南京惠(hui)言(yan)達電氣有(you)限(xian)公(gong)司(si)成(cheng)立(li)於2019年(nian)，座(zuo)落在南京六合市商(shang)圈(quan)。9年(nian)備(bei)件銷售(shou)積累(lei)，公(gong)司主(zhu)要(yao)經(jing)營歐(ou)、美等(deng)國(guo)的(de)閥門、過濾(lv)設備(bei)、編(bian)碼(ma)器、傳(chuan)感器、儀(yi)器儀(yi)表、及(ji)各種自動化產品(pin)，公司(si)全力(li)貫徹(che)“以質優(you)價(jia)廉的(de)產品(pin)和完善到(dao)位的(de)技(ji)術服務(wu)客(ke)戶”的(de)經(jing)營宗(zong)旨(zhi)，服(fu)務(wu)於國(guo)內的(de)流體控制和自(zi)動化控制領域(yu)。節省了中(zhong)間環節的(de)流轉費用(yong)，能(neng)夠(gou)把更優(you)惠(hui)的(de)價(jia)格(ge)提供給用(yong)戶。通過發(fa)展(zhan)我司已經(jing)自動(dong)化設備(bei)和備(bei)件供應(ying)商(shang)，主營(ying)產品(pin)廣泛(fan)應(ying)用(yong)於冶(ye)金(jin)、造紙、礦山、石(shi)化、能(neng)源(yuan)、集裝(zhuang)箱(xiang)碼(ma)頭(tou)、汽(qi)車(che)、水(shui)利、市政(zheng)工(gong)程及(ji)環保(bao)以及(ji)各類(lei)軍事(shi)、航空(kong)航天(tian)、科研等(deng)領域(yu)。

TR編(bian)碼(ma)器CDV75M-00012透(tou)過市場看惠(hui)言(yan)達

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隨(sui)著(zhe)海上(shang)開采石(shi)油的(de)迅猛(meng)發(fa)展(zhan)，海(hai)洋(yang)汙染(ran)的(de)問題(ti)越(yue)來越突顯，主要(yao)體現在對(dui)排放(fang)汙水(shui)的(de)指(zhi)標越來(lai)越(yue)嚴(yan)格(ge)。傳(chuan)統(tong)的(de)生化法生活(huo)汙水(shui)處理工(gong)藝(yi)簡(jian)單，但(dan)無論(lun)是處理效(xiao)果(guo)還(hai)是處理量(liang)來說都有(you)其(qi)局限(xian)性(xing)。電催化氧化法生活(huo)汙水(shui)處理裝(zhuang)置(zhi)是壹種利用(yong)電催化氧化方式(shi)對(dui)海上(shang)石(shi)油平臺(tai)生活(huo)汙水(shui)進(jin)行(xing)處理的(de)裝(zhuang)置(zhi)。操作(zuo)人(ren)員通過控制櫃(gui)上(shang)的(de)人(ren)機(ji)界(jie)面(mian)，實(shi)現手(shou)動(dong)、自動控制，通過程(cheng)序(xu)控制實現各執(zhi)行元(yuan)件的(de)相互配(pei)合，達到(dao)汙水(shui)處理達標並(bing)排放(fang)的(de)功能(neng)。

1系統整體工(gong)藝(yi)設計

自(zi)控系(xi)統(tong)設計可(ke)實(shi)現手(shou)動(dong)與自動模(mo)式(shi)。

1.1手(shou)動(dong)控制模(mo)式(shi)

本系統可(ke)分(fen)別對裝(zhuang)置(zhi)中(zhong)的(de)粉碎(sui)泵、風機(ji)、排放(fang)泵、直(zhi)流櫃(gui)，電動(dong)閥等(deng)執(zhi)行元(yuan)件進(jin)行(xing)手(shou)動(dong)打開與關閉。該模(mo)式(shi)的(de)作用(yong)為單設備(bei)檢修(xiu)，試運行及(ji)初(chu)上(shang)電調(tiao)試時使用(yong)。

1.2自(zi)動控制模(mo)式(shi)

1.2.1電催化自動(dong)控制系統通過安(an)裝(zhuang)於緩(huan)沖(chong)罐頂部(bu)的(de)超(chao)聲(sheng)波液位計(ji)，實(shi)時地測量(liang)緩沖(chong)罐中(zhong)汙水(shui)的(de)液位(wei)高度，當達到(dao)預設高度(du)時，粉碎泵啟(qi)動(dong)，將汙水(shui)從(cong)緩(huan)沖(chong)罐中(zhong)抽出(chu)粉(fen)碎(sui)，並將水(shui)註入反(fan)應(ying)器中(zhong)。汙水(shui)進(jin)入反(fan)應(ying)器後(hou)，液(ye)位逐(zhu)漸升(sheng)高(gao)，觸發(fa)液(ye)位(wei)開關產生動作(zuo)信號(hao)，PLC控制直流電源(yuan)進(jin)行(xing)直流放電，驅(qu)動電催化極板進(jin)行(xing)電催化反應(ying)。經(jing)過電催化反應(ying)後(hou)的(de)汙水(shui)，自(zi)流進(jin)入清水(shui)罐，同(tong)時位於清水(shui)罐中(zhong)的(de)壓(ya)差(cha)式(shi)液(ye)位計實時測量(liang)液位(wei)高度(du)，當達到(dao)預設高度(du)時，排放(fang)泵啟(qi)動(dong)，將處理完畢(bi)的(de)汙水(shui)排出(chu)。在電催化反應(ying)進(jin)行(xing)中(zhong)，風機(ji)同(tong)步運(yun)行，實現強制排放(fang)反(fan)應(ying)中(zhong)可(ke)能(neng)產生的(de)危(wei)險氣體的(de)功能(neng)。

1.2.2電極(ji)自動換(huan)相(xiang)系統固定(ding)在反(fan)應(ying)器中(zhong)的(de)電極(ji)板，由於長時間加直(zhi)流電進(jin)行(xing)電催化反應(ying)，會(hui)在極(ji)板上(shang)產生垢，這就需要定(ding)期(qi)對(dui)電極(ji)板的(de)正負(fu)極(ji)進(jin)行(xing)切換(huan)，利用(yong)其(qi)中(zhong)壹極在電化學(xue)反應(ying)中(zhong)產生的(de)氣泡使極(ji)板上(shang)的(de)垢脫落(luo)，從(cong)而實現自我脫垢的(de)功能(neng)。

1.2.3廢渣自動排放(fang)系(xi)統通過電極(ji)自動換(huan)相(xiang)功能(neng)而分(fen)離出的(de)汙垢，經(jing)壹段時間沈澱(dian)後(hou)，會(hui)堆(dui)積在反(fan)應(ying)器底(di)部(bu)，這就需要定(ding)時對其(qi)排垢。具(ju)體操作(zuo)：通過直(zhi)流電源(yuan)運行(xing)反饋信號(hao)作(zuo)為計時條(tiao)件，當計時達到(dao)預設值時，打開排放(fang)電動(dong)閥門，待閥(fa)門打開反饋信號(hao)有(you)效時，排放(fang)泵運(yun)行(xing)壹段時間（可(ke)設定(ding)），後(hou)關閉排放(fang)泵與(yu)排放(fang)電動(dong)閥。這樣(yang)可(ke)及(ji)時排除(chu)固體沈澱(dian)，從(cong)而實現延(yan)長設備(bei)良好運(yun)行的(de)效果(guo)。

2控制系統設計

自(zi)控系(xi)統(tong)組(zu)態(tai)設計如圖(tu)1所示。

2.1PLC組(zu)態(tai)

PLC選用(yong)西(xi)門子S7-1200系列中(zhong)的(de)1215C，本身(shen)具(ju)有(you)14數(shu)字輸(shu)入和10個(ge)數(shu)字輸(shu)出(chu)，通過添加(jia)擴展(zhan)模(mo)塊，擴展(zhan)出(chu)多(duo)個(ge)模(mo)擬(ni)輸(shu)入與(yu)模(mo)式(shi)輸(shu)出(chu)，作為采集(ji)與控制其(qi)他設備(bei)的(de)接口(kou)。如圖(tu)2所示。PLC在進(jin)行(xing)硬(ying)件組(zu)態(tai)時需要對(dui)每(mei)壹個(ge)擴展(zhan)口(kou)的(de)I/O地址(zhi)（包括(kuo)起始與結束地(di)址(zhi)）做(zuo)設定(ding)，這在後(hou)續的(de)編(bian)程(cheng)中(zhong)作為物理端口(kou)的(de)影射(she)，通過程(cheng)序(xu)處理調(tiao)用(yong)。

