铁岭电厂化学水凝结水体外再生循环控制系统

1、沈阳工业大学毕业设计目 录第一章 引 言.31.1 课题背景及选题意义.31. 2本次设计主要内容.3第二章 化学水顺序控制系统简介.42.1火电厂化学水处理工艺简介.42.2化学水控制系统的应用现状.42.3铁岭电厂化学水凝结水处理系统构成.4.2.4铁岭电厂化学水处理计算机监控系统的组成.4第三章 控制设备及软件原理.63.1 PLC概述.63.1.1 PLC的定义63.1.2 PLC的特点.63.1.3 PLC的应用与发展73.1.4PLC的国内外现状几发展状况.83.2 PLC的基本结构及工作原理93.2.1PLC的基本结构.93.2.2 PLC的工作原理113.2.3 可编程控制器的

2、编程原则和方法.133.3 监控软件的构成及功能14.3.3.1监控软件的用途及分类.143.3.2紫金桥软件的功能及基本使用方法.14第四章 铁岭电厂化学水凝结水体外再生循环控制系统的计算机监控系统设计164.1铁岭电厂化学水凝结水体外再生循环控制系统的作用及工艺组成.164.2 铁岭电厂化学水凝结水体外再生循环控制系统控制程序.18第五章 铁岭电厂化学水凝结水体外再生循环控制系统计算机系统的软件设计.215.1 监控系统软件的设计.215.2 PLC梯形图程序设计25第六章 结 论.31致 谢32参考文献.33第一章 引 言1.1课题背景及选题意义凝结水是由汽轮机做功后的乏汽凝结而成的水,

3、热力系统中的各种输水以及从热用户返回的生产凝结水组成,它与补给水一同构成锅炉给水,随着机组参数的提高,对水质的要求越来越严格,由于凝汽器的渗漏和泄漏,系统中金属腐蚀产物的污染,因此对凝结水进行处理是大型火电厂水处理的一个极为重要的环节.而目前大多数电厂都采用体外再生.而体外再生有以下特点,再生系统与运行系统彻底的分离,避免再生液渗到水汽系统,体外再生罐不受现场限制,可充分满足树脂清洗和分离.保证再生效果,同时对体外再生过程实行自动化控制,提高了自动控制程度,这样可得到更好的再生效果.同时体外再生可以缩短混床的停止时间,保证凝结水进行100%处理.使混床内部结构简化,更适合于高速运行.而自70年

4、代后期我国开始采用自动化装置,而90年代的 PLC 增加了PID调节功能,这样将PLC与处理水系统结合,大大提高了自动化水平,也可以更经济,更安全 高效的实现体外再生的水处理. 实现化学水处理集中控制，是电厂减人增效，提高化学自动化水平的手段。火电厂化学水处理系统水、汽品质的好坏直接影响热力系统机组的安全、经济稳定运行。随着高参数、大容量机组的迅速发展，对化学水处理系统自动化的要求越来越高.因此,提高火电厂化学车间自动化水平,实施化学车间网络自动化管理是现代电力企业发展的必然趋势。 1.2本次设计主要内容火电厂是一个大的连续生产过程,也就要求对运行做出迅速的反应,运行设备的

5、控制系统必须具有极高的可靠性和灵活性, PLC正是电厂自动化控制最好的应用器件. PLC具有编程方法简单易学;功能强,性能价格比高;硬件配套齐全,用户使用方便,适应性强;可靠性高,抗干扰能力强;系统的设计 安装 调试工作量少;维修工作量小,维修方便;体积小,能耗低等优点.日本OMRON公司生产的CS1型PLC所具有的特点很适合电厂的生产运行及监控,所以在化学水处理系统的改造中可以大量的应用. 在软件的使用上采用INTRACH软件,它是世界公认的最优秀的监控软件,可以准确并且及时反映生产过程,并且使用简单,容易学习.在本次设计中要大量搜索相关资料,完成15000字左右的论文,同时能够用PLC设计

6、铁岭电厂化学水凝结水体外再生循环控制系统程序并运行.第二章 化学水顺序控制系统简介2.1火电厂化学水处理系统简介化学水处理系统的主要任务是向热力系统供给合格的补充水,全部水处理设备按运行控制要求可划分为四部分，即预处理生活消防水系统,补给水处理系统和中和池排放系统,凝结水#1、2机处理系统,#3、4机凝结水处理系统。对应四部分分别设置四套独立的控制系统，每套控制系统在操作员工作站上分别设有自动/手动切换开关，可使控制系统中的设备处于手动控制方式和自动控制方式。汽水化验系统仅进行监视。2.2化学水控制系统的应用现状随着火力发电厂单机容量的不断增大，系统越来越复杂性，出于机组安全性和使用寿命的考虑

