西門子PLC和精簡屏在銅回收系統中的應用

樓華敏

摘要：采用可編程邏輯控制器PLC和精簡屏，應用于某衛浴塑料廠銅回收系統中;并結合工藝，描述PLC及精簡屏的自動化系統結構、配置及設計，闡述了其在工程中的優勢和發展。

關鍵詞：可編程控制器;PLC;屏;銅回收;自動化

Abstract： Programmable Logic Controller （PLC） and streamlined screen， applied to a sanitary plastic plant copper recovery system application; and bonding process， describing screen PLC automation systems and streamlining the structure， configuration and design， describes its project advantages and development.

Keywords： PLC; PLC; screen; copper recovery; Automation

1引言

“五水共治”是推進全國新一輪改革發展的關鍵之策，治污一直是當前迫在眉睫的工作，而電鍍、化工等廢水中含有大量的Cu2+，對環境和生物都存在不可逆轉的危害，為此一系列治污系統應運而生，而與此配套的電氣自動化顯得尤為重要。另外，隨著經濟的發展，人工的成本也在急速上漲，原來傳統的手工操作，陸續被自動化程度較高的設備替代。尤其在一些高污染的環境下，人力資源顯得尤為緊張，因此迫切的需要一套成熟穩定的系統，節約能源。

2 工藝流程和控制要求

該廠主要處理塑料電鍍件，根據不同的電鍍工藝及流程，廢水分為：含銅廢水、含鎳廢水、含鉻廢水。根據數據顯示，該廢水的廢水量為：250m3/d，系統運行時間為24h/d。

以含銅廢水為例，含銅廢水是PH=2左右的酸性廢水，處理流程依次為預沉、樹脂吸附、UF預過濾和NF濃縮工藝，實現銅離子濃度濃縮到20g/l的效果，然后送到電解工段，實現99%的回收。樹脂吸附主要吸附有機物，其自動化處理主要體現在閥門的切換，設置必要的氣動閥門，減少人工操作。膜法濃縮階段采用全自動化控制系統，控制要求：前段樹脂處理的出水經超濾循環泵進入超濾膜系統，超濾濃水回流至超濾原水箱，產水進入濃縮水箱A。超濾每運行20分鐘反沖洗一次。濃縮水箱A先經增壓泵進入精密過濾器，再由高壓泵加壓進入NF膜濃縮系統，NF濃水有兩個去處，分別為濃縮水箱A和濃縮水箱B，當濃水的比重達到設定值時濃縮液進入濃縮水箱B，NF產水進入NF產水箱，通過泵打至回用水使用點。

3. 自動控制設計

整個廢水站分為3層，根據現場工地的實際性，保證污水處理過程當中的安全可靠性和生產的連續性，提高自動化水平，控制系統采用研華工控機、西門子S7-300可編程控制器、西門子7寸精簡屏等組成的控制系統硬件結構。該系統為現場分布式控制、集中監視的全自動化、智能化控制系統，現場儀表通過信號采集統一在工控機上顯示，并且記錄，為后期系統更加穩定運行提供保證。系統通過總線把現場的若干站點跟中控室緊密連接起來，提高準確性和施工效率，并且實現數據的實時記錄、故障報警、狀態監測、動態顯示、報表分析，這些給系統工藝的分析提供了有力的數據，保證系統穩定運行。

3.1 系統的結構和功能

根據銅濃縮工藝，本工藝自動化監控系統的IO點數如下：

由于該系統采用的是膜法濃縮，控制點數多為自動閥門，根據實際的IO點數優選一款s7-300的314-2pn/dp作為主處理器，現場設置遠程IO，用DP總線將現場與CPU連接起來，避免了傳統的控制信號來回接線;控制室選擇研華37寸工控機作為工程站，工程站間及與CPU間連接選擇成熟的以太網連接，接線方便;另考慮到突發斷電的情況，配置了6KVA的山特在線式UPS電源，保證了數據的及時儲存。

4. 軟件設計：

工程師站選用西門子wincc7.0系統，能實現現場所有自動化儀表、水泵等的實時狀態反饋、記錄、存儲，以及分時存儲、自動輸出、打印報表等人性化功能及界面，把一套冰冷的機械設備展現的活靈活現。精簡屏選用的是西門子最新的博圖V12編程軟件，畫面編輯簡單明了。

5? 系統的優勢及缺點：

優點：

1）在中心控制室內能對全系統被控設備進行在線實時在線控制，S7-300替代傳統的手工操作，避免了繁瑣的人工操作，減少不必要的誤差。系統將程序自動接收的比重數據反饋給處理器，直到膜濃縮設備將銅濃縮到20g;

2）工程師站集中顯示控制點，在操作間能看到全廠的設備運行狀態，節省巡邏時間，自動記錄數據，減少人工時間;

3）現場觸摸屏替代傳統的旋鈕、指示燈，減少柜內硬件接線，減少控制線，操作面板清爽直觀。按不同操作級別分級加密，并記錄操作人員信息及操作信息。

缺點：

前期，對系統開發時，需投入較多的時間去組態和編程，調試時間增加;另外，操作及維護工程師也需要有較強的自動化知識。

6. 結束語

21世紀，人類對環境要求越來越高，工業環保事業飛速發展，人工成本普遍上漲，工業自動化的普遍應用迫在眉睫。

參考文獻：

[1]劉鵬魁. PLC自動化控制系統優化設計 [J].? 化工設計通訊. 2017（01）