耿加深

摘要：濟(jì)鋼寬厚板廠3500線水處理系統(tǒng)包括控制系統(tǒng)PLC、電力控制設(shè)備和現(xiàn)場(chǎng)泵站，為淬火機(jī)系統(tǒng)提供冷卻水。由于操作崗位人員緊張，淬火機(jī)操作人員對(duì)水處理系統(tǒng)的操作、監(jiān)控有限，造成水系統(tǒng)操作延遲、報(bào)警信息得不到即使處理等，嚴(yán)重影響鋼板的淬火工藝要求，并且?guī)硭Y源的大量浪費(fèi)。在此情況下，必然要求水處理系統(tǒng)的自動(dòng)化，以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：GE CIMPLICITY-HMI；自動(dòng)控制；淬火工藝

0前言

濟(jì)鋼3500線水處理系統(tǒng)采用GE PLC控制，上位操作畫面為GE CIMPLICITY-HMI，西門子6SE70系列變頻器和軟啟控制三種水泵。實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，勢(shì)必要提升泵、供水泵、加壓泵的啟停與調(diào)節(jié)池、蓄水池、高位水塔的液位相關(guān)聯(lián)。鋼板進(jìn)行淬火工藝時(shí)，需要開啟供水泵和加壓泵。調(diào)節(jié)池內(nèi)水位低時(shí)，需要開啟提升泵。以此來減少操作量，達(dá)到自動(dòng)控制的目的。

1水處理系統(tǒng)硬件設(shè)備內(nèi)容

水處理系統(tǒng)包括3臺(tái)淬火加壓水泵，變頻控制，4臺(tái)水塔供水泵，變頻控制，5臺(tái)提升泵，軟啟動(dòng)控制，9臺(tái)電動(dòng)閥（淬火加壓泵出口3臺(tái)，水塔供水泵出口4臺(tái)，泵組旁通水管電動(dòng)閥一臺(tái)，LOI旁通水管電動(dòng)閥一臺(tái)），冷卻風(fēng)機(jī)兩臺(tái)，潛水泵一臺(tái)。調(diào)節(jié)水池一個(gè)，旋流分離器3個(gè)（無檢測(cè)控制），吸水井一個(gè)（無檢測(cè)控制），高位水塔（淬火水塔）一個(gè)。主機(jī)架一個(gè)，輔機(jī)架一個(gè)，CPU一臺(tái)，Profibus DP模塊一塊，Genius DP發(fā)送模塊一塊，Genius DP接收模塊一塊，電源模塊兩塊，DI 10塊，DO 4塊，AI 2塊。兩臺(tái)上位監(jiān)控機(jī)，一塊交換機(jī)，編程軟件一套，監(jiān)控軟件開發(fā)版一套，運(yùn)行版一套。

2水泵自動(dòng)控制順序設(shè)定

以加壓泵自動(dòng)控制順序?yàn)槔?/p>

（1）加壓泵在自動(dòng)狀態(tài)下，可以設(shè)置自動(dòng)順序，自動(dòng)順序由上位監(jiān)控程序設(shè)置，順序可以空缺，例如1＃備用泵因故障轉(zhuǎn)換為手動(dòng)狀態(tài)，則2＃備用泵并不變?yōu)?＃備用泵。啟動(dòng)時(shí)按備用順序啟動(dòng)，上一順序備用泵已啟動(dòng)或故障則本順序備用泵啟動(dòng)。自動(dòng)時(shí)自動(dòng)調(diào)節(jié)壓力。

（2）加壓泵處于集中狀態(tài)，HMI自動(dòng)，無故障，別的泵未設(shè)置為1＃備用狀態(tài)，則本泵可設(shè)置為1＃備用泵。一旦有備用泵被設(shè)置為1＃備用泵，則其他備用泵不能被設(shè)置為1＃備用泵。

（3）加壓泵處于集中狀態(tài)，HMI自動(dòng)，無故障，上位監(jiān)控程序設(shè)置為2＃備用狀態(tài)，則本泵可設(shè)置為2＃備用泵。一旦有備用泵被設(shè)置為2＃備用泵，則其他備用泵不能被設(shè)置為2＃備用泵。

（4）加壓泵處于集中狀態(tài)，HMI自動(dòng)，無故障，上位監(jiān)控程序設(shè)置為3＃備用狀態(tài)，則本泵可設(shè)置為3＃備用泵。一旦有備用泵被設(shè)置為3＃備用泵，則其他備用泵不能被設(shè)置為3＃備用泵。

提升泵和供水泵的自動(dòng)順序思路與此相同。

3水泵自動(dòng)啟停程序設(shè)計(jì)

3.1提升泵程序設(shè)計(jì)

提升泵共5臺(tái)，兩臺(tái)軟啟動(dòng)，互為備用。提升泵由一臺(tái)軟啟動(dòng)啟動(dòng)。自動(dòng)情況下調(diào)節(jié)池液位上、下、上上、下下限報(bào)警。上限連鎖開備用泵，正常液位停備用泵，下限停運(yùn)行泵（無備用泵情況下）。啟動(dòng)過程中發(fā)生故障停軟啟動(dòng)和泵，切換完成后發(fā)生故障停提升泵。