7、，对水汽品质的要求越来越严。实现化学水处理设备的自动化，是当今电厂化学技术发展的必然趋势。火电厂水处理监控系统随着自动化控制技术的发展而发展。目前，火电厂水处理系统的控制手段各异。大致可分为:(1)手动操作，机械劳动强度大，已逐步淘汰;(2)有继电器触点控制系统，接线复杂，维护工作重大;(3)以计算机为基础的专用工业计算机-PC程序控制。这一技术目前在火电厂中应用量最为广泛，基本上能满足生产需要，也是当今乃至今后研究发展的方向。水处理系统的控制朝着高程度、高可靠性、智能化和无人值班方向发展，目前在生产现场运用得比较好的为数不多。电厂大多采用步序操作方式，少数好一点的采用半自动方式，是不得已而为

8、之，其直接后果是造成部分控制功能闲置、人力资源的浪费和水质合格率不高。 为了解决这个问题，很多电厂对水处理系统进行改造，是将PLC运用到控制系统中全面提高了该系统的自动化程度，使生产过程更高效更可靠更安全的运行。2.3铁岭电厂化学水凝结水处理系统构成凝结水系统由凝结水处理和体外再生两部分组成,凝结水处理采用高速混床,凝结水混床设在两级凝结水泵之间,安装在机零米,每台机组三台混床,两台运行一台备用. 树脂通过安装于净水室的体外再生装置再生,再生装置共两套,#1 2机公用一套,#3 4机公用一套.体外再生装置有两台阳树脂再生罐和一台阴树脂再生罐组成,失效树脂通过传脂自用水泵输送到阳树脂再生罐,首先

9、进行檫洗,将树脂截留的腐蚀产物和杂物洗净,然后进行再生.阳树脂再生罐的备用树脂通过净水室的再生泵向混床传脂.凝结水的控制分两种控制方式,即自动控制方式和手动控制方式.2.4铁岭电厂化学水处理计算机监控系统的组成该系统采用3台操作站，分别完成生活消防水系统,净水室补给水处理系统,净水室凝结水系统的监控功能。基本控制站实现上述3大部分的控制任务。计算机监控系统组成如图2.1所示生活水/消防水操作站补水/中和池操作站凝结水操作站工程师站# 1基本#2基本控制站#3基本控制站#4基本控制站生活水/消防水处理设备化学补水处理设备#1、2凝结水处理设备#3、4凝结水处理设备汽水化验站操作站#1/2汽水化验

10、站#3/4汽水化验站 工业以太网图2.1 铁岭电厂化学水处理计算机监控系统第三章 控制设备及软件原理3.1 PLC概述3.1.1 PLC的定义可编程控制器(Programmable Logic Controller, PLC)是一种数字运算操作的电子系统,专为在工业环境下应用而设计.它采用可编程序的存储器,用来在其内部存储执行逻辑运算、 顺序控制 、定时、 计数和算术运算等操作的指令,并通过数字式 模拟式的输入和输出,控制各种类型的机械或生产过程.3.1.2 PLC的特点1、可靠性高,抗干扰能力强 ： PLC的MTBF一般在4000050000h以上，西门子、ABB、松下等微小型PLC可达10

11、万h以上，而且均有完善的自诊断功能，判断故障迅速，便于维护。PLC采取了一系列硬件和软件抗干扰措施,具有很强的抗干扰能力,平均无鼓掌时间达到数十万小时以上,可以直接用于有强烈干扰的工业生产现场,PLC已被广大用户公认为最可靠的工业控制设备之一. 2、模块化组合灵活 ： 可编程控制器是系列化产品，通常采用模块结构来完成不同的任务组合。 I/O从88192点，有多种机型、多种功能模板可灵活组合，结构形式也是多样的。 3、功能强 PLC应用微电子技术和微计算机，简单型式都具有逻辑、定时、计数等顺序控制功能。基本 型式再加上模拟I/O、基本算术运算、通信能力等。复杂型式除了具有基本型式的功能外，还具有