2.2PLC與(yu)其(qi)他設備(bei)的(de)連接

PLC通過自(zi)身(shen)與擴展(zhan)的(de)IO接口(kou)模(mo)塊，接收(shou)現場檢測各(ge)各種信號(hao)（其(qi)中(zhong)包括(kuo)數(shu)字輸(shu)入輸(shu)出(chu)信號(hao)，模(mo)擬(ni)輸(shu)入輸(shu)出(chu)信號(hao)），對(dui)這些數(shu)據(ju)進(jin)行(xing)處理，並(bing)執(zhi)行PLC程序中(zhong)發(fa)出(chu)的(de)各種控制指(zhi)令(ling)。數(shu)字輸(shu)入部(bu)分(fen)主要有(you)液位(wei)開關、電動(dong)閥的(de)打開與關閉反饋，電動(dong)機(ji)接觸器的(de)輔助(zhu)觸點以及(ji)直流電源(yuan)的(de)狀態反饋；數(shu)字輸(shu)出(chu)部分(fen)主要有(you)對電動(dong)閥、控制電機(ji)的(de)交流接觸器以(yi)及(ji)直流電源(yuan)的(de)啟停(ting)控制；模(mo)擬(ni)輸(shu)入部(bu)分(fen)主要有(you)流量計(ji)、液(ye)位(wei)計以及(ji)直流電源(yuan)的(de)電流電壓(ya)模(mo)擬(ni)輸(shu)出(chu)反饋；模(mo)擬(ni)輸(shu)出(chu)部分(fen)主要針對(dui)直(zhi)流電源(yuan)電流輸(shu)出(chu)幅(fu)值的(de)控制信號(hao)。

3編(bian)程(cheng)設計

3.1人(ren)機(ji)界(jie)面(mian)設計

使用(yong)博(bo)途TIA（V14）繪(hui)制界(jie)面(mian)[1-3]，通過硬(ying)件組(zu)態(tai)與(yu)畫(hua)面(mian)繪(hui)制，將人(ren)機(ji)界(jie)面(mian)與(yu)PLC通過Profinet通信協議(yi)，經(jing)網(wang)線(xian)進(jin)行(xing)數(shu)據(ju)交(jiao)互，實現對裝(zhuang)置(zhi)的(de)運行(xing)狀態、報警歷(li)史、參(can)數(shu)設定(ding)和手(shou)動(dong)調節等(deng)進(jin)行(xing)反饋，便(bian)於操(cao)作者(zhe)對(dui)設備(bei)的(de)狀態進(jin)行(xing)及(ji)時有(you)效地(di)把控。圖(tu)3為流程界(jie)面(mian)。流程界(jie)面(mian)為設備(bei)運(yun)行(xing)中(zhong)處於長期(qi)顯示的(de)重要(yao)畫面(mian)，其(qi)中(zhong)包括(kuo)了各動(dong)力(li)設備(bei)的(de)啟停(ting)狀態，各電動(dong)閥的(de)開合狀態，各儀(yi)表的(de)數(shu)據(ju)反(fan)饋狀態，還(hai)有(you)每種設備(bei)的(de)故障檢測狀態。不(bu)同(tong)的(de)運行(xing)模(mo)式(shi)下，可(ke)以(yi)直(zhi)觀(guan)的(de)通過畫(hua)面(mian)看到(dao)各種狀態信息與(yu)數(shu)值反饋，便(bian)於操(cao)作者(zhe)或(huo)者(zhe)巡(xun)檢員快(kuai)速(su)、直(zhi)接且(qie)有(you)效的(de)判(pan)斷(duan)設備(bei)運(yun)行(xing)情況。為了便(bian)於將(jiang)來的(de)儀(yi)表更換(huan)與設備(bei)檢修(xiu)，還(hai)編(bian)寫(xie)了儀(yi)表校準(zhun)和控制頁面(mian)（如圖(tu)4），其(qi)中(zhong)儀(yi)表頁面(mian)主(zhu)要是對(dui)系(xi)統(tong)中(zhong)傳(chuan)輸(shu)模(mo)擬(ni)信號(hao)的(de)儀(yi)表進(jin)行(xing)4-20mA與實際儀(yi)表量程(cheng)的(de)校準(zhun)；控制頁面(mian)主(zhu)要分(fen)成四(si)部(bu)分(fen)，壹部分(fen)為系統(tong)模(mo)式(shi)切換(huan)；第(di)二部(bu)分(fen)為手(shou)動(dong)模(mo)式(shi)中(zhong)各執(zhi)行元(yuan)件（包括(kuo)風機(ji)、粉碎(sui)泵、海(hai)水(shui)閥(fa)、排放(fang)閥(fa)與直(zhi)流櫃(gui)）的(de)單獨啟/停(ting)，便(bian)於維(wei)修(xiu)人(ren)員對(dui)單壹設備(bei)的(de)運行(xing)測試(shi)；第三(san)部分(fen)為主備(bei)設備(bei)的(de)手(shou)動(dong)與自動切換(huan)，當設置為自動(dong)切換(huan)時，系統根據(ju)運(yun)行(xing)時間與參(can)數(shu)頁面(mian)的(de)設定(ding)時間，對主(zhu)備(bei)設備(bei)進(jin)行(xing)定(ding)期(qi)切換(huan)，避(bi)免主(zhu)設備(bei)長期(qi)工(gong)作，備(bei)用(yong)設備(bei)長期(qi)閑(xian)置(zhi)，導(dao)致兩(liang)臺(tai)設備(bei)實(shi)際運(yun)行壽命(ming)不(bu)壹致的(de)情況，實(shi)現兩(liang)臺(tai)設備(bei)都(dou)具(ju)備(bei)良好的(de)使用(yong)狀態，當設置為手(shou)動(dong)切換(huan)時，系統不(bu)再對(dui)各(ge)設備(bei)的(de)實際運(yun)行時間進(jin)行(xing)累(lei)加(jia)，主備(bei)設備(bei)不(bu)再自(zi)動(dong)切換(huan)，而(er)是通過選擇(ze)按(an)鈕(niu)實(shi)現人(ren)工(gong)切換(huan)；第(di)四(si)部(bu)分(fen)為不(bu)停(ting)機(ji)檢修(xiu)隔離按鈕(niu)，對(dui)所有(you)執(zhi)行元(yuan)件進(jin)行(xing)檢修(xiu)狀態設定(ding)，當檢修(xiu)狀態激(ji)活(huo)時，設備(bei)在自(zi)動(dong)模(mo)式(shi)下不(bu)再運(yun)行(xing)，避(bi)免在不(bu)停(ting)機(ji)檢修(xiu)時對人(ren)或者(zhe)物(wu)造成潛在的(de)安全(quan)隱患。

3.2PLC程序設計

3.2.1程(cheng)序(xu)框架設計通過PLC的(de)IO端口(kou)，監控各(ge)儀(yi)表與各(ge)設備(bei)的(de)工(gong)作狀態，並根(gen)據(ju)裝(zhuang)置(zhi)所處的(de)工(gong)作模(mo)式(shi)決(jue)定(ding)工(gong)作流程，如圖(tu)5所示。每(mei)個(ge)執(zhi)行部件都采(cai)用(yong)壹用(yong)壹備(bei)的(de)熱備(bei)用(yong)方(fang)式(shi)，當壹臺設備(bei)出(chu)現故障時，程序自動(dong)切換(huan)使用(yong)備(bei)用(yong)設備(bei)，實(shi)現整個(ge)裝(zhuang)置(zhi)的(de)連續運轉，保證(zheng)運行穩(wen)定(ding)性(xing)與(yu)可(ke)靠(kao)性(xing)。程(cheng)序(xu)編(bian)寫(xie)依靠IEC61131-5及(ji)國(guo)標15969.3-2017相(xiang)關標準(zhun)進(jin)行(xing)編(bian)寫(xie)[4-5]。具(ju)體程序(xu)設計，先(xian)對(dui)每壹個(ge)功(gong)能(neng)建立(li)功能(neng)塊（FB）及(ji)其(qi)數(shu)據(ju)塊（DB），包括(kuo)實(shi)現功能(neng)需要的(de)內部(bu)變量與全局變(bian)量(liang)；其(qi)次，對每壹個(ge)功(gong)能(neng)塊進(jin)行(xing)獨立編(bian)程(cheng)，實現各功(gong)能(neng)獨立，在組(zu)織(zhi)塊（OB1）中(zhong)用(yong)對(dui)應(ying)的(de)指(zhi)令(ling)調用(yong)各(ge)功能(neng)塊，從而(er)提高(gao)CPU的(de)執(zhi)行效率(lv)，便(bian)於後(hou)期(qi)調(tiao)試(shi)與(yu)功能(neng)添加(jia)。

