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PLC控制在电厂化学水处理系统中的应用.txt
科技情报开发与经济.. SCI—TECHINFORMATIONDEVELOPMENT＆ECONOMY 2010年第20卷第2
22期
文章编号：1005—6033(2010)22—0189—03收稿日期：2010—06—21

PLC控制在电厂化学水处理系统中的应用


许阳..
(大唐三门峡华阳发电有限责任公司，河南三门峡，472143)
摘要：依据某电厂化学供水系统的原理及工艺流程，重构了以PLC控制的化学水处
理自动控制系统，介绍了该控制系统的构成、原理以及功能的实现。

关键词：PLC控制；化学水处理系统；电厂
中图分类号：X703文献标识码：A

1我国影响化学水处理系统投入自动运行的原因

发电厂化学水处理系统大致由凝结水处理系统、补给水处
理系统、汽水取样监督系统及加药系统构成。在化学水处理系统
中要实现其自动化运行，一直是一代又一代人的愿望。但在国内
化学水处理系统投入自动运行的不多，原因主要有以下几点：..

(1)化学水处理系统工艺复杂，现实中会出现许多异常情
况，实现自动化运行有很大困难。..
(2)除新建电厂外，大部分厂只是改造旧的已有控制系统，
对化学水处理系统不进行再更新，所以化学水处理系统的自动
程序不能正常运行。..

(3)化学分析仪表大部分不过关，不能长期提供一个较稳定
的终点信号，制约了自动系统的投入。..
(4)各厂对电厂化学水处理的重视程度不够，不舍得在化学
水处理系统上投资。..
(5)部分电厂搞化学水处理系统的人力资源配备不高，不能
很好地领会控制系统的思想，也不能很好地维护控制系统，或者
根本就不相信程控系统。
2系统分析

三门峡发电厂.. 1号、2号机组为.. 30万.. kW，分别于.. 19
992年
和.. 19
994投产发电，控制系统采用的是早期的欧姆龙PLC产品，
经过多年的运行，接线、继电器及执行元件都已经老化，必须进

行控制系统的改造才能满足系统良好运行的要求。

3系统原理及改造设计..

3．1工艺系统及自动控制要求
三门峡发电厂2x300MW机组补给水系统水源为宏农涧河
河谷的地下水，由两条供水管线送至厂区。化学水处理用水由2
台生水泵提供。来水经过混凝澄清、an-氧化氯杀菌、空气擦洗
滤池过滤、活性炭吸附过滤及一级除盐加混床深化处理后，供锅
炉用水
。一级除盐设备按单元式串联连接，空气擦洗滤池、活性
炭过滤器和混床为并联连接。其中澄清池、空气擦洗滤池采用就
地远方操作，预处理活性炭过滤器、一级除盐、二级除盐混床设
备采用手动、程控操作。整个系统分为3块，即活性炭过滤器、一

级除盐系列、二级除盐混床。3个系统以除盐系列为主

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动系统，即

系列除盐启动，过滤器及混床随之启动；除盐系列停止，过滤器

及混床相应停止。过滤器正洗4步加反洗共有6步，除盐系列再

生程序共有l6步，混床再生共有19步，以导电度、运行时间和

制水量作为周期终点，其他各自有不同的参数进行相应的控制。

三门峡发电厂2~300MW机组凝结水精处理采用高速混床低

压运行系统，不设前置过滤器。高混按单元制配备，每台机组配2台

高速混床，凝结水.. lo
oo％~理，不设备用床，每台机组配备.. 1套体外

再生装置。高速混床采用.. HVOH一运行方式，正常运行出力3430

kN／h，最大出力4468．8kN／h，运行最高水温<50℃。高速混床的投运、

停止、树脂输送采用远方控制和程序控制2种操作方式。再生系统

采用体外再生空气擦洗，当其中一个运行床失效后，传至体外再生

罐中进行再生。体外再生系统采用就地操作、远方控制及程序控制

操作3种方式。凝结水运行程序共3步，传指程序共.. 15步，再生程

序共.. 4
44步。凝结水系统运行周期以导电度、时间为终点。此次改造

后系统已经实现.. 1号、2号机组凝结水精处理控制室小室可不设值

班员，在化学水处理系统控制室集中监视控制。..

3．2自动控制系统构成及原理
改造后的三门峡发电厂.. 1号、2号机组化学水处理自动控制
系统是具有较高自动化程度的现代化水处理控制系统。..