12、扩展的计算能力、多级终端机制、智能I/O、PID调节、过程监视、网络通信能力、远程I/O、多处理器和高速数据处理能力。PLC可以通过通信联网,可以实现分散控制,集中管理.4、编程方便 ： PLC适用针对工业控制的梯形图、功能块图、指令表和顺序功能表图(SFC)编程，不需要太多的计算机编程知识。新的编程工作站配有综合的软件工具包，并可在任何兼容的个人计算机 上编程。 5、适应工业环境 ： PLC的技术条件能在一般高温、振动、冲击和粉尘等恶劣环境下工作，能在强电磁干扰环境下可靠工作。这是PLC产品的市场生存价值。 6、安装、维修简单 : 与计算机系统相比， PLC安装不需要特殊机房和严格的屏蔽。使

13、用时只要各种器件连接无误，系统便可工作，各个模件上设有运行和故障指示装置，便于查找故障，大多数模件可以带电插拔，模件可更换，使用户可以在最短的时间内查出故障，并排除，最大限度地压缩故障停机时间，使生产迅速恢复。然后再对故障模件进行修复，这对大规模生产场合尤为适宜。 一些PLC外壳由可在不良工作环境下工作的合金组成，结构简单，上面带有散热槽，在高温 下，该外壳不像塑料制品那样变形，还可抗无线电频率(RF高频)电磁干扰、防火等。 7、运行速度快: 随着微处理器的应用，使 PLC的运行速度增快，使它更符合处理高速度复杂的控制任务，它与微型计算机之间的差别不是很明显。 3.1.3 PLC的应用与发展目

14、前，PLC在国内外已广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通运输、环保及文化娱乐等各个行业，使用情况大致可归纳为如下几类。1) 开关量的逻辑控制 这是PLC最基本、最广泛的应用领域，它取代传统的继电器电路，实现逻辑控制、顺序控制，既可用于单台设备的控制，也可用于多机群控及自动化流水线。如注塑机、印刷机、订书机械、组合机床、磨床、包装生产线、电镀流水线等。  2) 模拟量控制  在工业生产过程当中，有许多连续变化的量，如温度、压力、流量、液位和速度等都是模拟量。为了使可编程控制器处理模拟量，必须实现模拟量（Analog）和数字量（Digit

15、al）之间的A/D转换及D/A转换。PLC厂家都生产配套的A/D和D/A转换模块，使可编程控制器用于模拟量控制。3) 运动控制 PLC可以用于圆周运动或直线运动的控制。从控制机构配置来说，早期直接用于开关量I/O模块连接位置传感器和执行机构，现在一般使用专用的运动控制模块。如可驱动步进电机或伺服电机的单轴或多轴位置控制模块。世界上各主要PLC厂家的产品几乎都有运动控制功能，广泛用于各种机械、机床、机器人、电梯等场合。4) 过程控制    过程控制是指对温度、压力、流量等模拟量的闭环控制。作为工业控制计算机，PLC能编制各种各样的控制算法程序，完成闭环控制。PID调

16、节是一般闭环控制系统中用得较多的调节方法。大中型PLC都有PID模块，目前许多小型PLC也具有此功能模块。PID处理一般是运行专用的PID子程序。过程控制在冶金、化工、热处理、锅炉控制等场合有非常广泛的应用。5) 数据处理    现代PLC具有数学运算（含矩阵运算、函数运算、逻辑运算）、数据传送、数据转换、排序、查表、位操作等功能，可以完成数据的采集、分析及处理。这些数据可以与存储在存储器中的参考值比较，完成一定的控制操作，也可以利用通信功能传送到别的智能装置，或将它们打印制表。数据处理一般用于大型控制系统，如无人控制的柔性制造系统；也可用于过程控制系统，如造纸、

17、冶金、食品工业中的一些大型控制系统。   6) 通信及联网 PLC通信含PLC间的通信及PLC与其它智能设备间的通信。随着计算机控制的发展，工厂自动化网络发展得很快，各PLC厂商都十分重视PLC的通信功能，纷纷推出各自的网络系统。新近生产的PLC都具有通信接口，通信非常方便。  3.1.4 PLC的国内外现状及发展状况1) PLC的国内外现状 世界上公认的第一台PLC是1969年美国数字设备公司（DEC）研制的。限于当时的元器件条件及计算机发展水平，早期的PLC主要由分立元件和中小规模集成电路组成，可以完成简单的逻辑控制及定时、计数功能。20世

18、纪70年代初出现了微处理器。人们很快将其引入可编程控制器，使PLC增加了运算、数据传送及处理等功能，完成了真正具有计算机特征的工业控制装置。为了方便熟悉继电器、接触器系统的工程技术人员使用，可编程控制器采用和继电器电路图类似的梯形图作为主要编程语言，并将参加运算及处理的计算机存储元件都以继电器命名。此时的PLC为微机技术和继电器常规控制概念相结合的产物。    20世纪70年代中末期，可编程控制器进入实用化发展阶段，计算机技术已全面引入可编程控制器中，使其功能发生了飞跃。更高的运算速度、超小型体积、更可靠的工业抗干扰设计、模拟量运算、PID功能及极高的性价比奠定了

