火电站设备管理论文提纲

论文题目：基于PLC的电厂化学水处理程控系统设计

摘要：化学水作为电厂用水,对水质、水量及供水条件有一定的要求。化学水处理系统是火力发电厂保证安全供水的一个非常重要的辅网系统,保证了化学制水系统的安全运行就可以确保整个火力发电厂的安全生产和平稳长周期运行。本文通过对塔吉克斯坦杜尚别2号火电站化学水处理系统的工艺流程梳理、膜处理与电除盐技术的分析,归纳出了该化学水处理系统的基本控制要求,根据现场系统的实际工作情况分析了该系统存在的重点问题和技术控制难点,在此基础上提出了基于可编程序控制器（PLC）的初步控制方案,工业可编程序控制器（PLC）可靠性极高作为该设计方案的控制驱动级,用来实现对化学水处理系统现场各种工艺设备的复合操作的控制;HMI（人机界面）直观友好可以在各种操作站上实现对工艺流程的自动、手动、功能组等的控制;交换机用来实现PLC与HMI之间的实时数据交换。采用PLC+交换机+HMI的设计方案能够更好地实现对火电厂化学水处理系统的灵活和集中监控。本文阐述了整个化学水处理程控系统的总体控制网络架构和设计构思,对整个项目的全部实施过程从详细控制方案的确定、硬件软件的设计和选型,可靠性、组态调试等各方面进行了阐述。化学水处理程控系统设有三个控制站和一个远程I/O站,各个站点之间I/O信号数据的收集采用Modbus通讯协议进行传输,物理传输介质为光纤,所有现场I/O信号根据工艺车间的布置均分散在化学水处理程控系统的控制站和远程I/O站内,本文对化学水处理控制系统内的I/O模块配置、I/O设备层的MB+网络、系统控制层的通信技术及控制程序的设计都进行了深入细致的研究。还对各个工艺水系统的处理控制流程及逻辑程序进行了详细设计和研究。本项目化学水处理程控系统的人机界面设计采用了流程与功能相结合的方式既为运行操作人员提供了监控水处理工艺过程和设备多种控制模式,又为生产管理人员提供各种数据报表用以分析现场设备状况及时作出决策,还为服务人员提供了离线在线编程、仿真、修改程序等各种维护功能。本文还对化学水程控系统的可靠性进行了分析,并采取了模块化设计原则,在硬件及软件程序的设计上均采用了可靠性的设计。本化学水处理控制系统经过168小时试运行和近半年的商业运行,实际运行效果说明了本系统能够实时的监控整个化学水处理系统的运行工况,现场各种设备的控制操作准确无误,数据记录完整有效,并且能对现场出现的一般常规故障自动做出处理和报警,提示运行人员,完全实现化学水处理系统的长周期安全、可靠、稳定地运行。

关键词：PLC控制系统;MODICON Quantum;Unity Pro;Modbus;可靠性

学科专业：控制工程（专业学位）

摘要

abstract

1.绪论

1.1 课题背景

1.2 火电厂生产过程自动化发展概况和趋势

1.3 可编程控制器(PLC)的现状和发展动向

1.4 电厂化学自动化发展情况

1.5 本课题研究的内容

1.6 本课题研究的意义

1.7 本论文的主要工作及内容

2.化学水处理系统工艺

2.1 火力发电厂工艺简述

2.2 火电厂化学水处理工艺简介

2.3 电厂水处理的必要性

2.4 化学水处理系统的构成及工艺介绍

2.4.1 化学预处理

2.4.2 化学除盐处理

2.4.3 污水处理系统

2.5 化学水处理系统的控制监测对象

2.6 本章小结

3.化学水处理控制的系统规划

3.1 化学水处理控制系统的控制要求

3.2 化学水处理控制系统的控制难点

3.2.1 水处理控制室与现场设备之间的距离过长

3.2.2 化学水车间腐蚀环境较多、存在各种干扰信号

3.2.3 原水预处理、化学制水、污水处理监控量量多、范围广

3.3 化学水处理控制的系统规划

3.4 化学水处理系统的网络架构

3.5 本章小结

4.化学水处理控制系统硬件设计

4.1 下位机PLC的硬件设计

4.1.1 下位机PLC选型

4.1.2 化学水处理控制系统及子控制系统规划

4.1.3 水处理控制系统I/O点的配置

4.2 化学水处理控制系统PLC网络设计

4.2.1 化学水处理系统ModbusPlus网络规划

4.2.2 PLC主站与远程站之间的通信

4.2.3 化学水处理系统PLC端以太网络通讯

4.3 下位机程序设计

4.3.1 总体控制流程设计

4.3.2 过滤器程序流程设计

4.3.3 反渗透系统的程序流程设计

4.3.4 EDI的程序流程设计

4.4 逻辑程序的实现

4.4.1 模拟量信号处理自定义功能块的程序设计

4.4.2 马达控制自定义功能块的程序设计

4.4.3 阀门控制功能块的程序设计

4.4.4 闭环控制回路的程序设计

4.5 本章小结

5.化学水处理控制系统人机界面设计

5.1 INTOUCH软件的特性

5.1.1 InTouch软件概述

5.1.2 InTouch软件的结构

5.2 INTOUCH和PLC通讯

5.2.1 InTouch的通信方式

5.2.2 通信端口的配置

5.2.3 Topic的配置

5.2.4 Server设置

5.3 化学水处理监控主系统图形界面的设计原则

5.3.1 人机界面的定义

5.3.2 化学水处理控制系统上位机画面的设计原则

5.4 化学水处理系统上位机监控画面开发

5.4.1 监控画面规划

5.4.2 数据报表打印功能

5.4.3 创建报警及趋势

5.5 本章小结

6.提高化学水处理控制系统可靠性的设计

6.1 控制系统的可靠性分析

6.1.1 控制系统可靠性的概念

6.1.2 可靠度指标

6.2 控制系统网络架构可靠性设计

6.3 控制系统硬件可靠性设计

6.4 控制系统软件可靠性设计

6.4.1 化学水处理程控系统软件程序分段和分层次结构设计

6.4.2 软件程序其他可靠性措施

6.5 现场调试情况

6.5.1 控制系统功能联调

6.5.2 运行效果

6.6 本章小结

7.总结与展望

致谢

参考文献