3．2．1 PLC控制系统
该控制系统网络采用冗余星型网络结构，以.. 10
00MB速率的..
TCP／IP光纤以太网作为信息传递和数据传输的媒体。网络连接
设备选用冗余以太网交换机，中心交换机连接操作员站、数据库
服务器和各控制系统，并通过网关与SIS或全厂辅助车间控制系
统网络连接。化学水控制系统网络在锅炉补给水控制室和.. 1号、
2号机组凝结水精处理控制小室各设.. 1对网络交换机。..

3．2．2化学水控制系统
化学水控制系统在锅炉补给水车间设集中控制室。该控制
室内设3台功能相同的操作员站，通过冗余以太网可对网络内
任一系统进行监控。1号、2号机组凝结水精处理控制室各设置.. 1
套操作员站，1号、2号机组凝结水精处理通过光纤与化学水控
制系统联网。设备调试完毕，l号、2号机组凝结水精处理控制室
小室可不设值班员，在一期化水系统控制室集中监视控制。..

3．2．3锅炉补给水控
制系统..
189


许阳.. PLC控制在电厂化学水处理系统巾的应j}j

锅炉补给水控制系统原则上采用MODICON昆腾系列产品，
其主机采用昆腾系列的.. 14CPU43412型主机。主机、网络及交换
器均冗余配置。监控软件采用INTOUCH8．0。1号、2

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号机组凝结
水精处理控制系统各设置.. 1套主机，其主机采用昆腾系列的..
14CPU43412型主机。主机、网络及交换器均冗余配置。..

3．3 LCD操作员站..
(1)LCD操作员站是化学水控制系统网络的监视控制中心，
具有实时数据存取.. (储存量：不小于800点，大于2周储存时
间)、C实时趋势冈调}
}}、参
LD臧面显示、_
__j历史趋势图调朋打印、
数处理、越限报警、制表打印、报表(存储时问大于2年)等功能，
其巾趋势图可南操作员点取画面参数进行添加成组功能，每组
趋势图模拟量点数不小于5点，且能以不同颜色区分，能同时设
置的趋势图组数应不小于.. 5组。..

(2)LCD画面能显示工艺流程及测量参数、控制方式、顺序
运行状况、控制对象状态，也能显示成组参数。当参数越限报警、
控制对象故障或状态变化时，应以不同颜色显示，对于参数的越
限报警，以CRT软报警光字牌的形式进行声光闪烁报警。按照工
艺流程图设计LCD画面，设有足够的幅数以保证工艺系统和控
制对象的完整性及整个系统的运行和控制状况。..
(3)LCD站有256种颜色，LCD为53．34em(21英寸)液晶显
示器，分辨率至少为.. 1280xi024。..
(4)化学水控制系统网络在锅炉补给水控制室配备.. 3台功
能相同的操作员站，在.. 1号、2号机组凝结水精处理控制小室各
配备.. 1台操作员站。锅炉补给水控制室配备的3台操作员站从
任一台操作员站上都能对网络内任一系统进行监控，并且可以
定义任一台操作员站为化学水控制系统的工程师站，通过该..
LCD操作员站可以对各工艺系统的控制系统进行编程。..
(5)鼠标器作为光标定位装置，调用画面的击键次数不大于
2次。..
(6)每台LCD操作员站应配备.. 1个键盘。每个键盘具有完整
的数字、字母键，使运行人员能直接调出各种所需的画面。这些
操作键的用途，能由编程人员重新定义。..
(7LWidw形式的界面，

)CD操作员站使.. nos画面为全汉化。..

(8)使用的软件支持双网通信。..
(9)在LCD上能同时显示不少于4幅画面，LCD操作响应时
间和画面刷新时间不大于2S，LCD画面响应时间不大于.. 18。显
卡具有至少48MB的存储容量。..
(1O)上位机采用工控机，主频不小于2．4GHz，内存不小于..
512MB，硬盘容量不小于.. 8OGB，并配有.. 1．4
44MB的软盘驱动器
和不低于..
48倍速的光驱。..

(11)操作员站具备多媒体音响报警功能，配备.. 32位即插即
用声卡和多媒体防磁音箱。
上位机画面采用了三维绘图方式，使得整个画面立体感极
强。由于在改造前进行了多方考察，参考了很多先进的控制画面
的制作，【大J而在操作画面的设计上力求实用、简单、

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美观。主要操
作功能如下：

第一，自动方式。系统在自动方式下运行不需要任何人为参
与，整个系统严格按照系统工艺要求和程序要求自动进行。..