3.2.2換(huan)相程(cheng)序換相功能(neng)的(de)程序(xu)如圖(tu)6所示，在直(zhi)流電源(yuan)運行(xing)時，通過分(fen)鐘脈沖(chong)信號(hao)作(zuo)為計數(shu)器的(de)累(lei)加(jia)觸發(fa)。當計數(shu)值大於等(deng)於預設值時，觸發(fa)換(huan)相(xiang)流程：先(xian)停(ting)止(zhi)直流電源(yuan)運行(xing)，並激(ji)活(huo)“延(yan)時接通”指(zhi)令(ling)，其(qi)設定(ding)值為90秒，這主要的(de)作用(yong)是(shi)等(deng)待直(zhi)流電源(yuan)的(de)輸(shu)出(chu)端電壓(ya)下降(jiang)到(dao)安全(quan)值，避免立(li)即(ji)換相導(dao)致接觸電流過大觸發(fa)設備(bei)意(yi)外報警；當接通延(yan)時指(zhi)令(ling)激(ji)活(huo)達到(dao)預設時間後，PLC對(dui)直流電源(yuan)發(fa)出(chu)換(huan)相(xiang)指(zhi)令(ling)，並回(hui)復直流電源(yuan)運行(xing)；當正負(fu)切換(huan)兩(liang)次後，計數(shu)器清零(ling)，開始重新(xin)計(ji)數(shu)。

3.2.3排放(fang)程(cheng)序定(ding)時排放(fang)功(gong)能(neng)程序如圖(tu)7所示，在自(zi)動(dong)模(mo)式(shi)下通過分(fen)鐘脈沖(chong)作(zuo)為計數(shu)器觸發(fa)源(yuan)，當計數(shu)達到(dao)預設值且(qie)粉碎(sui)泵在工(gong)作時，進(jin)入排放(fang)流程：打(da)開電動(dong)閥，通過觸發(fa)“延(yan)時打開”指(zhi)令(ling)，延(yan)遲壹段時間後，排放(fang)泵運(yun)行(xing)，再經(jing)過壹段時間後，排放(fang)泵停(ting)止(zhi)，電動(dong)閥關閉(bi)，重(zhong)置排放(fang)計(ji)時值。

4結束(shu)語(yu)

本裝(zhuang)置(zhi)在西(xi)門子博途編(bian)程(cheng)平臺(tai)下完成了基(ji)於Profinet連接的(de)觸摸(mo)屏與(yu)PLC，通過IO接口(kou)對(dui)執(zhi)行元(yuan)件進(jin)行(xing)互聯，智能(neng)、高效地對生活(huo)汙水(shui)進(jin)行(xing)電催化處理，從(cong)而有(you)效降(jiang)低(di)汙水(shui)中(zhong)的(de)化學(xue)需氧量（COD）。通過實(shi)際運(yun)行可(ke)證(zheng)明(ming)：該(gai)生活(huo)汙水(shui)自(zi)動(dong)處理裝(zhuang)置(zhi)可(ke)高(gao)效(xiao)可(ke)靠(kao)的(de)實現海上(shang)石(shi)油平臺(tai)生活(huo)汙水(shui)的(de)處理任務(wu)，達到(dao)排海(hai)要(yao)求，功(gong)能(neng)完整，設備(bei)易(yi)於操(cao)作維(wei)護，運(yun)行穩(wen)定(ding)。該(gai)裝(zhuang)置(zhi)已在多(duo)個(ge)海(hai)上(shang)石(shi)油平臺(tai)上(shang)推廣(guang)使用(yong)。

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TR CEV65M-01460（4096） 編(bian)碼(ma)器
TR SL3005-X1/GS 130/K/F ART NR﹕40720003 備(bei)件
TR CMH58M-00017 編(bian)碼(ma)器
TR Art.NO:2200-04102 備(bei)件
TR LA66K312-00001 位(wei)置編(bian)碼(ma)器
TR CEV58M-00288 備(bei)件
TR IE-58-U 5810-00163 編(bian)碼(ma)器
TR Ari Nr：5810-00163 編(bian)碼(ma)器
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TR QEH81M-00001 SN.00687 備(bei)件
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TR 3000.3210087400041E 備(bei)件
TR LT140-S 3200-00011 電子尺
TR CE65M 110-01570 備(bei)件
TR IOV58-00005 SN：00029 編(bian)碼(ma)器
TR LA80A 314-00012 備(bei)件
TR CEV58M-00361 編(bian)碼(ma)器
TR SL3010-X1/GS 130/K/F；Nr.40720016 拉(la)線(xian)盒
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TR CE65 M Art.Nr.110-00444 SL3005-X1/GS 130/K/F 編(bian)碼(ma)器
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TR CEV58S-00148 備(bei)件
TR MAGNET T1-S5520  49-155-009 磁(ci)鐵(tie)
TR 85900034 傳(chuan)感器模(mo)板
TR No.2200-00102  測量(liang)長度(du)125mm 精度(du)1mm 備(bei)件
TR IE58A ART NO 219-01357 備(bei)件
TR CEV65M-01460  SN:80193 編(bian)碼(ma)器
TR CEV65S-10122 旋(xuan)轉編(bian)碼(ma)器
TR IE58A   219-00773 編(bian)碼(ma)器
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TR 27-010-001 傳(chuan)感器附(fu)件
TR CEV58M-00370 編(bian)碼(ma)器
TR ZE65M 171壹50107 備(bei)件
TR LE-200 2200-03052 編(bian)碼(ma)器
TR 171-00002 備(bei)件
TR LA41-K-SSI 305-00182 傳(chuan)感器
TR CE-65M 110-01542 軸編(bian)碼(ma)器
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TR CEV58M-00337 編(bian)碼(ma)器
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TR LLB65-00600 激(ji)光(guang)測距
TR IOH58-00016  SN:00016 000 備(bei)件
TR CE58M Art.Nr:5802-00111 編(bian)碼(ma)器
TR CEV65M-10525 備(bei)件
TR 219-00329 編(bian)碼(ma)器
TR CES65M-10019 編(bian)碼(ma)器
TR CMW58M-00101 編(bian)碼(ma)器
TR LP-38 PROFIBUS TR307-00532 線(xian)性(xing)編(bian)碼(ma)器
TR CE58M  ART.NR:5802-00023 編(bian)碼(ma)器
TR CEV65M-02633 SN:0061 備(bei)件
TR CEW58M-00188 編(bian)碼(ma)器
TR CE-58-M-SSI 4096/4096 V000 5802-00013 編(bian)碼(ma)器
TR 62000249 插(cha)頭(tou)
TR CEV65M-00444 編(bian)碼(ma)器
TR CEV58M-00431 編(bian)碼(ma)器
TR CE58M 5802-00045 SN:0077 備(bei)件
TR LE-200PB+SSINr:2200-04102 激(ji)光(guang)測距傳(chuan)感器
TR QEH81M-10006 編(bian)碼(ma)器
TR CE100M100-01360 備(bei)件
TR 14-911-030 傳(chuan)感器附(fu)件
TR SL3030/GS130 Art.No.: 40720008 備(bei)件
TR LA66K Art.Nr:312-01701 編(bian)碼(ma)器
TR QEH81M-00001 SN.00687 編(bian)碼(ma)器
TR Art.Nr:CMW58M-00013，max.4096 TR-ECE-TI-DGB-0111/V000 PROFIBUS-DP/Progr 11-27vdc 編(bian)碼(ma)器
TR SN:00422 IOV58-00030 備(bei)件
TR IE58A  ID:219-00773 編(bian)碼(ma)器
TRACO TSP 360-124 開關
TRACO POWER TOS 06-12SIIL 電源(yuan)模(mo)塊
TRACO POWER 060-124/24VDC/2.5/VAL0142144 備(bei)件
TRAFAG NAT400.0V(0-400bar-GOUT:0-10V DC) 壓(ya)力(li)開關
TRAFAG NAT16.0A 壓(ya)力(li)傳(chuan)感器
TRAFAG NAT400.0A 壓(ya)力(li)傳(chuan)感器
TRAFAG 8252.84.2517.01.0000.0000.19.34.44.61 壓(ya)力(li)傳(chuan)感器
TRAFAG PST4M16F4 壓(ya)力(li)開關
TRAFAG 型(xing)號(hao)：8202.79.2210 s/n：238767-018 壓(ya)力(li)傳(chuan)感器
TRAFAG 8472.34.5717 SN:554038-016 備(bei)件
TRAFAG ISP9515 5-95°C ø10*150(設定(ding)值15°C） 溫(wen)度(du)開關
TRAFAG 8264.78.2510 壓(ya)力(li)傳(chuan)感器
TRAFAG 920.1074.931 備(bei)件
TRAFAG MODEL:CH-8700   TYPE:IS23N    24V  2A  RANGE:20TO110DEGC 備(bei)件
TRAFAG 9B02079（9B02079 S/N:037570.0.00.01-053 1...16bar）    替(ti)代型(xing)號(hao)PST4B164 編(bian)號(hao)9B4.4279.771.04.15.46.V3 壓(ya)力(li)傳(chuan)感器
TRAFAG Type:9M0.2079 S/N:497067-010 07/14 IP65 RANGE:1-16bar 壓(ya)力(li)傳(chuan)感器
TRAFAG 8498.79.2919 SN:309699-059 備(bei)件
TRAFAG ISN11015 20-110°C ø10*150（設定(ding)值45°C） 溫(wen)度(du)開關
TRAFAG ISN11015 20-110度(du) ø10*150（設定(ding)值95°C） 溫(wen)度(du)開關
TRAFAG S/N 323966-116 壓(ya)力(li)開關
TRAFAG 9BO.2876 備(bei)件
TRAFOMIC TNR-23671 320AV 變(bian)壓(ya)器
TRAMEC REP100/2C 20 AU19FLQ AE19 P06 減(jian)速機(ji)
TRAMEC REP100/3C 64 AU19FLQ AE14 P03 減(jian)速機(ji)
TRAMEC TA125CO 減(jian)速機(ji)
TRANSTECHNIK SMB60301 4892064 備(bei)件
TRELECTRONIC 490-00301 電源(yuan)適配(pei)器

