PLC在化学水处理系统中的应用（1）
前 言
电厂化学水处理包括锅炉补给水处理、凝结水处理和废水处理，其目的在于预防热力设备结垢、腐蚀和结盐，确保可靠生产，并尽量做到节水和控制环境污染。化学水处理的工艺流程十分复杂，以往都采用继电器进行程序控制，因安装接线复杂，程序修改困难，维护量大，以及设备老化等原因，使得其可靠性差，投运率较低。
为了改善上述利用继电器控制存在的缺陷，应用PLC进行程序控制，可以有效地解决上述存在的问题。
PLC具有高可靠性，编程方便，易于使用，环境要求低，与其他装置的配置连接方便，鉴于PLC有上述优点，所以PLC用于化学水处理系统中，可以很好的解决继电器控制存在的问题。
化学水处理的方法主要是离子交换法，即利用离子交换树脂将水中溶盐的离子吸收。经过一定时间的运行之后，离子交换树脂会失效，这就需要停止运行以对树脂进行再生还原以便使树脂可以重新使用。为此，就需要两套设备轮流运行、切换。应用PLC装置再辅以一些外部设备，可以很方便的控制两套设备的运行和切换。两个系列的阳床、阴床、混床的投运、停运和再生，其运行方式为#1系列运行，2#系列再生和2#系列运行、1#系列再生。两个系列的运行和再生可通过选择键点动或自动运行。点动时按编制的程序进行操作，用点动按钮进行转步；自动时，按操作人员发出的启动指令由事先设定的时间自动转步，全部程序执行完毕后，装置自动复零。
1、PLC简介
可编程控制器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，它采用一类可编程的存贮器，用于其内部存贮程序、执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术操作等面向用户的指令，并通过数字式或模拟式输入输出控制各种类型的机械或生产过程。可编程控制器及其有关外部设备，都按易于工业控制系统联成一个整体，易于扩充其功能的原则设计。它有如下特点：
（1）高可靠性
可以说，到目前为止没有任何一种工业控制设备可以达到可编程控制器的可靠性，随着器件水平的提高，可编程控制器可靠性还在继续提高。例如三菱F1，F2系列平均无故障时间可达30万小时，而A系列的可靠性又比之高几个数量级，尤其是近来开发出的多机冗余系统和表决系统则更进一步增加了可靠性，事实上，如果某种控制装置可以连续运行20年以上不出问题，在当前技术更新瞬息万变的世界上，则可认为是永远不会坏的装置了。三菱公司已宣布，在今后它生产的可编程控制器不再标可靠性这一指标了，因为对于可编程控制器，这一指标已经无意义了，可以说在可编程控制器使用中发生的故障，大部分是由可编程控制器外部的开关、传感器、执行器引起的，而不是可编程控制器本身发生的。
可编程控制器是如何做到如此高可靠性的呢？可以先看看产生故障的原因及解决这些问题的方法。
任何电子设备产生故障的原因分为外部和内部两类，外部起因主要由于电磁干扰、辐射干扰以及由输入输出线、电源线等引入的干扰；环境温度、粉尘、有害气体的影响；振动、冲击引起的器件损坏、断联等，内部的原因主要是器件的失效、老化，存贮信息的丢失、错误，程序分支的错误，条件判别的错误，及运行进入死循环等。
针对以上故障原因，可以从软件及硬件两方面来解决可靠性问题。
在硬件方面，首先是选用优质器件，再就是设计合理的系统结构、加固、简化安装，使其易于抗冲击，对印制电路板的设计加工及焊接工艺都做到严格要求。在此基础上，可编程器还采用如下独特的方式：
所有输入输出电路都采用光电隔离，做到电浮空，无论对于抗电干扰还是对于方便接地都大有好处。
PLC在化学水处理系统中的应用（2）
①I/O端子除了采用常规模拟量滤波以外，还加上数字滤波。
②内部采用电磁屏蔽，防止辐射干扰。
③采用较先进的电源电路，以防止由电源回路串入的干扰，有人做过实验，在三菱F1系列可编程控制器上从电源回路接入峰-峰为4000V的脉冲群干扰或电源瞬停30ms，对可编程控制器不会产生任何影响。
④采用合理的电路程序，一旦某模块有故障，在线插拔、调试时不会影响整机的正常运行。
在软件方面采取了如下措施：
①设置了警戒时钟WDT，可编程控制器运行时对WDT定时刷新，如果程序出现了死循环，就能立即跳出重新启动，并报警。
②为避免由于程序出错而错误运行，每次扫描都对程序进行检查和校验，一旦程序出错立即报警并停止运行。
③对程序及动态数据进行电池后备，停电后，运行停止，但有关状态及信息不会因此而丢失。
④ 随时对CPU等内部电路进行检测，一旦出错，立即报警，程序中还设置了对用户程序电路查错报错的程序，错误的程序或参数是不能运行的。
采用以上措施后，可编程控制器的可靠性大为加强，事实上从用户角度来看，选用可编程控制器的首要根据便是可靠性。以下是美国1982年对可编程控制器用户调查的结果。
（2）编程方便，易于使用
可编程控制器采用与实际电路接线图非常接近的梯形图，这种图形编程方式易懂易编，就是普通的工人，也能在很短的时间内学会使用，有人曾说过，将来自动化工厂的电气工人将在左腿上别着螺丝刀，右腰上别着编程器。
为了进一步简化编程，编程工作集中到了设计思想的本身而不是如何实现设计思想。当今的可编程控制器还针对具体问题设计了诸如进顺控指令，流程图指令等指令系统，这点对于加快系统开发速度非常重要。
从硬件方面来说，使用可编程控制器，无论是接线、配置都极其方便，只用螺丝刀即可进行全部接线工作，而不是自制很多接口电路，通常经实验室编程，模拟调试后，在现场很快就能安装调试成功。
（3）环境要求低
可编程控制器适用于恶劣的工业环境。
（4）与其它装置配置联接方便。
可编程控制器的接口原则是使外部接线、电平转换尽量少。
对于开关量，输入可以是无源触电开关或集电极开路晶体管输出；输出有继电器、可控硅、晶体管等各种不同的形式，可直接接各种不同类型的接触器、电磁阀等。
对于模拟量，只要模拟信号电平在一定的范围内（通常为+-10V或+-20mA），就可以按要求自由设置转换特性，而不需要另加电平转换，另外还有运用热电偶直接输入的A/D转换器等，此时就连放大器、冷端补偿也是多余的。
对于各种显示，音响输出更是以最方便的形式提供借口，大量的问题都在可编程控制器内部解决了。
对于数据通讯，只须同轴电缆和普通RS232和TS422接口即可，不必由用户来考虑波特率及通讯规程等具体的设置问题。
2、工艺流程
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