19、它在现代工业中的地位。20世纪80年代初，可编程控制器在先进工业国家中已获得广泛应用。这个时期可编程控制器发展的特点是大规模、高速度、高性能、产品系列化。这个阶段的另一个特点是世界上生产可编程控制器的国家日益增多，产量日益上升。这标志着可编程控制器已步入成熟阶段。    20世纪末期，可编程控制器的发展特点是更加适应于现代工业的需要。从控制规模上来说，这个时期发展了大型机和超小型机；从控制能力上来说，诞生了各种各样的特殊功能单元，用于压力、温度、转速、位移等各式各样的控制场合；从产品的配套能力来说，生产了各种人机界面单元、通信单元，使应用可编程控制器的工业控制设备

20、的配套更加容易。目前，可编程控制器在机械制造、石油化工、冶金钢铁、汽车、轻工业等领域的应用都得到了长足的发展。    我国可编程控制器的引进、应用、研制、生产是伴随着改革开放开始的。最初是在引进设备中大量使用了可编程控制器。接下来在各种企业的生产设备及产品中不断扩大了PLC的应用。目前，我国自己已可以生产中小型可编程控制器。上海东屋电气有限公司生产的CF系列、杭州机床电器厂生产的DKK及D系列、大连组合机床研究所生产的S系列、苏州电子计算机厂生产的YZ系列等多种产品已具备了一定的规模并在工业产品中获得了应用。此外，无锡华光公司、上海乡岛公司等中外合资企业也是我国比

21、较著名的PLC生产厂家。可以预期，随着我国现代化进程的深入，PLC在我国将有更广阔的应用天地。2) PLC未来展望    21世纪，PLC会有更大的发展。从技术上看，计算机技术的新成果会更多地应用于可编程控制器的设计和制造上，会有运算速度更快、存储容量更大、智能更强的品种出现；从产品规模上看，会进一步向超小型及超大型方向发展；从产品的配套性上看，产品的品种会更丰富、规格更齐全，完美的人机界面、完备的通信设备会更好地适应各种工业控制场合的需求；从市场上看，各国各自生产多品种产品的情况会随着国际竞争的加剧而打破，会出现少数几个品牌垄断国际市场的局面，会出现国际通用的编

22、程语言；从网络的发展情况来看，可编程控制器和其它工业控制计算机组网构成大型的控制系统是可编程控制器技术的发展方向。目前的计算机集散控制系统DCS（Distributed Control System）中已有大量的可编程控制器应用。伴随着计算机网络的发展，可编程控制器作为自动化控制网络和国际通用网络的重要组成部分，将在工业及工业以外的众多领域发挥越来越大的作用。3.2 PLC的基本结构及工作原理3.2.1PLC的基本结构可编程控制器实质上是一种工业计算机，只不过它比一般的计算机具有更强的与工业过程相连接的接口和更直接的适应于控制要求的编程语言，故可编程控制器起与计算机的组成十分相似。从硬件结构看

23、，它有中央处理单元（ CPU ）、存储器（ ROM/RAM ）、输入 / 输出单元（ I/O 单元）、编程器、电源等主要部件组成。如图3.1所示. 图3.1 PLC硬件组成1) 中央处理器 (CPU) 与一般计算机一样， CPU 是可编程控制器的核心，它按系统程序赋予的功能指挥可编程控制器有条不紊地进行工作，其主要任务有： （ 1 ）接收、存储由编程工具输入的用户程序和数据，并通过显示器显示出程序的内容和存储地址。 （ 2 ）检查、校验用户程序。对正在输入的用户程序进行检查，发现语法错误立即报警，并停止输入；在程序运行过程中若发现错误，则立即报警或停止程序的执行。 （ 3 ）接收、调用现场信息

24、。将接收到现场输入的数据保存起来，在需要改数据的时候将其调出、并送到需要该数据的地方。 （ 4 ）执行用户程序。当可编程控制器进入运行状态， CPU 根据用户程序存放的先后顺序，逐条读取、解释和执行程序，完成用户程序中规定的各种操作，并将程序执行的结果送至输出端口，以驱动可编程控制器的外部负载。 （ 5 ）故障诊断。诊断电源、可编程控制器内部电路的故障，根据故障或错误的类型，通过显示器显示出相应的信息，以提示用户及时排除故障或纠正错误。 不同型号可编程控制器的 CPU 芯片是不同的，有的采用通用 CPU 芯片，如 8031 、 8051 、 8086 、 80826 等，也有采用厂家自行设计的

