和利时LK系列PLC在电厂水处理控制系统的应用

摘  要 电厂水处理主要包括锅炉化学水处理、凝结水处理和废水处理等。水处理系统的安全运行直接影响到锅炉的安全运行。采用基于和利时LK系列PLC的水处理控制系统可以确保水处理控制系统的安全运行。系统采用以太网通讯，可以方便实现与其他系统的数据交换，并且响应速度快。
关键词 和利时LK系列PLC，LK210冗余控制器
1 引言
水处理系统是锅炉正常运转的必要条件，其水质的好坏对锅炉的安全运行起着决定性的作用。在化学水和凝结水处理过程中由于其工艺比较复杂，系统安全运行要求较高，基于和利时LK系列的LK210冗余控制系统因其可靠性高、处理速度快、逻辑修改方便等特点在得到了广泛的应用。
在这里主要介绍下LK210冗余控制系统在化学水这方面的应用。该系统主要是用来控制化学水系统的正常运行，控制对象主要包括澄清池、活性炭过滤器、超滤、反渗透、阴床、阳床、混床等。包括完成对上述对象开关量的数据采集、处理、计算及开关量的实时输出，和模拟量的处理，并将相关数据传送到中央控制室操作站等。
2 电厂水处理控制系统设计
电厂水处理控制系统由以PLC为核心的控制机柜、执行机构、声光报警和一次及二次外围元件组成。控制柜里配置有LK210冗余PLC、输出控制继电器、输入隔离继电器、模拟信号隔离栅等。每一路输入和输出通道都有与之相对应的指示灯，可以检查某一通道的动作情况，而且系统具有模拟和在线试验功能。
由于对控制系统的可靠性要求高，所以采用双CPU冗余的方式。当一个CPU出现故障时，能够准确无扰地切换到备用CPU，确保控制系统的正常运行。主背板与扩展背板之间采用双DP网络通讯，PLC与工控机之间采用以太网连接，从硬件和软件上实现了双机热备。
PLC的HMI采用上位机软件HollyView开发。LK系列PLC与上位机软件HollyView有两种通讯方式，一种是Modbus RTU，另一种方式是Modbus TCP。本系统采用第二种通讯方式。
控制系统的硬件结构示意图如图1所示。控制点数统计如表1所示。


图 2-1  控制系统的硬件结构示意图

表1  控制点数统计
序号 信号类型 数量
1 DI 312
2 D0 195
3 AI 58
4 AO 2

3 电厂水处理控制系统特点
基于LK系列PLC的电厂水处理控制系统具有如下特点。
 准确性及可靠性
本系统采用了双PLC运行方式，LK配置高性能的工业级处理器，具有纳秒级的处理速度和大容量的内存，可使逻辑程序准确、快速地执行，在硬件上大大保证了系统的高可靠性，从而确保整套装置在任何情况下都能正确可靠地运行。
 模块扩展性及带电热插拔性
LK系列PLC背板之间采用DP通讯，可以通过简单的增加背板就能实现对IO点扩展。所有的模块均支持带电热插拔，当某个模块发生故障时，维修人员可以在不影响系统运行的情况下进行维修和更换。
参考文献
[ 1 ] 和利时PLC资料。北京和利时自动化驱动技术有限公司
[ 2 ] HollyView文档。北京和利时自动化驱动技术有限公司