隨(sui)著(zhe)海上(shang)開采石(shi)油的(de)迅猛(meng)發(fa)展(zhan)，海(hai)洋(yang)汙染(ran)的(de)問題(ti)越(yue)來越突顯，主要(yao)體現在對(dui)排放(fang)汙水(shui)的(de)指(zhi)標越來(lai)越(yue)嚴(yan)格(ge)。傳(chuan)統(tong)的(de)生化法生活(huo)汙水(shui)處理工(gong)藝(yi)簡(jian)單，但(dan)無論(lun)是處理效(xiao)果(guo)還(hai)是處理量(liang)來說都有(you)其(qi)局限(xian)性(xing)。電催化氧化法生活(huo)汙水(shui)處理裝(zhuang)置(zhi)是壹種利用(yong)電催化氧化方式(shi)對(dui)海上(shang)石(shi)油平臺(tai)生活(huo)汙水(shui)進(jin)行(xing)處理的(de)裝(zhuang)置(zhi)。操作(zuo)人(ren)員通過控制櫃(gui)上(shang)的(de)人(ren)機(ji)界(jie)面(mian)，實(shi)現手(shou)動(dong)、自動控制，通過程(cheng)序(xu)控制實現各執(zhi)行元(yuan)件的(de)相互配(pei)合，達到(dao)汙水(shui)處理達標並(bing)排放(fang)的(de)功能(neng)。

1系統整體工(gong)藝(yi)設計

自(zi)控系(xi)統(tong)設計可(ke)實(shi)現手(shou)動(dong)與自動模(mo)式(shi)。

1.1手(shou)動(dong)控制模(mo)式(shi)

本系統可(ke)分(fen)別對裝(zhuang)置(zhi)中(zhong)的(de)粉碎(sui)泵、風機(ji)、排放(fang)泵、直(zhi)流櫃(gui)，電動(dong)閥等(deng)執(zhi)行元(yuan)件進(jin)行(xing)手(shou)動(dong)打開與關閉。該模(mo)式(shi)的(de)作用(yong)為單設備(bei)檢修(xiu)，試運行及(ji)初(chu)上(shang)電調(tiao)試時使用(yong)。

1.2自(zi)動控制模(mo)式(shi)

1.2.1電催化自動(dong)控制系統通過安(an)裝(zhuang)於緩(huan)沖(chong)罐頂部(bu)的(de)超(chao)聲(sheng)波液位計(ji)，實(shi)時地測量(liang)緩沖(chong)罐中(zhong)汙水(shui)的(de)液位(wei)高度，當達到(dao)預設高度(du)時，粉碎泵啟(qi)動(dong)，將汙水(shui)從(cong)緩(huan)沖(chong)罐中(zhong)抽出(chu)粉(fen)碎(sui)，並將水(shui)註入反(fan)應(ying)器中(zhong)。汙水(shui)進(jin)入反(fan)應(ying)器後(hou)，液(ye)位逐(zhu)漸升(sheng)高(gao)，觸發(fa)液(ye)位(wei)開關產生動作(zuo)信號(hao)，PLC控制直流電源(yuan)進(jin)行(xing)直流放電，驅(qu)動電催化極板進(jin)行(xing)電催化反應(ying)。經(jing)過電催化反應(ying)後(hou)的(de)汙水(shui)，自(zi)流進(jin)入清水(shui)罐，同(tong)時位於清水(shui)罐中(zhong)的(de)壓(ya)差(cha)式(shi)液(ye)位計實時測量(liang)液位(wei)高度(du)，當達到(dao)預設高度(du)時，排放(fang)泵啟(qi)動(dong)，將處理完畢(bi)的(de)汙水(shui)排出(chu)。在電催化反應(ying)進(jin)行(xing)中(zhong)，風機(ji)同(tong)步運(yun)行，實現強制排放(fang)反(fan)應(ying)中(zhong)可(ke)能(neng)產生的(de)危(wei)險氣體的(de)功能(neng)。

1.2.2電極(ji)自動換(huan)相(xiang)系統固定(ding)在反(fan)應(ying)器中(zhong)的(de)電極(ji)板，由於長時間加直(zhi)流電進(jin)行(xing)電催化反應(ying)，會(hui)在極(ji)板上(shang)產生垢，這就需要定(ding)期(qi)對(dui)電極(ji)板的(de)正負(fu)極(ji)進(jin)行(xing)切換(huan)，利用(yong)其(qi)中(zhong)壹極在電化學(xue)反應(ying)中(zhong)產生的(de)氣泡使極(ji)板上(shang)的(de)垢脫落(luo)，從(cong)而實現自我脫垢的(de)功能(neng)。

1.2.3廢渣自動排放(fang)系(xi)統通過電極(ji)自動換(huan)相(xiang)功能(neng)而分(fen)離出的(de)汙垢，經(jing)壹段時間沈澱(dian)後(hou)，會(hui)堆(dui)積在反(fan)應(ying)器底(di)部(bu)，這就需要定(ding)時對其(qi)排垢。具(ju)體操作(zuo)：通過直(zhi)流電源(yuan)運行(xing)反饋信號(hao)作(zuo)為計時條(tiao)件，當計時達到(dao)預設值時，打開排放(fang)電動(dong)閥門，待閥(fa)門打開反饋信號(hao)有(you)效時，排放(fang)泵運(yun)行(xing)壹段時間（可(ke)設定(ding)），後(hou)關閉排放(fang)泵與(yu)排放(fang)電動(dong)閥。這樣(yang)可(ke)及(ji)時排除(chu)固體沈澱(dian)，從(cong)而實現延(yan)長設備(bei)良好運(yun)行的(de)效果(guo)。

2控制系統設計

自(zi)控系(xi)統(tong)組(zu)態(tai)設計如圖(tu)1所示。

2.1PLC組(zu)態(tai)

PLC選用(yong)西(xi)門子S7-1200系列中(zhong)的(de)1215C，本身(shen)具(ju)有(you)14數(shu)字輸(shu)入和10個(ge)數(shu)字輸(shu)出(chu)，通過添加(jia)擴展(zhan)模(mo)塊，擴展(zhan)出(chu)多(duo)個(ge)模(mo)擬(ni)輸(shu)入與(yu)模(mo)式(shi)輸(shu)出(chu)，作為采集(ji)與控制其(qi)他設備(bei)的(de)接口(kou)。如圖(tu)2所示。PLC在進(jin)行(xing)硬(ying)件組(zu)態(tai)時需要對(dui)每(mei)壹個(ge)擴展(zhan)口(kou)的(de)I/O地址(zhi)（包括(kuo)起始與結束地(di)址(zhi)）做(zuo)設定(ding)，這在後(hou)續的(de)編(bian)程(cheng)中(zhong)作為物理端口(kou)的(de)影射(she)，通過程(cheng)序(xu)處理調(tiao)用(yong)。

2.2PLC與(yu)其(qi)他設備(bei)的(de)連接

PLC通過自(zi)身(shen)與擴展(zhan)的(de)IO接口(kou)模(mo)塊，接收(shou)現場檢測各(ge)各種信號(hao)（其(qi)中(zhong)包括(kuo)數(shu)字輸(shu)入輸(shu)出(chu)信號(hao)，模(mo)擬(ni)輸(shu)入輸(shu)出(chu)信號(hao)），對(dui)這些數(shu)據(ju)進(jin)行(xing)處理，並(bing)執(zhi)行PLC程序中(zhong)發(fa)出(chu)的(de)各種控制指(zhi)令(ling)。數(shu)字輸(shu)入部(bu)分(fen)主要有(you)液位(wei)開關、電動(dong)閥的(de)打開與關閉反饋，電動(dong)機(ji)接觸器的(de)輔助(zhu)觸點以及(ji)直流電源(yuan)的(de)狀態反饋；數(shu)字輸(shu)出(chu)部分(fen)主要有(you)對電動(dong)閥、控制電機(ji)的(de)交流接觸器以(yi)及(ji)直流電源(yuan)的(de)啟停(ting)控制；模(mo)擬(ni)輸(shu)入部(bu)分(fen)主要有(you)流量計(ji)、液(ye)位(wei)計以及(ji)直流電源(yuan)的(de)電流電壓(ya)模(mo)擬(ni)輸(shu)出(chu)反饋；模(mo)擬(ni)輸(shu)出(chu)部分(fen)主要針對(dui)直(zhi)流電源(yuan)電流輸(shu)出(chu)幅(fu)值的(de)控制信號(hao)。

