InTouch软件和AB PLC在污水回用装置上的应用

1 工艺简介

　　延炼污水回用装置建成于2009年，处理能力为400m3/h，生产准一级脱盐水270m3/h。本装置主要由超滤过滤系统和反渗透脱盐系统两部分组成:

　　(1)超滤系统可以去除水中的生物污染物、颗粒物、胶体、浊度、细菌，满足反渗透系统的进水要求。超滤系统采用ZENON公司的ZeeWeed500d超滤过滤技术。超滤系统主要由超滤预过滤、加药单元、膜鼓风机单元、UF膜池、透过液泵、反冲洗单元、排放液泵和化学清洗单元等组成。

　　(2)反渗透系统主要脱除水中的盐份，满足工业及锅炉补水要求。反渗透系统包括RO脱盐单元、加药单元、反渗透提升泵、高压泵、增压泵、化学清洗单元及脱盐水加碱调和pH单元。

2 控制方案

2.1 超滤UF系统控制方案

　　UF系统采用罗克韦尔AB Logix5000 PLC控制单元，使用逻辑控制系统对整个系统的运行、包括反洗、维护性清洗和化学清洗进行全自动控制，可实现现场就地手动、系统程序控制和中控室远程控制，并可通过以太网与整个装置集成。系统具有自动诊断、自动监测、自动报警和系统联锁及参数设定功能，系统操作灵活、安全可靠、可以做到无人值守。

　　其主要监测及控制指标:

　　⑴原水进水母管设余氯分析仪、浊度仪、温度计和流量计，超滤进水设在线pH分析仪，pH值偏高时，自动加酸调节。

　　⑵絮凝剂的投加量根据给水流量按比例投加。

　　⑶每套超滤均设有膜池液位计，PLC根据膜池的平均液位来控制产水流量，通过液泵的转速进行调节;同时监测流经膜的水流量，当这一流量降低到一定程度时，系统自动进行反冲洗。

　　⑷超滤产水箱设液位计，根据产水箱液位调节进水流量。

　　⑸超滤反冲洗水池设液位计，当液位低时，开反洗水池进水阀，高时关闭。

2.2 反渗透RO系统控制方案

　　反渗透系统采用罗克韦尔AB SLC500 PLC控制单元，可以对整个RO系统的运行，包括化学清洗及添加剂系统进行全自动控制，可实现现场就地手动、系统程序控制和中控室远程控制。

　　其主要监测及控制指标:

　　⑴反渗透的给水高压泵入口设流量计，并根据流量控制加药计量泵按比例加药。

　　⑵反渗透给水母管设OPR和电导率分析仪和温度计，当进水泵运行10s后，温度超高低限或OPR和电导率有一个高于设定值时，就报警停机。

　　⑶过滤器前后差压，高压泵增压泵进、出口，反渗透一、二级及浓水侧分别安装压力表，并设相应的联锁停机逻辑。

　　⑷进水箱液位低，产水箱液位高时，RO进入待机状态;清洗水箱液位低，停加热器和清洗泵。

3 控制系统的构成

　　由于工艺包由两个不同的厂家提供，而且各自都有自身的控制系统，因此要将两个系统整合在一起。采用Wonderware公司的InTouch工控组态软件，该软件可以很好地将两套PLC通过以太网有效地组合起来。系统组成如图1所示。

图1系统构成图

　　系统分为3层结构:上级管理操作层由一台上位操作站和两个操作屏构成，为保证装置的安全可靠运行，分别配置了UF触摸操作屏和RO触摸操作屏，作为上位工控机的备用操作面板;下层的PLC控制层由CPU、通信模块机I/O模块组成，其I/O模块可以连接各种现场仪表、调节阀、切断阀以及继电器等;中间为通信层，采用以太网。整个系统具有优良的扩展性，在各个层次上用户可以自由扩展，上层可随意增加操作站、数据库节点和管网通信结点等，是一个典型的集散控制系统。

