一.引言

可编程逻辑控制器(PLC)它是20世纪80年代发展起来的新一代工业控制装置，是自动控制.计算机与通信技术相结合的产物是专门用于工业生产过程控制的现场设备。由于控制对象的复杂性、使用环境的特殊性和运行的长期连续性，PLC在设计上有自己明显的特点；

可靠性高，适应性广，具有通信功能，编程方便，结构模块化。在现代配送控制系统中，PLC已成为工业控制领域应用广泛的重要基本控制单位。

化学水处理系统的任务是向热系统提供合格的补充水。包括原水净化处理系统.制备锅炉所需的供水系统和汽轮机凝结水净化处理系统。

目前，火电厂的水处理系统有不同的控制手段。大致可分为：（1）手动操作，机械劳动强度大，逐渐消除；（2）继电器接触控制系统，接线复杂，维护工作重大：（3）基于计算机的专用工业计算机Pc程序控制。该技术目前广泛应用于火电厂，基本能满足生产需要，也是当今乃至未来的研发方向。

在笔者参与的火电厂化学水处理程序控制系统中，系统要求在化学水处理控制室控制电厂化学水处理系统设备，并实时监控设备的运行状态和参数。

鉴于电厂化学水处理系统的重要性，采用化学水处理系统PLC实现水处理设备的联锁控制，保证其可靠性和特殊性，工业控制计算机作为上位机和上位机PLC相互配合，共同完成水处理系统的监测功能。

二.补给水处理系统工艺流程

天然水混凝沉淀处理后，大部分悬浮物已被去除，外观往往透明。但事实上，水中难免会残留少量小悬浮颗粒，需要进一步处理。否则，离子交换处理时，会污染交换剂，影响出水水质。

水经过混凝过滤处理后，可包括悬浮物和胶体物质，但硬度没有变化，碱度一般仍较高。水预处理采用沉淀软化，水中残留硬度和盐含量仍不能满足锅炉供水要求，必须进一步软化.除盐处理.阳离子交换除盐是最常用的处理方法，工艺流程图如图1所示。

三.实现化学水处理程系统软件

两级集散控制系统由下位机和上位机组成(Dcs)。现场数据采集.预处理.下位机完成过程控制和向上位机传输数据的任务，上位机负责全系统控制.综合管理和信息。

基本方案采用三台西门子公司SIMATIcS7-300可编程序控制器控制现场设备，依次为过滤单元和泵.化学仪表等数据：一级除盐单元：混床单元。改造方案见图2。

操作站选用研华工控机，软件开发平台选用亚控公司组态王6.02.组态王是一种完成数据采集和控制的方法.报警.图形数据显示等功能齐全的工业自动化软件，可靠性高，是我国市场上应用最多的组态软件。

方案配置体现了分散控制系统的优点。即控制功能分散。.操作管理集中。控制功能分散是指系统实时响应快，系统危险分散.集中操作管理方便集中管理，方案配置也具有冗余特性。

PROFIBUS总线是世界上比较流行的现场总线，具有良好的灵活性和可靠性，性价比也有很大的优势。PROFIBUS-DP具有快速.即插即用.效率高.低成本特性更适合系统要求，选择PROFIBUS-DP方案作为现场通信方式。PROFIBUS工业设备（传感器）.开关.可编程控制器等。)标准接口连接到工业控制网络，减少了繁琐的硬接线。现场总线提高了设备间和通信，提高了系统的精度和实时性，提供了非常重要的设备级诊断功能。

(1)下位机控制程序设计

控制系统分为四大功能块：整体投入运行.设备切换.清洗、再生和整体停运。

1.除盐水箱水位控制55~10m，当水位低于5m自动按流程顺序运行一套制水设置(包括清水泵.两台过滤器.一套一级除盐设备和混合床):当水位低于33台时m另一套制水设置自动运行。当水位高于10时。m进入设备整体停运，所有设备按严格操作顺序停运，一级除盐设备再生。

2.机械过滤器达到规定的过滤时间后，应切换到下一台备用机械过滤器。一级除盐切换为阳床出水口Na+>lOPPb或阴床出水电导>5us／cm.Si02>IOOPPb其中任何一个。混床的切换条件是出水导电度大于0，2qus／cm或Si02>100PPb。

3.一级除盐运行20个周期后进行大反洗再生，设计为全自动步骤。

4.混床再生间隔长，设计为半自动步骤。

机械过滤设备采用并联运行布置，运行和清洗操作采用遥控步骤操作。混床设备采用并联运行布置，运行和再生操作采用遥控点操作。

一级除盐设备采用单元连接。西门子用于设备的运行和再生。S7系列可编程控制器控制。阳床出口配有电导表和硅表监督终点，其操作和再生操作采用遥控手动操作。

再生设备采用计量箱加喷射器，CTN-I音频电磁酸碱装置，再生液浓度和中间水箱液位人工调节。

操作由转换开关控制，可实现设备手动.步操.半自动和全自动四种操作模式，也可以通过软件监控系统。

(二)上位机监控程序设计

本监控系统为微软公司Windows98／NT工作平台使用组态16/2000.02开发。组态王完全基于网络，是一种客户/服务器模式，在配置其网络时可以绑定绑定。TCP／IP协议可以利用其网络功能实现远程控制。操作人员可控室向下机发出各种控制命令，同时收集生产过程中的各种信息和数据，反映屏幕上的各种图片，使操作人员一目了然。

我们根据工艺流程制作了各种监控图片，可以监控和操作每个工艺流程:电厂的实际操作需要设计四种操作模式:全自动.半自动.步行操和手动操作。全自动操作模式是无需人员干涉，当一个阴阴的时候。.阳床或混床水质取样仪检测水质失效，程序自动进入下一个工艺流程:半自动操作模式是连续自动完成一个工艺流程；步骤操作模式是每个工艺生产过程可以手动单个步骤操作:手动模式是每个控制设备可以手动一对一启停.开/关操作，特别适用于设备初步调整或维护阶段。这四种操作模式之间的设计是无干扰切换，极大地方便了工厂操作人员的操作和维护。

每个监控界面都可以用来监控过程状态，也可以在图片上强制操作过程。反映整个过程监控图片，以虚拟仪表实时显示现场信息，直观.动态.实时效果。在图片中，控制器（如阀门等）的状态和反馈可以直接显示在控制器上。我们的不同颜色显示了设备的不同状态，图片过程随着工作条件的不同而动态变化。图片上标有系统的所有控制器和模拟输入控制器（如阴床电导值）.即时值显示在定时器的剩余时间旁，供用户监控。现场仪表的参数也可以设置。当操作过程中出现异常情况时，操作员可直接按下紧急停止按钮，设备立即停止运行：操作员也可直接手动操作。