3編(bian)程(cheng)設計

3.1人(ren)機(ji)界(jie)面(mian)設計

使用(yong)博(bo)途TIA（V14）繪(hui)制界(jie)面(mian)[1-3]，通過硬(ying)件組(zu)態(tai)與(yu)畫(hua)面(mian)繪(hui)制，將人(ren)機(ji)界(jie)面(mian)與(yu)PLC通過Profinet通信協議(yi)，經(jing)網(wang)線(xian)進(jin)行(xing)數(shu)據(ju)交(jiao)互，實現對裝(zhuang)置(zhi)的(de)運行(xing)狀態、報警歷(li)史、參(can)數(shu)設定(ding)和手(shou)動(dong)調節等(deng)進(jin)行(xing)反饋，便(bian)於操(cao)作者(zhe)對(dui)設備(bei)的(de)狀態進(jin)行(xing)及(ji)時有(you)效地(di)把控。圖(tu)3為流程界(jie)面(mian)。流程界(jie)面(mian)為設備(bei)運(yun)行(xing)中(zhong)處於長期(qi)顯示的(de)重要(yao)畫面(mian)，其(qi)中(zhong)包括(kuo)了各動(dong)力(li)設備(bei)的(de)啟停(ting)狀態，各電動(dong)閥的(de)開合狀態，各儀(yi)表的(de)數(shu)據(ju)反(fan)饋狀態，還(hai)有(you)每種設備(bei)的(de)故障檢測狀態。不(bu)同(tong)的(de)運行(xing)模(mo)式(shi)下，可(ke)以(yi)直(zhi)觀(guan)的(de)通過畫(hua)面(mian)看到(dao)各種狀態信息與(yu)數(shu)值反饋，便(bian)於操(cao)作者(zhe)或(huo)者(zhe)巡(xun)檢員快(kuai)速(su)、直(zhi)接且(qie)有(you)效的(de)判(pan)斷(duan)設備(bei)運(yun)行(xing)情況。為了便(bian)於將(jiang)來的(de)儀(yi)表更換(huan)與設備(bei)檢修(xiu)，還(hai)編(bian)寫(xie)了儀(yi)表校準(zhun)和控制頁面(mian)（如圖(tu)4），其(qi)中(zhong)儀(yi)表頁面(mian)主(zhu)要是對(dui)系(xi)統(tong)中(zhong)傳(chuan)輸(shu)模(mo)擬(ni)信號(hao)的(de)儀(yi)表進(jin)行(xing)4-20mA與實際儀(yi)表量程(cheng)的(de)校準(zhun)；控制頁面(mian)主(zhu)要分(fen)成四(si)部(bu)分(fen)，壹部分(fen)為系統(tong)模(mo)式(shi)切換(huan)；第(di)二部(bu)分(fen)為手(shou)動(dong)模(mo)式(shi)中(zhong)各執(zhi)行元(yuan)件（包括(kuo)風機(ji)、粉碎(sui)泵、海(hai)水(shui)閥(fa)、排放(fang)閥(fa)與直(zhi)流櫃(gui)）的(de)單獨啟/停(ting)，便(bian)於維(wei)修(xiu)人(ren)員對(dui)單壹設備(bei)的(de)運行(xing)測試(shi)；第三(san)部分(fen)為主備(bei)設備(bei)的(de)手(shou)動(dong)與自動切換(huan)，當設置為自動(dong)切換(huan)時，系統根據(ju)運(yun)行(xing)時間與參(can)數(shu)頁面(mian)的(de)設定(ding)時間，對主(zhu)備(bei)設備(bei)進(jin)行(xing)定(ding)期(qi)切換(huan)，避(bi)免主(zhu)設備(bei)長期(qi)工(gong)作，備(bei)用(yong)設備(bei)長期(qi)閑(xian)置(zhi)，導(dao)致兩(liang)臺(tai)設備(bei)實(shi)際運(yun)行壽命(ming)不(bu)壹致的(de)情況，實(shi)現兩(liang)臺(tai)設備(bei)都(dou)具(ju)備(bei)良好的(de)使用(yong)狀態，當設置為手(shou)動(dong)切換(huan)時，系統不(bu)再對(dui)各(ge)設備(bei)的(de)實際運(yun)行時間進(jin)行(xing)累(lei)加(jia)，主備(bei)設備(bei)不(bu)再自(zi)動(dong)切換(huan)，而(er)是通過選擇(ze)按(an)鈕(niu)實(shi)現人(ren)工(gong)切換(huan)；第(di)四(si)部(bu)分(fen)為不(bu)停(ting)機(ji)檢修(xiu)隔離按鈕(niu)，對(dui)所有(you)執(zhi)行元(yuan)件進(jin)行(xing)檢修(xiu)狀態設定(ding)，當檢修(xiu)狀態激(ji)活(huo)時，設備(bei)在自(zi)動(dong)模(mo)式(shi)下不(bu)再運(yun)行(xing)，避(bi)免在不(bu)停(ting)機(ji)檢修(xiu)時對人(ren)或者(zhe)物(wu)造成潛在的(de)安全(quan)隱患。

3.2PLC程序設計

3.2.1程(cheng)序(xu)框架設計通過PLC的(de)IO端口(kou)，監控各(ge)儀(yi)表與各(ge)設備(bei)的(de)工(gong)作狀態，並根(gen)據(ju)裝(zhuang)置(zhi)所處的(de)工(gong)作模(mo)式(shi)決(jue)定(ding)工(gong)作流程，如圖(tu)5所示。每(mei)個(ge)執(zhi)行部件都采(cai)用(yong)壹用(yong)壹備(bei)的(de)熱備(bei)用(yong)方(fang)式(shi)，當壹臺設備(bei)出(chu)現故障時，程序自動(dong)切換(huan)使用(yong)備(bei)用(yong)設備(bei)，實(shi)現整個(ge)裝(zhuang)置(zhi)的(de)連續運轉，保證(zheng)運行穩(wen)定(ding)性(xing)與(yu)可(ke)靠(kao)性(xing)。程(cheng)序(xu)編(bian)寫(xie)依靠IEC61131-5及(ji)國(guo)標15969.3-2017相(xiang)關標準(zhun)進(jin)行(xing)編(bian)寫(xie)[4-5]。具(ju)體程序(xu)設計，先(xian)對(dui)每壹個(ge)功(gong)能(neng)建立(li)功能(neng)塊（FB）及(ji)其(qi)數(shu)據(ju)塊（DB），包括(kuo)實(shi)現功能(neng)需要的(de)內部(bu)變量與全局變(bian)量(liang)；其(qi)次，對每壹個(ge)功(gong)能(neng)塊進(jin)行(xing)獨立編(bian)程(cheng)，實現各功(gong)能(neng)獨立，在組(zu)織(zhi)塊（OB1）中(zhong)用(yong)對(dui)應(ying)的(de)指(zhi)令(ling)調用(yong)各(ge)功能(neng)塊，從而(er)提高(gao)CPU的(de)執(zhi)行效率(lv)，便(bian)於後(hou)期(qi)調(tiao)試(shi)與(yu)功能(neng)添加(jia)。

3.2.2換(huan)相程(cheng)序換相功能(neng)的(de)程序(xu)如圖(tu)6所示，在直(zhi)流電源(yuan)運行(xing)時，通過分(fen)鐘脈沖(chong)信號(hao)作(zuo)為計數(shu)器的(de)累(lei)加(jia)觸發(fa)。當計數(shu)值大於等(deng)於預設值時，觸發(fa)換(huan)相(xiang)流程：先(xian)停(ting)止(zhi)直流電源(yuan)運行(xing)，並激(ji)活(huo)“延(yan)時接通”指(zhi)令(ling)，其(qi)設定(ding)值為90秒，這主要的(de)作用(yong)是(shi)等(deng)待直(zhi)流電源(yuan)的(de)輸(shu)出(chu)端電壓(ya)下降(jiang)到(dao)安全(quan)值，避免立(li)即(ji)換相導(dao)致接觸電流過大觸發(fa)設備(bei)意(yi)外報警；當接通延(yan)時指(zhi)令(ling)激(ji)活(huo)達到(dao)預設時間後，PLC對(dui)直流電源(yuan)發(fa)出(chu)換(huan)相(xiang)指(zhi)令(ling)，並回(hui)復直流電源(yuan)運行(xing)；當正負(fu)切換(huan)兩(liang)次後，計數(shu)器清零(ling)，開始重新(xin)計(ji)數(shu)。