25、专用 CPU 芯片（如西门子公司的 S7-200 系列可编程控制器均采用其自行研制的专用芯片）， CPU 芯片的性能关系到可编程控制器处理控制信号的能力与速度， CPU 位数越高，系统处理的信息量越大，运算速度也越快。 . 随着 CPU 芯片技术的不断发展，可编程控制器所用的 CPU 芯片也越来越高档。 2 ) 存储器 可编程控制器的存储器可以分为系统程序存储器、用户程序存储器及工作数据存储器等三种。 （ 1 ）系统程序存储器 存储器用来存放由可编程控制器生产厂家编写的系统程序，并固化在 ROM 内，用户不能直接更改。它使可编程控制器具有基本的智能。能够完成可编程控制器设计者规定的各项工作。系

26、统程序质量的好坏，很大程度上决定了 PLC 的性能，其内容主要包括三部分：第一部分为系统管理程序，它主要控制可编程控制器的运行，使整个可编程控制器按部就班地工作；第二部分为用户指令解释程序，通过用户指令解释程序，将可编程控制器的编程语言变为机器语言指令，再由 CPU 执行这些指令；第三部分为标准程序模块与系统调用程序，它包括许多不同功能的子程序及其调用管理程序，如完成输入、输出及特殊运算等的子程序，可编程控制器的具体工作都是由这部分程序来完成的，这部分程序的多少决定了可编程控制器性能的强弱。 （ 2 ）用户程序存储器 根据控制要求而编制的应用程序称为用户程序。用户程序存储器用来存放用户针对具体

27、控制任务，用规定的可编程控制器编程语言编写的各种用户程序。用户程序存储器根据所选用的存储器单元类型的不同，可以是 RAM （有用锂电池进行掉电保护）， EPROM 或 EEPROM 存储器，其内容可以由用户任意修改或增删。目前较先进的可编程控制器采用可随时读写的快闪存储器作为用户程序存储器。快闪存储器不需后备电池，掉电时数据也不会丢失。 （ 3 ）工作数据存储器 工作数据存储器用来存储工作数据，即用户程序中使用的 ON/OFF 状态、数值数据等。在工作数据区中开辟有元件映像寄存器和数据表。其中元件映像寄存器用来存储开关量 / 输出状态以及定时器、计数器、辅助继电器等内部器件的 ON/OFF 状

28、态。数据表用来存放各种数据，它存储用户程序执行时的某些可变参数值及 A/D 转换得到的数字量和数学运算的结果等。在可编程控制器断电时能保持数据的存储器区称数据保持区。 用户程序存储器和用户存储器容量的大小，关系到用户程序容量的大小和内部器件的多少，是反映 PLC 性能的重要指标之一。 3) 输入 / 输出接口 输入 / 输出接口是 PLC 与外界连接的接口。输入接口用来接收和采集两种类型的输入信号，一类是由按钮、选择开关、行程开关、继电器触点、接近开关、光电开关、数字拨码开关等的开关量输入信号。另一类是由电位器、测速发电机和各种变送器等来的模拟量输入信号。 输出接口用来连接被控对象中各种执行元

29、件，如接触器、电磁阀、指示灯、调节阀（模拟量）、调速装置（模拟量）等。 4) 电源 小型整体式可编程控制器内部有一个开关式稳压电源。电源一方面可为 CPU 板， I/O 板及扩展单元提供工作电源（ 5VDC ），另一方面可为外部输入元件提供 24VDC （ 200mA ）。 5) 扩展接口 扩展接口用于将扩展单元与基本单元相连 , 使 PLC 的配置更加灵活。 6) 通信接口 为了实现“人机”或“机机”之间的对话， PLC 配有多种通信接口。 PLC 通过这些通信接口可以与监视器，打印机，其他的 PLC 或计算机相连。 当 PLC 与打印机相连时，可将过程信息，系统参数等输出打印；当与监视器

30、(CRT) 相连时，可将过程图象显示出来；当与其他 PLC 相连时，可以组成多机系统或连成网络，实现更大规模的控制；当与计算机相连时，可以组成多级控制系统，实现控制与管理相结合的综合系统。 7) 智能 I/O 接口 为了满足更加复杂的控制功能的需要， PLC 配有多种智能 I/O 接口。例如，满足位置调节需要的位置闭环控制模板，对高速脉冲进行计数和处理的高速计数模板等。这类智能模板都有其自身的处理器系统。 8) 编程器 的作用是供用户进行程序的编制，编辑，调试和监视。编程器有简易型和智能型两类。简易型的编程器只能联机编程，且往往需要将梯形图转化为机器语言助记符（指令表）后，才能输入。它一般由简

