西门子模块6ES7223-1BM22-0XA8方法说明
1 引言
电厂化学水处理系统作为电厂重要的辅助车间和辅助系统，特别是大型火电厂利和供热电厂的化水处理车间处理量大，工艺复杂，水质要求高，其运营的好坏直接关系到电厂的安全运行及可靠性。本文以笔者负责完成的通辽盛发热电厂化学水处理程控系统项目，分析化学水处理程控系统的自动控制。
2 化学水处理系统工艺流程
通辽盛发热电厂作为新建热电厂新建4台机组（4×135MW，分两期完成），化学水处理系统由三部分组成:软化水处理系统、反渗透系统和除盐水系统,系统工艺流程简图如图1所示。
图1 化学水处理系统工艺简图
系统主工艺流程为：工业水→曝气塔→曝气水箱→升压水泵→叠加式过滤器→阳离子交换器→除二氧化碳器→软化水箱→碱计量泵加碱→软化水泵升压（软化水，可作为厂内生活用水）→加热器→反渗透装置→反渗透水箱→反渗透水泵升压→一级混合离子交换器→二级混合离子交换器→除盐水箱→除盐水泵升压→主厂房。
3 控制系统硬件组成
3．1 PLC控制系统 PLC资料网
根据装置工作要求，选用性价高的AB公司的Controllogix系列可编程控制器构建冗余的控制系统。PLC中CPU采用两套1756－L55ControlLogix5555Controller，设置1个主站（CPU模件），5个分站(IO模件)，主站CPU与分站I/O通过ControlNet网络通讯,开关量输入、输出模件选用32点，模拟量输入模件选用16点，模拟量输出选用8点。PLC系统网络结构图如图2所示。
3．2 监控站
监控站选用两台研华工业控制计算机和高性能工业监控软件RSView32（视窗控制中心），与PLC控制单元之间采用工业以太网进行通讯。完成整个系统的工艺流程、设备运行状态的显示和监控、实现曲线的显示、历史数据的保存、权限管理、操作查询、报警、打印等功能。
3．3 仪表系统
仪表系统由压力及温度变送器、liuliang计、液位计、PH值表、酸度计、碱度计、硅酸根检测仪、导电度检测仪、压力及压差开关等构成，主要完成水箱液位、管道压力、进出水liuliang、水温度、水质检测，并通过检测值，进行工艺自动控制与调节。
图2 PLC系统网络结构图
3．4 现场控制设备
现场控制设备由水泵、风机、气动阀门、电动门、调节阀等构成，其中水泵、风机由电机控制，气动门由电磁阀控制。
4自动化软件设计
化学水处理自动化控制系统的软件包括上位机、下位机两部分。
4．1 上位机软件设计
上位机软件采用bbbbbbs2000操作系统，组态平台为RSView32。上位机实现的功能为：数字显示化学水处理系统中的水箱液位、管道压力、进出水liuliang实时值与累积值、水温度、水质检测，记录这些参数的历史变化，在设定的上限与下限值发出语音报警、记录到报警历史以便查询。各设备的运行、故障等状态显示，各设备的启动、停止操作，并进行操作记录，以便查询；出现每个设备故障时发出声音报警并记录故障情况（故障时刻、故障类型等），方便进行事故分析。重要参数、报警、故障都可以报表打印。
化学水程控系统上位机监视画面由参数画面、弱酸阳离子交换主画面、曝气水箱系统画面、过滤器A和B画面、弱酸离子交换画面、软化水系统画面、反渗透主画面、反渗透装置画面、反渗透水箱画面、反渗透辅助系统画面、除盐水主画面、一级混床系统画面、二级混床系统画面、酸系统画面、碱系统画面、中和池系统画面、树脂存贮画面、除盐水箱画面、手操器画面、启动方式画面、检修设置画面、历史趋势画面、报警汇总画面、数据汇总画面、记录画面、登录画面和管理员画面组成。
4．2 下位机软件设计
PLC
下位机采用AB公司开发的RSLogix5000软件对PLC进行编程和对PLC配置进行维护。编制的软件主要包括信号获取处理、liuliang的累积、运行时间的累积，传到上位机显示，接受上位机的操作、判断自动控制条件对水泵风机、气动阀门进行逻辑控制，完成化学水处理过程。
5系统实现功能
水处理程控系统具有：运行方式选择；设备故障自动报警；实现了现场信息采集、处理、操作显示等完善的功能。并且保留了就地控制功能。在控制室，运行人员通过控制系统能对整个工艺系统进行集中监视、管理和顺序控制，并可实现远方手操。提供就地手操、远方手动操作、自动顺序控制三种控制方式，工艺系统中被控对象的状态在CRT上显示。
5．1 就地手操控制
所有气动阀、电动门、水泵和风机都保留就地控制方式，在程控系统完全故障的情况下还可以通过就地控制实现手动水处理，保证机组锅炉的可靠用水。
5．2 远方手操控制
在选择远控方式时，操作人员可以在操作员站远程一对一操作气动阀、电动门、水泵和风机。