19O

本刊E-albbxnont

mi：j@sif．e科技论坛

第二，半自动方式。半自动方式是程序控制方式最为灵活、
包含内容最多的一种方式，在半自动方式下设有程序暂停、干
预、跳步、强制启动、紧急停止几种功能。

在半自动方式下运行时，只是在几个大的步序设置中断点，
此时需要人工参与才能进行下一段程序。典型控制按钮的说明
如下。

暂停键：按暂停键时，在程序暂停时相应系统的所有阀门、
转机都将停止运行，程序计时停止，取消干预后，程序重新开始
运行。

跳步键：只有按下暂停键后，跳步功能才有效，按跳步键程
序将在本段程序内循环跳步。当取消暂停时，系统将从跳步后的
程序开始运行。

干预键：按干预键时，相应的系统或程序仍然保持原有状
态，程序计时停止，但系统内的阀门和转机可以进行手动开关、
启停等操作，当取消干预时系统恢复原始运行状态。

强制肩动：当运行、反洗或再生等程序启动时，系统要进行
外部条件判断，当条件不满足时，不允许启动，但有时外部信号
会出现误动或拒动的情况.. (这些条件会以醒目的红色显示在条
件判断对话框里)，此时，运行人员经过检查确认此条件已满足
时，可按下此按钮启动程序。

紧急停止：当运行、反洗或再生等程序进行中，系统出现紧
急情况，此时按下此按钮，系统停止所有转机，关闭所有阀门，停
止系统运行，转入停止状态。

通过这些特殊按钮实现的功能，在处理一些紧急和异常情
况时，大大方便了运行操作。

第三，数据统计报表功能。1号机所有的在线仪表数据在上
位机画面都能显示，并且每点都有实时趋热功能，0mi

能观察1 n
内的参数变化。部分数据(如系列人口流量、过滤器入口流量、阴
床入口流量、反洗流量等)具有累积功能。所有数据通过处理进
行统计报表。报表分为日报表、周报表、月报表，这些报表能在微
机上长期保存，以便以后查找。

第四，报警功能。所有的转机故障、水位低／高、浓度低腐、流
量低／N和一些重要的阀门的开关都设有报警。出现报
警时弹出
报警信息对话框，经运行复位报警消失。

第四，无扰切换。在任何运行或再生中，可以在全自动，半自
动，手动之间切换，对运行结果无影响，有较高的稳定性和安全性。

4结语

本系统基本上是将原来控制系统全部废除后重新构筑的。
改造后的效果非常好，由于各个控制终点更

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精确了。使得整个系
统的自动化水平有了较大的提高，人为的因素少了，使得我厂.. 1
号、2号机组凝结水系统实现无人值班，大大降低了生产成本。在
改造完成后控制系统的可靠率和自动投入率都有很大的提高，
提升了设备的管理水平。.. (责任编辑：胡建平)

第一作者简介：许阳，女，1978年8月生，20
007年毕业于
中国地质大学，工程师，大唐-
--fq峡华阳发电有限责任公司，河
南省三门峡市，472143．


科技情报开发与经济.. SITCNFMAIEEOPNCN21第2第2
22期

C—EHIORTONDVLMET＆EOOMY 00年0卷

文章编号：1005—6033(2010)22—0191—02收稿日~：2010—06—06

汾河二坝河道淤积土层作为上坝土料可行性分析


计庆宝..

(水利部山西水利水电勘测设计研究院，山两太原，030
0024)

摘要：介绍了汾河二坝枢纽工程的地质概况、地层岩性及物理力学性质指标，说明了

清淤段淤积物的化学分析和击实试验，对河道淤积土层作为防洪堤加固所用土料的可

行性进行了评价。

关键词：汾河二坝；河道淤积土层；防洪堤；上坝土料

中图分类号：TV64文献标识码：A

分为第④层和第⑤层。现分述如下：
1汾河二坝清淤工程概况
第②层岩性主要为低液限粉土，局部夹低限黏土层及级配

汾河二坝枢纽工程位于汾河中游的清徐县长头村西，始建不良砂层透镜体，呈灰黑色，有臭味，稍密，很湿，厚度0．8m～1．6
于1967年，系一低水头拦河引水闸坝T程，属大(2)型水闸，为m，分布于河道清淤段表层。低液限粉土层天然含水率为24．3％～..
Ⅱ等工程。汾河二坝工程担负着太原、晋中、．m土74平均值为312天然密度为16／I3201／m3平均值