31、易键盘和发光二极管或其他显示器件组成。智能型的编程器又称图形编程器。它可以联机，也可以脱机编程，具有 LCD 或 CRT 图形显示功能，可以直接输入梯形图和通过屏幕对话 . 也可以利用微机作为编程器，这时微机应配有相应的编程软件包，若要直接与可编程控制器通信，还要配有相应的通信电缆。 3.2.2 PLC的工作原理可编程控制器是一种工业控制计算机，故它的工作原理是建立在计算机工作原理基础上的，即是通过执行反映控制要求的用户程序来实现的。但是 CPU 是以分时操作方式来处理各项任务的，计算机在每一瞬间只能做一件事，所以程序的执行是按程序顺序依次完成相应各电器的动作，便成为时间上的串行。由于运算速度

32、极高，各电器的动作似乎是同时完成的，但实际输入 / 输出的响应是有滞后的。如图 3.2所示 图3.2 用 PLC 实现控制功能的接线示意图 概括而言， PLC 的工作方式是一个不断循环的顺序扫描工作方式。每一次扫描所用的时间称为扫描周期或工作周期。 CPU 从第一条指令开始，按顺序逐条地执行用户程序直到用户程序结束，然后返回第一条指令开始新的一轮扫描。 PLC 就是这样周而复始地重复上述循环扫描的。执行用户程序时，需要各种现场信息，这些现场信息已接到 PLC 的输入端口。 PLC 采集现场信息即采集输入信号有两种方式：第一种，采样输入方式。一般在扫描周期的开始或结束将所有输入信号（输入元件的通

33、 / 断状态）采集并存放到输入映像寄存器（ PII ）中。执行用户程序所需输入状态均在输入映像寄存器中取用，而不直接到输入端或输入模块去取用。第二种，立即输入方式。随着程序的执行需要那一个输入信号就直接从输入端或输入模块取用这个输入状态，如“立即输入指令”就是这样，此时输入映像寄存器的内容不变，到下一次集中采样输入时才变化。同样，PLC 对外部的输出控制也有集中输出和立即输出两种方式。集中输出方式在执行用户程序时不是得到一个输出结果就向外输出一个，而是把执行用户程序所得的所有输出结果，先后全部存放在输出映像寄存器（ PIQ ）中，执行完用户程序后所有输出结果一次性向输出端口或输出模块输出，使输

34、出设备部件动作。立即输出方式是在执行用户程序时将该输出结果立即向输出端口或输出模块输出，如“立即输出指令”就是这样，此时输出映像寄存器的内容也更新。PLC 对输入输出信号的传送还有其他方式。如有的 PLC 采用输入，输出刷新指令。在需要的地方设置这类指令，可对此电源 ON 的全部或部分输入点信号读入上电一次，以刷新输入映像寄存器内容；或将此时的输出结果立即向输出端口或输出模块输出。又如有的 PLC 上有输入、输出的禁止功能，实际上是关闭了输入、输出传送服务，这意味着此时的输入信号不读入、输出信号也不输出。 PLC 工作的全过程可用图3.3所示的运行框图来表示。 图3.3 可编程控制器运行框图

35、可编程控制器整个运行可分为三部分： 第一部分是上电处理。可编程控制器上电后对 PLC 系统进行一次初始化工作，包括硬件初始化， I/O 模块配置运行方式检查，停电保持范围设定及其他初始化处理等。 第二部分是扫描过程。可编程控制器上电处理完成以后进入扫描工作过程。先完成输入处理，其次完成与其他外设的通信处理，再次进行时钟、特殊寄存器更新。当 CPU 处于 STOP 方式时，转入执行自诊断检查。当 CPU 处于 RUN 方式时，还要完成用户程序的执行和输出处理，再转入执行自诊断检查。 第三部分是出错处理。 PLC 每扫描一次，执行一次自诊断检查，确定 PLC 自身的动作是否正常，如 CPU 、电池