5．3 水处理过程自动控制
水处理程控系统在正常情况下主要运行在自动控制方式。按照化学水处理系统的设计要求，水处理过程程序自动控制包括：除铁与弱酸离子交换过程自动控制，反渗透装置自动控制过程，混合离子交换过程自动控制。在除铁与弱酸离子交换过程自动控制过程中，当过滤器已经运行了24小时、或进出水压差达到0.1Mpa、或入口累积liuliang达到2880吨，就自动进行反洗，备用的过滤器投入运行；当阳离子交换器运行48小时、或入口累积liuliang达到6240吨，就自动进行再生。在反渗透装置停止自动控制过程时，自动完成反渗透冲洗过程。在混合离子交换过程自动控制中，当混合离子交换器运行1200小时、或入口水liuliang累积达到18000吨、或出口水导电度高于0.2us/cm、或出口硅酸根高于0.02ug/L，就自动进行再生，备用的混床投入运行。
5．4其它功能
通过PLC内部程序设定报警及联锁保护，一旦出现故障，立即停止相应的操作，并发出相应的报警信号,自动启动备用的设备。
实时参数超限报警、阀门开超时/关超时故障报警、阀门位置信号故障报警、水泵/风机启动/停止超时故障报警、水泵/风机控保装置事故跳闸/失电报警等。
化学水处理系统中的工艺参数和的累积参数都归档，可以通过历史趋势画面对所有运行参数查看、打印，并按照电厂要求打印成报表。
系统还通过交换机与全厂的辅助控制网络系统相联，实现了远程运行参数监视与管理。
6结束语
通辽盛发热电厂化学水处理程控系统于2006年9月正式投运，自动化控制水平明显tigao，产水量达到设计要求平均每小时180至200吨，完全保证了设计4台发电机组的用水需要。由于控制水平的tigao，水处理过程中产生的废水量明显减少，起到了一定环保节能效果。系统高度的可靠性和直观简易的操作性减少了运行人员劳动量。该系统建成后运行可靠，生产效率明显tigao，受到用户的好评，并成为其它电厂同行参观效仿的对象。
ABB旗下的多款控制系统以工业IT为基础，针对属性对象技术的800XA系列控制系统，进行整合。继续为国内的电力，冶金，石化，造纸等行业提供整体的解决方案以外，已将它旗下的一款已有十几年发展历史的中小型控制系统AC31作为产品引入中国。目前在此基础上推出更为先进的AC500系列，可为国内的系统集成和OEM等应用提供更多的选择。AC500可编程控制器介绍 AC500可编程控制器由CPU，通讯模块，CPU底板，I/O模块和端子板，分布I/O接口模块和端子板，CPU底板等组成,如图1所示。
图1 AC500系统图CPU CPU有PM571、PM581、PM582和PM591四个不同的等级。均带有：LCD显示、操作按键、一个SD卡的扩展口和两个集成的串行通讯口。CPU可直接插在CPU底板上，底板可选择集成以太网或者ARCNET网络接口。保留的CS31的通讯接口是考虑到了和AC31等ABB公司其他系列PLC的兼容性。通讯模块 除了CPU上集成的通讯接口外，每一个CPU上还可多扩展4个通讯接口。这4个通讯接口可扩展为任意的标准总线协议。CPU上集成的两个Modbus通讯接口和可选集成的以太网或ARCNET网络接口外，通过通讯扩展接口还能扩展: ProfibusDP-V1、DeviceNet、CANopen和以太网等总线接口。I/O 模块 输入/输出模块有模拟量和开关量两大种类。每个输入/输出模块均可直接插到端子板上，CPU本地和分布式扩展的子站，可大扩展到7个输入/输出模块。AC500还可以提供每一点都可以根据用户的需求及可设置为输入又可设置为输出的开关量模块。而模拟量的输入通道可以通过软件改变输入特性，可根据用户的需求选择：电流、电压、热电阻、差分和开关量输入等信号类型。分布I/O的接口模块 这种模块集成了一定数量的开关量输入/输出，并且通过它实现和CPU的通讯和分布I/O。这个分布模块后面又可大扩展7个输入/输出模块。由于采用了FBP通讯技术，可以适合多种总线分布I/O。AC500Control Builder 编程A C500 ControlBuilder 编程是一套可对所有系列AC500CPU进行编程的工程工具，这套编程软件符合IEC61131-3的，可支持五种不同的编程语言：－功能块（FBD）－语句表（IL）－梯形图（LD）－结构文本（ST）－顺控图（SFC） 这套软件可完成AC500系统的全部设置，包括所有的总线接口，还有全面的自诊断功能、报警处理、可视化调试工具和开放的数据接口。还可以提供离线仿真,变量跟踪功能,全面的自诊断功能、报警处理、配方管理和监视列表,可视化的调试工具,通讯接口的设置,开放的数据接口,工程接口。