某鋼廠提高除鹽水運行效率的改造實踐

吳光宇 蘇 然

（山信軟件股份有限公司萊蕪自動化分公司，山東萊蕪271104）

0 引言

型鋼化水車間的1#除鹽水系統于2006年投入使用，采用無錫容大的現場設備。整個自控系統采用西門子S7-400控制，超濾、反滲透系統是自動化控制，但多介質、活性炭、陰陽床的運行、反洗等操作及陰陽床再生過程操作都是運行人員到現場進行閥門、泵的手動操作。

這樣現場添加6套多介質過濾器，每套需要添加現場氣動蝶閥8個；6套活性炭過濾器，每套需要添加6套氣動閥。總共84套氣動閥，現場設置電磁閥操作箱，氣動閥控制及反饋信號接入新的PLC遠程站內，利用大修間隙添加新的監控畫面及程序。

為實現減員增效，提高操作的實際效率，更為了提高除鹽水站運行的穩定性，需進行1#除鹽水系統的自動化改造，根據情況先進行過濾器部分的自動化改造。

1 原因分析

現場共有12套過濾器，每套過濾器的進水門、產水門、反洗進水門、反洗排水門等幾個床子現場是手動閥門，直接制約著生產效率提升。再加上反洗操作，操作工的操作量更大。

現場所有閥門均是手動閥門，這是制約現場自動化操作的主要原因。自動化PLC柜點數受限，增加上自動化設備后需要擴容。

2 對策實施

6臺多介質過濾器（48只氣動閥）和6臺活性炭過濾器（36只氣動閥）都需進行自動化控制改造，將原來系統運行操作的手動閥門，全部改為氣動襯膠隔膜閥，通過自動化儀表系統的增加實現自動化控制，現場操作柜里氣動蝶閥可單體操作，電腦控制可實現自動運行、反洗、氣洗、正洗、投運、備用等操作，每臺設備每個氣動閥都可實現單體操作。

另外，因現有自控系統已運行10年，設備老化，性能下降，大部分模板及人機軟件已停產，無法采購到備件，亟需更新換代，因此，需對PLC設備、人機軟件進行更換調試，并重新編制程序畫面。

2.1 PLC控制介紹

本系統采用西門子系列PLC，為S7-400掛ET200結構。因為除鹽水不是連續生產方式，并且其產水量經常根據鍋爐系統的負荷調整進行調整，所以其設備的控制方式應能適應多種情況下的不同生產工況，如一用一備、兩用一備等。系統網絡架構如圖1所示。

圖1 系統網絡架構

2.2 多介質系統操作說明

本系統多介質過濾器工藝的操作畫面如圖2所示。

圖2 多介質工藝操作圖

該畫面用于顯示原水箱、濃水箱液位。控制設備除6臺多介質過濾器外，還包括2臺多介質反洗泵的單機/聯鎖控制。

每套多介質過濾器包含進水閥、出水閥、反洗進水閥、反洗排水閥、正洗排水閥、排氣閥、進氣閥、排污閥等8個氣動閥門。

操作按鈕的控制方式分為“遠程”“就地”兩種操作。其中遠程操作在電腦上進行，又可分為手動、自動模式。手動模式操作的步序包含：

（1）運行：運行前清洗（2～3 min）、運行（24 h）步序；

（2）反洗：排水（5 min）、進氣（3 min）、水反洗（6 min）、排水（12 min）、正沖洗（15 min）步序；

（3）備用。

就地操作是由現場的操作箱按鈕、指示燈等操作。其中，“單體操作按鈕”會復位任何一個狀態的操作步序，同時可單獨操作每臺氣動閥。“故障屏蔽按鈕”可以在運行過程中，屏蔽掉氣動閥開關到位的故障信號，并可以由程序模擬發出開關到位信號，保證步序的順序進行，但必須由操作人員確定現場閥門的具體位置。

2.3 泵的聯鎖操作

每套泵組可分為“單機”/“聯鎖”兩個操作模式。其中，單機可以任意地手動啟停泵；聯鎖模式下又分為“主泵”“備泵”的選擇切換。

主泵——聯鎖啟動條件滿足時，自動啟泵；聯鎖停止條件滿足時，自動停泵。

備泵——當主泵故障時，備泵啟動。備泵會受到聯鎖停止條件限制。

多介質反洗泵在執行“水反洗”步序時自動啟泵。

原水泵的操作畫面如圖3所示。

原水泵1#、2#為變頻操作，可由畫面選擇“變頻模式”“工頻模式”，分為變頻啟動和工頻啟動。

3 結語

圖3 水泵操作畫面

改造現場實施之后，增強了除鹽水站運行的穩定性，降低了現場操作人員的勞動強度，提高了除鹽水運行效率，節省了運行成本。

自系統投入運行以來，設備故障率明顯減少，在節能降耗方面也取得了很好的社會效果、環境效益和經濟效益。