36、电压、程序存储器、 I/O 、通信等是否异常或出错，如检查出异常时， CPU 面板上的 LED 及异常继电器会接通，在特殊寄存器中会存入出错代码。当出现致命错误时， CPU 被强制为 STOP 方式，所有的扫描停止。 PLC 运行正常时，扫描周期的长短与 CPU 的运算速度有关，与 I/O 点的情况有关，与用户应用程序的长短及编程情况等均有关。通常用 PLC 执行 1K 指令所需时间来说明其扫描速度 ( 一般 110ms/K) 。值得注意的是，不同指令其执行是不同的，从零点几微秒到上百微秒不等，故选用不同指令所用的扫描时间将会不同。若用于高速系统要缩短扫描周期时，可从软硬件上考虑。 3.2.3

37、 可编程控制器的编程原则和方法 1. 编程原则 （ 1 ） PLC 编程元件的触点在编程过程中可以无限次使用，每个继电器的线圈在梯形图中只能出现一次，它的触点可以使用无数次。 （ 2 ）梯形图的每一逻辑行皆起始于左母线，终止于右母线。线圈总是处于最右边，且不能直接与左边母线相连。 （ 3 ）编制梯形图时，应尽量做到 “ 上重下轻、左重右轻 ” 。 （ 4 ）两个或两个以上的线圈可以并联，但不可以串联。 (5) 程序以 END 指令结束，程序的执行是从第一个地址到 END 指令结束，在调试的时候，可以利用这个特点将程 序分成若干个块，进行分块调试，直至程序全部调试成功。 2. 编程方法 (1)

38、确定 I/O 点数及分配 (2) 编制梯形图和指令语句表 3.2 监控软件的构成及功能3.2.1 监控软件的用途及分类（一）对全厂设备实现自动监视与记录。由监控系统自动完成全厂设备的数据采集与处理，对设备进行自动监视与记录。包括状态信息监视、模拟量信息监视、故障/事故报警记录与显示等。（二）对电厂设备实现自动控制。按上级调度要求或根据电厂运行方式要求，对电厂设备进行操作或调节。包括机组正常开停机、事故自动与紧急停机、有功/无功调节、断路器操作及公用设备自动切换等。（三）实现全厂AGC、AVC的自动控制，保证电厂最优经济运行。包括确定最佳运行机组组合、在运行机组间按经济运行准则分配有功及无功的自

39、动控制，保证电站在最佳状态下运行。（四）实现电厂运行管理的自动化。包括运行报表的自动/手动生成、运行操作自动记录等。（五）与电力调度中心、水情测报系统、办公自动化网络等计算机系统的通信，达到信息资源共享的目标要求，充分发挥整个系统的综合效益。（六）实现远方控制、监视、管理。（七）时钟同步管理。电厂计算机监控系统内各节点的时钟同步及与电力系统调度中心计算机监控系统的时钟同步。3.2.2 紫金桥软件的功能及基本使用方法Real Info是紫金桥公司在长期的工程实践中逐步发展起来的一套计算机监控系统。使用紫金桥系统，可以方便地构造适应自己需要的“数据采集系统”，在任何需要的时候把生产现场的信息实时地

40、传送到控制室，并且通过局域网和Internet，可以在任何地方访问实时和历史生产数据，及时了解、评价生产情况和操作水平。Real Info的基本功能是数据通讯、数据管理、数据交互。具体的说，数据通讯就是1)从现场获取数据并将它们加工成可利用形式的基本功能、2)向把需要控制的信号通过计算机直接发送到现场的执行机构，这样就建立了控制软件所需的双向连接。数据管理就是根据用户的需要，对数据进行更深层次的加工，如量程变换、报警、统计、分析等。数据交互就是根据不同用户的需求，把数据以不同的形式提交给用户以实现交互，如现场操作工需要监控，管理人员需要数据报表、工艺工程师要对数据进行分析等，紫金桥为不同的用户

41、提供了多种交互手段。Real Info已经在工程实践中经过长期的考验，已经广泛应用于石油、化工、半导体、汽车、电力、机械、冶金、交通、楼宇自动化、食品、医药、环保等多个行业和领域的工业自动化、过程控制、管理监测、工业现场监视、远程监视/远程诊断、企业管理/资源计划等系统。在紫金桥中，每一个实际的应用案例叫做工程，它包含了数据库、IO驱动、人机界面、网络应用等各个方面的组态和运行信息。一般典型的工程中往往包含以下几个方面的内容：1)设备驱动：计算机跟什么样的设备相连，如PLC、板卡、DCS、智能仪表，是直接相连还是通过设备供应商提供的软件相连？是什么样的网络？2)数据库：我们关心的是什么？如需要