3.2.3排放(fang)程(cheng)序定(ding)時排放(fang)功(gong)能(neng)程序如圖(tu)7所示，在自(zi)動(dong)模(mo)式(shi)下通過分(fen)鐘脈沖(chong)作(zuo)為計數(shu)器觸發(fa)源(yuan)，當計數(shu)達到(dao)預設值且(qie)粉碎(sui)泵在工(gong)作時，進(jin)入排放(fang)流程：打(da)開電動(dong)閥，通過觸發(fa)“延(yan)時打開”指(zhi)令(ling)，延(yan)遲壹段時間後，排放(fang)泵運(yun)行(xing)，再經(jing)過壹段時間後，排放(fang)泵停(ting)止(zhi)，電動(dong)閥關閉(bi)，重(zhong)置排放(fang)計(ji)時值。

4結束(shu)語(yu)

本裝(zhuang)置(zhi)在西(xi)門子博途編(bian)程(cheng)平臺(tai)下完成了基(ji)於Profinet連接的(de)觸摸(mo)屏與(yu)PLC，通過IO接口(kou)對(dui)執(zhi)行元(yuan)件進(jin)行(xing)互聯，智能(neng)、高效地對生活(huo)汙水(shui)進(jin)行(xing)電催化處理，從(cong)而有(you)效降(jiang)低(di)汙水(shui)中(zhong)的(de)化學(xue)需氧量（COD）。通過實(shi)際運(yun)行可(ke)證(zheng)明(ming)：該(gai)生活(huo)汙水(shui)自(zi)動(dong)處理裝(zhuang)置(zhi)可(ke)高(gao)效(xiao)可(ke)靠(kao)的(de)實現海上(shang)石(shi)油平臺(tai)生活(huo)汙水(shui)的(de)處理任務(wu)，達到(dao)排海(hai)要(yao)求，功(gong)能(neng)完整，設備(bei)易(yi)於操(cao)作維(wei)護，運(yun)行穩(wen)定(ding)。該(gai)裝(zhuang)置(zhi)已在多(duo)個(ge)海(hai)上(shang)石(shi)油平臺(tai)上(shang)推廣(guang)使用(yong)。

TRELECTRONIC SL3005-X1/GS130/K/F ART.NR.40-720-003 傳(chuan)感器
TR-ELECTRONIC GMBH CE65M Art.Nr:110-02546 編(bian)碼(ma)器
TR-ELECTRONIC GMBH CMW58M-00068 編(bian)碼(ma)器
TRELLEBORG S59113-0220-109S 密封(feng)
trimecind MG015N511311/RT121D0FM 流量計(ji)
TRUCK BI20U-QV40-AP6X2-H11411 接近感應(ying)開關
TRUCK VB2-FSW/FKW/FSW45 備(bei)件
TSCHAN NOR-MEX flexible coupling G415 聯(lian)軸器彈(dan)性(xing)體
TSCHAN NOR-MEX flexible coupling G240 聯(lian)軸器彈(dan)性(xing)體
TSCHAN NOR-MEX G240 備(bei)件
TST FLP08-G2NAE  SN:P151517E 傳(chuan)感器
TURBO Pre-Cleaner Turbo 2, II-68-7 濾(lv)芯
TURBO 2-46-4.5 備(bei)件
TURBO Pre-Cleaner Turbo 2, II-68-6 濾(lv)芯
TURBO PRE CLEANER TURBO 2-68-6 備(bei)件
TURCK BIL-HS540-AP6X 接近開關
TURCK FCS-G1/2A4P-AP8X-H1141 DN100 流量開關
TURCK PS010V-504-LI2UPN8X-H1141 壓(ya)力(li)傳(chuan)感器
TURCK PS250R-504-LI2UPN8X-H1141 壓(ya)力(li)傳(chuan)感器
TURCK B12-M12-AP6X 備(bei)件
TURCK Bi15U-M30-RP6X-H1141，三(san)線(xian)直(zhi)流常閉(bi) 接近開關
TURCK BL20-4DO-24VDC-0.5A-P 開關量輸(shu)出(chu)模(mo)塊
TURCK BS4151-0/13.5 總(zong)線(xian)接頭(tou)
TURCK FCS-GL  1/2A4-NA-H1141/D500 流量開關
TURCK RSM-572-2M/5D 備(bei)件
TURCK FLDP-IM16-0001 總(zong)線(xian)模(mo)組(zu)
TURCK NI8-S18-AN6X 備(bei)件
TURCK FW-M12ST5D-G-SB-ME-SH-8 備(bei)件
TURCK Ni20NF-CP40-VP4X2 傳(chuan)感器
TURCK CMBS8151-0 6930161 接插件
TURCK BI15U-CK40-AP6X2-H1141 接近開關
TURCK NI12U-M18-ADZ30X2 備(bei)件
TURCK Bi5-M18-AD4X 接近開關
TURCK RKC4.4T-5/ 接插件
TURCK BL20-4DI-24VDC-P 輸(shu)入模(mo)塊
TURCK 6827023 BL20-4DO-24VDC-0.5A-P 備(bei)件
TURCK BI8U-MT18-AP6X-H1141 備(bei)件
TURCK BI8-M18-AP6X-H1141 備(bei)件
TURCK BI2U-EG08-AN6X 傳(chuan)感器
TURCK BI3U-MT12-AP6X-H1141 零(ling)件檢測傳(chuan)感器
TURCK B4151-0/13.5 總(zong)線(xian)接頭(tou)
TURCK TW-R30-B128 Nr:6900503 碼(ma)片
TURCK BI20R-W30-DAP6X-H1141 備(bei)件
TURCK BI2-M12-AP6X  NO.46050 備(bei)件
TURCK NI50U-CK40-VP4X2-H1141 接近開關
TURCK FCS-G1/2A4P-VRX/24VDC 開關
TURCK BC5-S18-AP4X 傳(chuan)感器
TURCK JRBS-40SC-6 備(bei)件
TURCK BL20-E-16DI-24VDC-P 數(shu)字量輸(shu)入模(mo)塊
TURCK Bi15u-EM30WD-AP6X/S90 7M 接近開關
TURCK FCT-G1/2A4P-VRX/230VAC 流量開關
TURCK BI2OU-CK40-AP6X2-H1141 開關
TURCK BL20-E-1SWIRE 通訊模(mo)塊
TURCK BL20-E-GW-DP 耦合器
TURCK 4685742 傳(chuan)感器
TURCK SDPL0404D 1003 總(zong)線(xian)模(mo)塊
TURCK BI15-CP40-VP4*2/S100 備(bei)件
TURCK IM35-11EX-HI/24VDC 模(mo)擬(ni)量(liang)輸(shu)出(chu)隔離柵
TURCK NI75U-Q80-AP6X2-H1141 接近開關
TURCK RKSWS4.5[5]-2RSSWS 備(bei)件
TURCK BL20-2AI-I(0/4-20MA) 模(mo)擬(ni)量(liang)輸(shu)入模(mo)塊
TURCK BIM-UNT-AP6X-0.3-PSG3M 備(bei)件
TURCK 4602220 傳(chuan)感器
TURCK 4669450 傳(chuan)感器
TURCK NI4-S12-AZ31X 接近開關
TURCK FCS-G1/2A4-AP8X-H1141/0-30CM/S 流量開關
TURCK Ni12U-MT18-AP6X-H1141 接近開關
TURCK BI8U-EM18WD-AP6X-H1141 接近開關
TURCK Ni8-M18-AZ3X 接近開關
TURCK DC10-30V TURCK BI4-M12-AN6X WITH 7M WIRE 備(bei)件
TURCK BI4-M12-AP6X-H1141 接近開關
TURCK 7030235 TN-Q14-0.15-RS4.47T 傳(chuan)感器
TURCK BL67-PF-24VDC 輔(fu)助電源(yuan)
TURCK NI50-CP80-VP4X2 接近開關
TURCK 4602033 傳(chuan)感器
TURCK FCS-G1/2A4P-URX/24VDC 示(shi)流計
TURCK PS400R-304-LUUPN8X-H1141 備(bei)件
TURIAN GH-112-9317250bar250rpm 旋(xuan)轉給油器
TURIAN GR-25-B-LH     2500RPM 旋(xuan)轉接頭(tou)
TURIAN GH-112-9317 旋(xuan)轉接頭(tou)
TURIAN GR32RH 備(bei)件
TURIAN GR-25-B-RH     2500RPM 旋(xuan)轉接頭(tou)
TUTHILL P/N 55539-101 真空(kong)泵端蓋
TUTHILL P/N 18983 真空(kong)泵端板
TUTHILL P/N 16055 真空(kong)泵維(wei)修(xiu)包
TUTHILL DGS.99 PPPV2NM00000   Serial:1047822    CW75KS5808G01 控制液再生系統(tong)泵
TUTHILL P/N 23808 真空(kong)泵驅(qu)動(dong)總(zong)成(cheng)
TWIFLEX GMR25 +SH15 附(fu)件
TWIFLEX XS型(xing)氣包(bao)7201046 氣動(dong)抱(bao)閘(zha)
TWIFLEX K    NO:7200654 推(tui)進(jin)器
TWIFLEX 7902804 制動膜片
TWIFLEX 訂(ding)貨號(hao)10382-83 抱(bao)閘(zha)
TWIFLEX XSA215054 13317PMIN 備(bei)件
TWIFLEX 6780685+PARTNO.7200576 制動器
TWIFLEX GMR40-SD（30KN） 抱(bao)閘(zha)片
TWIFLEX 100.098.01. BRAKE 氣壓(ya)式(shi)制動器
TWIFLEX P/N7080332 抱(bao)閘(zha)片