应用 AC500可编程控制器已经在水处理、窑炉控制、水泥行业、电厂辅控、智能配电等许多行业有了相关的应用。实际的运行结果表明,系统安全可靠,。AC500PLC系统除了外形美观，性能可靠，价格适中等特点，在项目具体实施中还具有如下优点：可设置输入/输出的开关量模块，为备用点数的设置提供了方便并能降低成本；模拟量的每个输入通道都可以设定电流，电压或者热电阻等输入信号，使用方便；编程软件中集成的MODBUS功能块，非常实用，易于操作，大大节省了编程时间；CS31总线的连接只需要普通的屏蔽双绞线就可以完成，成本低廉，操作灵活简单。而CPU上的液晶显示可以在系统故障后直接显示系统的故障代码，调试和设备维护时不需要连接编程设备就可以知道系统的哪个部分的哪个模块的哪个通道出了什么故障。给系统调试和维护带来了极大的方便
1、授权
AB PLC通过 OPC方式和第三方软件进行通讯，必须要先经过授权。在当前使用的电脑上安装了AB PLC 相关的软件后，可以在如下图所示的菜单路径下找到“MoveActivation – 32 Bit”的菜单项。
点击运行会弹出如下对话框：
现在将授权软盘插入到软驱，点击“OK”按钮将授权文件拷贝到电脑硬盘上，如果授权成功，会弹出如下对话框，以确认RSLINX.EXE应用软件已经授权成功。
2、RSLinx.EXE软件的设置。
在设置好RSLinx.exe应用软件的授权后，运行RSLogix500软件，设置好ABPLC的串口通讯参数或网口通讯参数，下载到PLC。测试运行确保PLC参数设置正确，PLC能和编程软件已经能够正确通讯。运行RSLinx.软件，选择Communictions-RSWho菜单项，如果有能和当前上位机正常通讯的PLC将会显示在如下的窗体列表里：
在列表里选中要通讯的PLC，选择Station – Data Monitor的菜单项，检查是否已经能够将数据正确采集上来。
3、OPC服务器的配置
在确认RSLinx软件已经能够正确和PLC进行通讯后，就可以开始配置OPC服务器了。必须先打开一个DDE/OPC工程，可以通过选取File– Open Project选项，来通过“Open DDE Projiect”对话框，选取打开一个已经建立好的DDE工程。
如果还没有建立过DDE/OPC工程，则会弹出如下对框，要求用户输入要建立的工程名，这样建立好的工程名就添加到了工程列表框中。
打开一个OPC工程后，就可以正式开始配置OPC 服务器了，通过选取DDE/OPC-Topicconfiguration菜单项，建立一个OPC服务主题。在弹出的如下窗体中，选取要配置成OPC服务器的对应选项，点击“New”按钮，编辑一个OPC服务器主题名称（可取任意名称）。
切换到“Data Collection”页，通过Processer Type下拉框，选择正确的PLC的处理器类型。
切换到“Advanced Communication”页，通过ComunicationDriver下拉框，选择和PLC的通讯方式。
设置好OPC服务器后，点击“Done”按钮，确认关闭窗口。
配置好一个服务器后，在如下图的列表中选定刚才配置过的PLC选项，选取Eidt-Copy DDE/OPC bbbb菜单项，打开CopyDDE/OPC bbbb窗口可以查看已经正确配置好的OPC数据项。
目前为止OPC Server已经正确配置。可以通过vb客户端的OPC设备构件，进行数据的连接。
VB客户端连接RSLinx
我们为了调试方便，先编写一个PLC程序如下图：
将程序下载进PLC中并让PLC在运行状态。
VB客户端是通过KEPServerEx这个服务器端的动态链接库编写的，在运行vb客户端程序前，必须安装KEPServerEx服务器端，使vb能够调用它所提供的DLL。
安装KEPServerEx服务端如下：
安装完毕后，运行vb工程文件如图：
编译程序并运行：
打开后程序运行如下：
点击List OPC Server列出所有OPC Server并选择RSLinx OPCServer，点击Connect连接RSLinx服务器：
在Add Group to OPC Server框中加入Group Name组名 1、更新数据速率等选项后，点击AddGroup，如下图
这时就可以添加标签了，标签对应着OPC Server的路径，路径可以由RSLinx中的，copy DDE/OPCbbbb中看到。添加好后如下图：
此主题相关图片如下，点击图片看大图：
这样就可以通过vb客户端软件上的 Current value读到这个变量的值，通过Write value来写这个变量