示。

3.3混床的投运、再生和备用

混床出口导电度高或硅酸根离子浓度高时，投入备用系列，对失效的混床进行再生。混床再生步序如表3所示。

3.4中和池排放和酸碱系统

程序根据中和池液位联锁关系及出口pH 值，自动启停中和池水泵及酸碱系统。 4上位机监控系统

上位机根据PLC 所采集的各种数据进行显示、报警、打印以及发送各种命令。上位机具有以下主要功能。

4.1人机界面

(1)流程画面显示:显示工艺系统的模拟流程画面，画面上有相应参数的实时数据及设备的运行状态(全开或运行时为红色，全关或停止时为绿色，故障时为黄色) 。画面动点的更新速率为1s 。在流程画面上，可通过CRT 屏幕弹出窗口功能，手动控制画面上的被控设备。

(2)趋势显示:每幅趋势画面可定义1-8个趋势变量，以不同颜色加以区别，并配有相应的变量说明信息和工程单位数值。每幅趋势画面可在线调整全程周期和扫描周期，并可在线更改趋势变量。

(3)报警显示:任一参数报警时，画面的报警指示灯亮，同时在报警画面上自动显示1条报警信息，显示内容包括报警发生的时间、名称、当前值、报警属性、报警属性对应的限值及单位。报警出现时报警条闪烁，确认后停止闪烁。报警按优先级顺序显示报警信息，同一优先级内，以时间顺序显示报警信息。

(4)操作记录和事件记录功能:对运行人员的操作及重要报警信息进行记忆，可方便地进行事故分析和故障寻找。

(5)步序图显示:通过CRT 画面的步序图按钮，可弹出目前程序所在步序和时间等。

(6)口令和安全功能:多种级别的口令保护，提高了系统的安全性，减少了运行人员的误操作。

(7)上位机兼作PLC 的编程器，可以对PLC 程序进行编辑和修改。

4.2报表打印

(1)定时制表:在该系统中，对各个运行参数在整点进行一次收集，在每日终了时，对预先报表定义的参数进行一次性打印。

(2)随机打印:需要监视上下限值的运行参数，当出现越限时，自动打印有关报警信息。

(3)请求打印:CRT上显示的画面，包括过程画面、趋势曲线及各类表格参数等，均可通过运行人员请求照原样打印。

4.3运行方式

(1)软手操方式:在该运行方式下，运行人员通过鼠标在CRT 上可对系统所有汽动阀门、

水泵、除碳风机进行控制。

(2)自动方式:在该运行方式下，PLC 接收到上位机启动指令后，自动进行制水，制水完成后自动停止。制水过程中，在上位机上可通过暂停、继续按钮控制设备的暂停及继续运行，用中止按钮可停止制水。PLC 可根据设备失效情况自动再生，再生过程中，在上位机上可强制停止。

5 结束语

本系统采用上位机替代了原来的模拟控制盘，使控制系统的功能更加完善，人机界面友好，运行人员易于掌握。同时，系统考虑了与其它辅机系统的联网，使得该系统具有了很好的兼容性，为火电机组辅机系统的集中监控打下了基础。