自動(dòng)狀態(tài)下，順序啟動(dòng)、停止備用泵和運(yùn)行泵。啟動(dòng)時(shí)由小到大，停止時(shí)由大到小。備用泵設(shè)置順序可以空缺，例如沒有備用泵1。設(shè)置順序由HMI畫面決定。自動(dòng)條件為：集中，自動(dòng)，無故障。

3.2供水泵程序設(shè)計(jì)

供水泵共4臺(tái)，分兩組，每組2臺(tái)，每組由一臺(tái)變頻器啟動(dòng)。自動(dòng)情況下高位水塔上、下、上上、下下限報(bào)警。上限連鎖開旁通閥及淬火水塔供水泵低速運(yùn)轉(zhuǎn)，下限連鎖關(guān)旁通閥及淬火水塔供水泵正常運(yùn)轉(zhuǎn)，下下限連鎖開備用泵。泵與閥聯(lián)鎖動(dòng)作為啟動(dòng)時(shí)先關(guān)閥，然后啟泵，泵啟動(dòng)完畢后開閥；停止時(shí)先關(guān)閥，然后停泵。任何狀態(tài)下發(fā)生故障均立即停泵并關(guān)閥。

自動(dòng)狀態(tài)下，啟動(dòng)備用泵遵循平衡原則，輪流啟動(dòng)兩個(gè)泵組的備用泵，停泵時(shí)一樣。泵組1備用泵設(shè)置順序?yàn)?、3，泵組2備用泵設(shè)置順序?yàn)?、4，備用泵設(shè)置順序可以空缺，例如沒有備用泵1。設(shè)置順序由HMI畫面決定。自動(dòng)條件為：集中，自動(dòng)，無故障。

自動(dòng)情況下備用泵啟動(dòng)分析為：4臺(tái)泵均未運(yùn)行，按備用泵順序啟；1臺(tái)泵運(yùn)行，另一組的備用泵順序啟動(dòng)，如另一組無備用泵則順序確定本組的備用泵；2臺(tái)泵運(yùn)行，啟動(dòng)備用泵；3臺(tái)泵運(yùn)行，啟動(dòng)備用泵。停泵分析為：4泵運(yùn)行，按備用泵順序停泵；3泵運(yùn)行，停2臺(tái)泵運(yùn)行的泵組的備用泵，如沒有備用泵則停另一組的備用泵；2臺(tái)泵運(yùn)行，順序停備用泵；1臺(tái)泵運(yùn)行，順序停備用泵。

3.3加壓泵程序設(shè)計(jì)

淬火加壓泵一共3臺(tái)，全部由變頻器控制。變頻器自動(dòng)運(yùn)行時(shí)由PLC控制，手動(dòng)時(shí)現(xiàn)場(chǎng)控制。當(dāng)加壓泵處于自動(dòng)狀態(tài)時(shí)，變頻器也根據(jù)壓力自動(dòng)調(diào)節(jié)，當(dāng)加壓泵處于其他狀態(tài)時(shí)（手動(dòng)、調(diào)試、聯(lián)動(dòng)），變頻器輸出由HMI畫面輸出（％形式?jīng)Q定）。加壓泵根據(jù)總管壓力通過變頻器進(jìn)行調(diào)節(jié)，自動(dòng)情況下自動(dòng)調(diào)節(jié)，輸出大于95％認(rèn)為全頻工作，小于5％認(rèn)為0頻工作。加壓泵自動(dòng)狀態(tài)下只進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)動(dòng)作；在自動(dòng)且備用狀態(tài)下，加壓泵能夠進(jìn)行自動(dòng)啟停和調(diào)節(jié)動(dòng)作。加壓泵備用順序由HMI監(jiān)控畫面設(shè)定，順序?yàn)?、2、3＃備用泵，一旦有加壓泵被設(shè)定為某一順序的備用泵，則其他加壓泵不能被設(shè)定為該順序的備用泵。備用泵按順序由小到大啟動(dòng)，由大到小停機(jī)?？偣軌毫Φ?，此時(shí)備用泵允許啟動(dòng)，首先啟動(dòng)1＃備用泵，1＃備用泵啟動(dòng)完畢且全頻運(yùn)行后或沒有1＃備用泵，啟動(dòng)2＃備用泵；2＃備用泵啟動(dòng)完畢且全頻運(yùn)行后或沒有2＃備用泵，啟動(dòng)3＃備用泵；備用泵停機(jī)時(shí)，備用泵已經(jīng)0頻運(yùn)行且壓力高則停3＃備用泵，3＃備用泵已經(jīng)停機(jī)完畢或沒有3＃備用泵，同時(shí)壓力仍高則停2＃備用泵；2＃備用泵已經(jīng)停機(jī)完畢或沒有2＃備用泵則停1＃備用泵。

4結(jié)束語

水處理系統(tǒng)自動(dòng)控制功能的實(shí)現(xiàn)，解決了操作力量不足的問題，同時(shí)在滿足淬火工藝要求的基礎(chǔ)上，節(jié)約了大量水資源。實(shí)際生產(chǎn)運(yùn)行表明，自動(dòng)控制系統(tǒng)與加熱、淬火系統(tǒng)配合效果良好，使得產(chǎn)品性能有了極大保障，有很好的推廣價(jià)值。

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