42、一个反应器的温度，对应的采集设备的什么通道？采集后是否要量程变换？是数字点还是模拟点？是否要进行报警处理？是否存贮历史？是否要进行统计、累计、运算？数据库提供了数据处理的手段。3)应用：在应用组态中，最重要的一部分是人机界面的组态。现场数据采集到计算机中后，要求最终用户看一些枯燥无味的数据那是不可能的，因此我们提供了人机界面的组态。包括流程图组态、历史实时趋势组态、历史实时报警组态、报表组态、WEB发布等多种手段。因此，对于一个典型的工程最少要包含上述几个方面(但是也不是绝对这样，例如有的系统可能通过其它网络节点的数据库获取数据，可能不需要设备驱动和本地数据库)。要建立一个系统，组态也会包含上

43、述三个方面。 第四章 铁岭电厂化学水凝结水体外再生循环控制系统的计算机 监控系统设计4.1铁岭电厂化学水凝结水体外再生循环控制系统的作用及工艺组成(如图4.1所示)图4.1体外再生循环系统结构图体外再生流程(如图4.2所示)CTK1再生CTK2再生CTK排水反洗分层A静止浮脂树脂传送碱清洗酸清洗CTK1再生碱置换酸置换CTK1再生阳进碱阳进酸回传树脂回传树脂排水低位充水空气混脂CTK2备用CTK1备用最后清洗CTK1再生CTK2再生排水低位CTK1结束CTK2结束空气檫洗水淋洗>30次图4.2 体外再生流程图凝结水处理系统每台机由三套混床（）组成，系统流程如图.4所示，在凝结水处理设备运

44、行中， 凝结水混床出口导电度大于0.1Scm时，将进行 混床的体外再生程序，体外再生程序包括失效、备用树脂的传递，混床运行前的清洗和失效树脂的再生三个程序。4.2铁岭电厂化学水凝结水体外再生循环控制系统控制程序(如图4.1)CTK排水CTK反洗分层ACTK反洗分层B静止浮脂再生阴树脂传送混合树脂传送阴树脂进酸阳树脂进碱酸置换酸清洗回传树脂碱置换碱清洗回传树脂排水低位空气混脂充水最后清洗CTK备用排水低位空气擦洗水淋洗树脂擦洗30次结束 图4.1失效树脂的体外再生程序和树脂擦洗程序框图每步程序的操作对应控制的被控设备如下表所示可以按如下操作流程在操作员工作站进行操作，也可以靠自动装置实现自动控制

45、，由手动自动开关选择。(如附表A.1)混床再生程序的启动由其自身出口水的电导率或周期制水量控制。当出口电导率超标自动转入冲洗程序，冲洗5分钟后仍不合格则发出再生信号，并停止一级除盐系列的运行。再生条件满足则进入再生程序，条件不满足则等待条件满足后再进行。第五章 铁岭电厂化学水凝结水体外再生循环控制系统计算机系统的软件设计5.1监控系统软件的设计(凝结水体外再生I/O表 如附表A.2所示)凝结水处理系统的PLC系统配置图(如图5.1所示)AD161AD161AD161OD231OD231ID231ID231DA08CETN21DETN21DOD231CPU42S8COD231ID231ID231

46、ID231PA207RID231PA207R图5.1PLC系统配置图5.2 PLC梯形图程序设计树脂擦洗开关程序梯形图 如图(5.2所示)树脂擦洗程序梯形图 如图(5.3所示)失效树脂体外再生程序梯形图 如图(5.4所示)程序说明如图5.2所示是树脂擦洗的开关动作的梯形图程序,当M0.0为1时树脂擦洗程序开始运行,首先进行的步骤是排水低位,此时M10.0为1,同时自保持,然后作为中间量的M10.0为1时,PLC开始执行下段程序即4.02 4.10这二个开关量为1,.也就是1号阳床传脂出口门开,1号阳床排进气门开,并开始计时,当时间到时以上的二个量又都为0,并且阀门关闭,程序进行到下一步空气擦洗,以下程序如第一步,这也就是步进程序运行的大致过程,它是按一定的时间一步一步的进行的.当程序运行完就自动停止. 图5.2 树脂擦洗开关程序梯形图图5.3树脂擦洗梯形图图5.4 体外再生程序梯形图第六章 结 论我设计的内容是可编程控制器在化学水凝结水体外再生循环系统中的应用.用了13周的时间来完成这个设计,今天终于把这段的收获整理成了论文.论文包括文章的翻译,中英文摘要,目录,论文正文,总结,参考文献,致谢,附图八部分.可以说这是对我大学几年来学习的一个总结,论文涉及的内容比较全面