隨(sui)著(zhe)海上(shang)開采石(shi)油的(de)迅猛(meng)發(fa)展(zhan)，海(hai)洋(yang)汙染(ran)的(de)問題(ti)越(yue)來越突顯，主要(yao)體現在對(dui)排放(fang)汙水(shui)的(de)指(zhi)標越來(lai)越(yue)嚴(yan)格(ge)。傳(chuan)統(tong)的(de)生化法生活(huo)汙水(shui)處理工(gong)藝(yi)簡(jian)單，但(dan)無論(lun)是處理效(xiao)果(guo)還(hai)是處理量(liang)來說都有(you)其(qi)局限(xian)性(xing)。電催化氧化法生活(huo)汙水(shui)處理裝(zhuang)置(zhi)是壹種利用(yong)電催化氧化方式(shi)對(dui)海上(shang)石(shi)油平臺(tai)生活(huo)汙水(shui)進(jin)行(xing)處理的(de)裝(zhuang)置(zhi)。操作(zuo)人(ren)員通過控制櫃(gui)上(shang)的(de)人(ren)機(ji)界(jie)面(mian)，實(shi)現手(shou)動(dong)、自動控制，通過程(cheng)序(xu)控制實現各執(zhi)行元(yuan)件的(de)相互配(pei)合，達到(dao)汙水(shui)處理達標並(bing)排放(fang)的(de)功能(neng)。

1系統整體工(gong)藝(yi)設計

自(zi)控系(xi)統(tong)設計可(ke)實(shi)現手(shou)動(dong)與自動模(mo)式(shi)。

1.1手(shou)動(dong)控制模(mo)式(shi)

本系統可(ke)分(fen)別對裝(zhuang)置(zhi)中(zhong)的(de)粉碎(sui)泵、風機(ji)、排放(fang)泵、直(zhi)流櫃(gui)，電動(dong)閥等(deng)執(zhi)行元(yuan)件進(jin)行(xing)手(shou)動(dong)打開與關閉。該模(mo)式(shi)的(de)作用(yong)為單設備(bei)檢修(xiu)，試運行及(ji)初(chu)上(shang)電調(tiao)試時使用(yong)。

1.2自(zi)動控制模(mo)式(shi)

1.2.1電催化自動(dong)控制系統通過安(an)裝(zhuang)於緩(huan)沖(chong)罐頂部(bu)的(de)超(chao)聲(sheng)波液位計(ji)，實(shi)時地測量(liang)緩沖(chong)罐中(zhong)汙水(shui)的(de)液位(wei)高度，當達到(dao)預設高度(du)時，粉碎泵啟(qi)動(dong)，將汙水(shui)從(cong)緩(huan)沖(chong)罐中(zhong)抽出(chu)粉(fen)碎(sui)，並將水(shui)註入反(fan)應(ying)器中(zhong)。汙水(shui)進(jin)入反(fan)應(ying)器後(hou)，液(ye)位逐(zhu)漸升(sheng)高(gao)，觸發(fa)液(ye)位(wei)開關產生動作(zuo)信號(hao)，PLC控制直流電源(yuan)進(jin)行(xing)直流放電，驅(qu)動電催化極板進(jin)行(xing)電催化反應(ying)。經(jing)過電催化反應(ying)後(hou)的(de)汙水(shui)，自(zi)流進(jin)入清水(shui)罐，同(tong)時位於清水(shui)罐中(zhong)的(de)壓(ya)差(cha)式(shi)液(ye)位計實時測量(liang)液位(wei)高度(du)，當達到(dao)預設高度(du)時，排放(fang)泵啟(qi)動(dong)，將處理完畢(bi)的(de)汙水(shui)排出(chu)。在電催化反應(ying)進(jin)行(xing)中(zhong)，風機(ji)同(tong)步運(yun)行，實現強制排放(fang)反(fan)應(ying)中(zhong)可(ke)能(neng)產生的(de)危(wei)險氣體的(de)功能(neng)。

1.2.2電極(ji)自動換(huan)相(xiang)系統固定(ding)在反(fan)應(ying)器中(zhong)的(de)電極(ji)板，由於長時間加直(zhi)流電進(jin)行(xing)電催化反應(ying)，會(hui)在極(ji)板上(shang)產生垢，這就需要定(ding)期(qi)對(dui)電極(ji)板的(de)正負(fu)極(ji)進(jin)行(xing)切換(huan)，利用(yong)其(qi)中(zhong)壹極在電化學(xue)反應(ying)中(zhong)產生的(de)氣泡使極(ji)板上(shang)的(de)垢脫落(luo)，從(cong)而實現自我脫垢的(de)功能(neng)。

1.2.3廢渣自動排放(fang)系(xi)統通過電極(ji)自動換(huan)相(xiang)功能(neng)而分(fen)離出的(de)汙垢，經(jing)壹段時間沈澱(dian)後(hou)，會(hui)堆(dui)積在反(fan)應(ying)器底(di)部(bu)，這就需要定(ding)時對其(qi)排垢。具(ju)體操作(zuo)：通過直(zhi)流電源(yuan)運行(xing)反饋信號(hao)作(zuo)為計時條(tiao)件，當計時達到(dao)預設值時，打開排放(fang)電動(dong)閥門，待閥(fa)門打開反饋信號(hao)有(you)效時，排放(fang)泵運(yun)行(xing)壹段時間（可(ke)設定(ding)），後(hou)關閉排放(fang)泵與(yu)排放(fang)電動(dong)閥。這樣(yang)可(ke)及(ji)時排除(chu)固體沈澱(dian)，從(cong)而實現延(yan)長設備(bei)良好運(yun)行的(de)效果(guo)。

2控制系統設計

自(zi)控系(xi)統(tong)組(zu)態(tai)設計如圖(tu)1所示。

2.1PLC組(zu)態(tai)

PLC選用(yong)西(xi)門子S7-1200系列中(zhong)的(de)1215C，本身(shen)具(ju)有(you)14數(shu)字輸(shu)入和10個(ge)數(shu)字輸(shu)出(chu)，通過添加(jia)擴展(zhan)模(mo)塊，擴展(zhan)出(chu)多(duo)個(ge)模(mo)擬(ni)輸(shu)入與(yu)模(mo)式(shi)輸(shu)出(chu)，作為采集(ji)與控制其(qi)他設備(bei)的(de)接口(kou)。如圖(tu)2所示。PLC在進(jin)行(xing)硬(ying)件組(zu)態(tai)時需要對(dui)每(mei)壹個(ge)擴展(zhan)口(kou)的(de)I/O地址(zhi)（包括(kuo)起始與結束地(di)址(zhi)）做(zuo)設定(ding)，這在後(hou)續的(de)編(bian)程(cheng)中(zhong)作為物理端口(kou)的(de)影射(she)，通過程(cheng)序(xu)處理調(tiao)用(yong)。

2.2PLC與(yu)其(qi)他設備(bei)的(de)連接

PLC通過自(zi)身(shen)與擴展(zhan)的(de)IO接口(kou)模(mo)塊，接收(shou)現場檢測各(ge)各種信號(hao)（其(qi)中(zhong)包括(kuo)數(shu)字輸(shu)入輸(shu)出(chu)信號(hao)，模(mo)擬(ni)輸(shu)入輸(shu)出(chu)信號(hao)），對(dui)這些數(shu)據(ju)進(jin)行(xing)處理，並(bing)執(zhi)行PLC程序中(zhong)發(fa)出(chu)的(de)各種控制指(zhi)令(ling)。數(shu)字輸(shu)入部(bu)分(fen)主要有(you)液位(wei)開關、電動(dong)閥的(de)打開與關閉反饋，電動(dong)機(ji)接觸器的(de)輔助(zhu)觸點以及(ji)直流電源(yuan)的(de)狀態反饋；數(shu)字輸(shu)出(chu)部分(fen)主要有(you)對電動(dong)閥、控制電機(ji)的(de)交流接觸器以(yi)及(ji)直流電源(yuan)的(de)啟停(ting)控制；模(mo)擬(ni)輸(shu)入部(bu)分(fen)主要有(you)流量計(ji)、液(ye)位(wei)計以及(ji)直流電源(yuan)的(de)電流電壓(ya)模(mo)擬(ni)輸(shu)出(chu)反饋；模(mo)擬(ni)輸(shu)出(chu)部分(fen)主要針對(dui)直(zhi)流電源(yuan)電流輸(shu)出(chu)幅(fu)值的(de)控制信號(hao)。