吕梁的56万h3．％，．％；．Ogcn-．.. gc
地的灌溉用水任务，河道内淤积严重。清淤工程范嗣为坝址至潇为1．85g／cm；干密度为1．18g／cm’1．62g／cm’，平均值为1．41
河人汾口，总长3．5km，最高蓄水位764．4m。该河段内河谷宽.. ca；饱和快剪凝聚力为7．9kPa一18．0kPa，平均值为14．3kPa；内
30n60m，0m左右，3。摩擦角为2．。2．。平均值为2．。黏粒为3896平均

0I4主河道宽3河流流向为$3W。清淤工3575，57；．％一．％，
程拟将二坝拦河闸前蓄水区及上游主河道拓宽至150m以上，为5．9％。
并延伸至潇河口。清淤河段的两岸堤防进行加高培厚，培厚
堤顶第③层岩性主要为低液限粉土，局部夹低液限黏土、含砂低
宽8m；清淤区域两侧填筑土围埝，嗣埝与河道堤防之间利用清液限粉(黏)土及级配不良砂层透镜体，呈浅黄色，厚0．6m一4．5
淤淤泥回填，I342．％，64％；

表面覆土并恢复植被。n。低液限粉土层天然含水率为2．％一84

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平均值为2．..
汾河二坝地貌单元属汾河洪冲积平原区，分布于晋中盆地天然密度为19／m~．2scn平均值为19／m；

．3gc320／I，．8gc干密度为..
中南部，地势平坦、地形沿汾河南北东向西南微倾。出露地．3gc。16／m，平均值为15／I

开阔，15／m．1gc．7gcn3；饱和快剪凝聚力为..
表地层在汾河河道内为新近淤积物，岩性主要为低液限粉土、低6．5kPa一8．3kPa，平均值为7．4kPa；内摩擦角为25．0。27．5。，平均
液限黏土，局部夹砂层透镜体，厚度1．5nl～6．5m，分布于汾河河值为26．3。，黏粒为2．2％一10．5％，平均为7．1％。
道内。汾河两岸为第四系全新统洪冲积，岩性主要为低液限粉第④层岩性主要为级配不良砂层，夹有低液限黏土和含砂
土、低液限黏土、级配不良砂及粉土质砂层。汾河二坝河道清淤低液限粉土层透镜体，呈褐黑色，稍密，稍湿，局部含大量白云
段主要由汾河河道和两岸河流阶地组成，，母厚28I39I土层顶面高程在7851
111725m。砂层天

河流弯曲凸岸河道宽，．n一1．n，5．.. ～6．10
00m．
．．370m，凹岸由于河流冲刷作用，大多紧靠现有防洪堤。然含水率为18．1％-23．7％，平均值为21．3％；天然密度为154 m，～..

2．O0g／cm，平均值为.. 1．90g／cm’；干密度为.. 1．28s／c一1．69g／cm，
2地层岩性及物理力学性质指标
平均值为1．7 n；00ka1．.. P，
5i，饱和快剪凝聚力为1．P～83ka平均
地表上部地层为新近淤积物，按岩性分为第②层和第③层；值为14．2kPa；内摩擦角为25．5。28．5。，平均值为27．0。
。。
下部为第四系全新统洪冲积物，在勘探深度20in范围内按岩性第⑤层岩性主要为低液限黏土，呈浅黄色，最大揭露厚.. 1
11．1

TheApplicationofPLCControlintheChemicalWaterTreatmentSystem ofPowerPlant

XU Yang

ABSTRACT：Accrnoteprncpeadpoesfwohmiatrspyssenacranpwerpla，hi

odigthiilnrcslofceclwaeuplytmietiontts
paperreconstructsanautomaticcontrolsystem ofchemicalwaterbasedonPLCcontrol，andintroducesthecomponentsand
prniefhi
otoytmadilmettofhucinsohiotoytm．

icplsotscnrlssenmpenainotefntoftscnrlsseKEYW ORDS：PLCcontrol；chemicalwatertreatment；powerplant
191