4 软件设计

4.1 数据通信

　　上位监控采用Wonderware公司的InTouch9.5工控组态软件。在InTouch 中，内存型数据为InTouch 程序内部定义的变量，不需要通过I/O Server即可进行访问;I/O型数据的来源一般为其它计算机节点或本机运行的其它程序，这类数据由InTouch HMI通过NetDDE或DDE的方式获得。在本系统中，采集控制站(PLC)中来自现场的数据，经过处理，将控制命令传给控制站，以监控生产过程。然而，通常无法直接从控制站中取得数据，需要一个通信接口——I/O Server。由于本系统与控制站之间通过以太网进行连接，并且控制站为AB的SLC500 PLC和ControlLogix5000 PLC，因此I/O Server选用DASABTCP_V1.1和DASABCIP_V3.0.0，其设置分别如图2和图3所示。

在DASABCIP_V3.0.0中，PLC的IP地址在New_ENB_CLX_000中指定，但必须与PLC内部IP地址一致。

4.2 画面组态

　　首先进行标记名字典定义。由于生产现场的所有数据都是I/O型，若要在操作站的动态画面上显示，就必须在InTouch标记名字典中定义每一个I/O变量，且与控制站(PLC)的内部地址一一对应， 如图4所示。标记名为InTouch内部定义，可以根据仪表实际位号来定义，访问名就是I/O Server中定义的相应的PLC名称，项目就是该PLC内部地址。定义之后，该标记名就与这个PLC内部地址相对应。

‍‍‍‍‍‍‍‍　　接着设计了10余幅操作画面，包括流程图、报警、流量和液位趋势图、PID调节、退出和登录画面等。工艺人员能从操作画面上直观地看到工艺流程，及时发现异常现象。对重要阀门设置了手动开关按钮，保证系统的安全运行。所有的工艺操作可用鼠标在相应的画面上进行，操作方便，界面友好。各阀门的开关状态在画面上用不同的颜色区分，即绿开红关。　

4.3 系统监控

　　系统报警时工控机发出报警声，点击操作画面上的报警灯进入报警画面可看到具体报警内容。所有的报警均有48h的历史记录。InTouch可以为每个数据定义报警信息，模拟量还可定义高、低、高高、低低报警值，并且可以通过条件脚本或数据值改变脚本和用户编制的快速脚本，处理各种报警信息，如弹出报警窗口或声音提示。

4.4 系统安全

　　Windows NT操作系统本身稳定可靠，具有很高的安全性，InTouch可以通过帐号管理机制，限制不同人员的访问权限，来实现系统安全。在本系统中,共设置了3个级别的访问权限，分为工程师级、仪表工级、操作工级。工程师级的权限最高,可以修改系统参数、画面组态，退出InTouch，实时监控;仪表工级可以修改参数，实时监控;操作工级的权限最低，只能实时监控。登录之后的操作员拥有自己的访问级别($AccessLevel)，决定了其对操作站软件的操作权限。比如，某些重要参数(如PID参数)的修改只能让仪表工级以上级别的人($AccessLevel>6000)操作，则可在按钮动画链接的Miscellaneous\Disable(on)属性的条件表达式中写上$AccessLevel<6000，没有登录或访问级别不够的人就无法触发此按钮。< p="">

5结语

　　本套控制系统自2009年10月开始调试，至2010年10月已具备手动、半自动投运条件，从2009年10月运行至2010年1月，根据现场运行操作人员对系统提出的修改意见，对程序逻辑和监控画面作了进一步的修改、完善，在浊度、电导、pH、水位、流量、压力、差压等仪表调试完成后，经一段时间观察及手动测量对比，仪表测量准确可靠，系统可以自动运行。自2010年1月以来，系统运行稳定、可靠，极大地节省了人力，降低了运行操作人员的劳动强度，达到了设计的要求。

参考文献

[1]马正午，周德兴.过程可视化组态软件InTouch应用技术[M].北京:机械工业出版社，2006