3編(bian)程(cheng)設計

3.1人(ren)機(ji)界(jie)面(mian)設計

使用(yong)博(bo)途TIA（V14）繪(hui)制界(jie)面(mian)[1-3]，通過硬(ying)件組(zu)態(tai)與(yu)畫(hua)面(mian)繪(hui)制，將人(ren)機(ji)界(jie)面(mian)與(yu)PLC通過Profinet通信協議(yi)，經(jing)網(wang)線(xian)進(jin)行(xing)數(shu)據(ju)交(jiao)互，實現對裝(zhuang)置(zhi)的(de)運行(xing)狀態、報警歷(li)史、參(can)數(shu)設定(ding)和手(shou)動(dong)調節等(deng)進(jin)行(xing)反饋，便(bian)於操(cao)作者(zhe)對(dui)設備(bei)的(de)狀態進(jin)行(xing)及(ji)時有(you)效地(di)把控。圖(tu)3為流程界(jie)面(mian)。流程界(jie)面(mian)為設備(bei)運(yun)行(xing)中(zhong)處於長期(qi)顯示的(de)重要(yao)畫面(mian)，其(qi)中(zhong)包括(kuo)了各動(dong)力(li)設備(bei)的(de)啟停(ting)狀態，各電動(dong)閥的(de)開合狀態，各儀(yi)表的(de)數(shu)據(ju)反(fan)饋狀態，還(hai)有(you)每種設備(bei)的(de)故障檢測狀態。不(bu)同(tong)的(de)運行(xing)模(mo)式(shi)下，可(ke)以(yi)直(zhi)觀(guan)的(de)通過畫(hua)面(mian)看到(dao)各種狀態信息與(yu)數(shu)值反饋，便(bian)於操(cao)作者(zhe)或(huo)者(zhe)巡(xun)檢員快(kuai)速(su)、直(zhi)接且(qie)有(you)效的(de)判(pan)斷(duan)設備(bei)運(yun)行(xing)情況。為了便(bian)於將(jiang)來的(de)儀(yi)表更換(huan)與設備(bei)檢修(xiu)，還(hai)編(bian)寫(xie)了儀(yi)表校準(zhun)和控制頁面(mian)（如圖(tu)4），其(qi)中(zhong)儀(yi)表頁面(mian)主(zhu)要是對(dui)系(xi)統(tong)中(zhong)傳(chuan)輸(shu)模(mo)擬(ni)信號(hao)的(de)儀(yi)表進(jin)行(xing)4-20mA與實際儀(yi)表量程(cheng)的(de)校準(zhun)；控制頁面(mian)主(zhu)要分(fen)成四(si)部(bu)分(fen)，壹部分(fen)為系統(tong)模(mo)式(shi)切換(huan)；第(di)二部(bu)分(fen)為手(shou)動(dong)模(mo)式(shi)中(zhong)各執(zhi)行元(yuan)件（包括(kuo)風機(ji)、粉碎(sui)泵、海(hai)水(shui)閥(fa)、排放(fang)閥(fa)與直(zhi)流櫃(gui)）的(de)單獨啟/停(ting)，便(bian)於維(wei)修(xiu)人(ren)員對(dui)單壹設備(bei)的(de)運行(xing)測試(shi)；第三(san)部分(fen)為主備(bei)設備(bei)的(de)手(shou)動(dong)與自動切換(huan)，當設置為自動(dong)切換(huan)時，系統根據(ju)運(yun)行(xing)時間與參(can)數(shu)頁面(mian)的(de)設定(ding)時間，對主(zhu)備(bei)設備(bei)進(jin)行(xing)定(ding)期(qi)切換(huan)，避(bi)免主(zhu)設備(bei)長期(qi)工(gong)作，備(bei)用(yong)設備(bei)長期(qi)閑(xian)置(zhi)，導(dao)致兩(liang)臺(tai)設備(bei)實(shi)際運(yun)行壽命(ming)不(bu)壹致的(de)情況，實(shi)現兩(liang)臺(tai)設備(bei)都(dou)具(ju)備(bei)良好的(de)使用(yong)狀態，當設置為手(shou)動(dong)切換(huan)時，系統不(bu)再對(dui)各(ge)設備(bei)的(de)實際運(yun)行時間進(jin)行(xing)累(lei)加(jia)，主備(bei)設備(bei)不(bu)再自(zi)動(dong)切換(huan)，而(er)是通過選擇(ze)按(an)鈕(niu)實(shi)現人(ren)工(gong)切換(huan)；第(di)四(si)部(bu)分(fen)為不(bu)停(ting)機(ji)檢修(xiu)隔離按鈕(niu)，對(dui)所有(you)執(zhi)行元(yuan)件進(jin)行(xing)檢修(xiu)狀態設定(ding)，當檢修(xiu)狀態激(ji)活(huo)時，設備(bei)在自(zi)動(dong)模(mo)式(shi)下不(bu)再運(yun)行(xing)，避(bi)免在不(bu)停(ting)機(ji)檢修(xiu)時對人(ren)或者(zhe)物(wu)造成潛在的(de)安全(quan)隱患。

3.2PLC程序設計

3.2.1程(cheng)序(xu)框架設計通過PLC的(de)IO端口(kou)，監控各(ge)儀(yi)表與各(ge)設備(bei)的(de)工(gong)作狀態，並根(gen)據(ju)裝(zhuang)置(zhi)所處的(de)工(gong)作模(mo)式(shi)決(jue)定(ding)工(gong)作流程，如圖(tu)5所示。每(mei)個(ge)執(zhi)行部件都采(cai)用(yong)壹用(yong)壹備(bei)的(de)熱備(bei)用(yong)方(fang)式(shi)，當壹臺設備(bei)出(chu)現故障時，程序自動(dong)切換(huan)使用(yong)備(bei)用(yong)設備(bei)，實(shi)現整個(ge)裝(zhuang)置(zhi)的(de)連續運轉，保證(zheng)運行穩(wen)定(ding)性(xing)與(yu)可(ke)靠(kao)性(xing)。程(cheng)序(xu)編(bian)寫(xie)依靠IEC61131-5及(ji)國(guo)標15969.3-2017相(xiang)關標準(zhun)進(jin)行(xing)編(bian)寫(xie)[4-5]。具(ju)體程序(xu)設計，先(xian)對(dui)每壹個(ge)功(gong)能(neng)建立(li)功能(neng)塊（FB）及(ji)其(qi)數(shu)據(ju)塊（DB），包括(kuo)實(shi)現功能(neng)需要的(de)內部(bu)變量與全局變(bian)量(liang)；其(qi)次，對每壹個(ge)功(gong)能(neng)塊進(jin)行(xing)獨立編(bian)程(cheng)，實現各功(gong)能(neng)獨立，在組(zu)織(zhi)塊（OB1）中(zhong)用(yong)對(dui)應(ying)的(de)指(zhi)令(ling)調用(yong)各(ge)功能(neng)塊，從而(er)提高(gao)CPU的(de)執(zhi)行效率(lv)，便(bian)於後(hou)期(qi)調(tiao)試(shi)與(yu)功能(neng)添加(jia)。

3.2.2換(huan)相程(cheng)序換相功能(neng)的(de)程序(xu)如圖(tu)6所示，在直(zhi)流電源(yuan)運行(xing)時，通過分(fen)鐘脈沖(chong)信號(hao)作(zuo)為計數(shu)器的(de)累(lei)加(jia)觸發(fa)。當計數(shu)值大於等(deng)於預設值時，觸發(fa)換(huan)相(xiang)流程：先(xian)停(ting)止(zhi)直流電源(yuan)運行(xing)，並激(ji)活(huo)“延(yan)時接通”指(zhi)令(ling)，其(qi)設定(ding)值為90秒，這主要的(de)作用(yong)是(shi)等(deng)待直(zhi)流電源(yuan)的(de)輸(shu)出(chu)端電壓(ya)下降(jiang)到(dao)安全(quan)值，避免立(li)即(ji)換相導(dao)致接觸電流過大觸發(fa)設備(bei)意(yi)外報警；當接通延(yan)時指(zhi)令(ling)激(ji)活(huo)達到(dao)預設時間後，PLC對(dui)直流電源(yuan)發(fa)出(chu)換(huan)相(xiang)指(zhi)令(ling)，並回(hui)復直流電源(yuan)運行(xing)；當正負(fu)切換(huan)兩(liang)次後，計數(shu)器清零(ling)，開始重新(xin)計(ji)數(shu)。

3.2.3排放(fang)程(cheng)序定(ding)時排放(fang)功(gong)能(neng)程序如圖(tu)7所示，在自(zi)動(dong)模(mo)式(shi)下通過分(fen)鐘脈沖(chong)作(zuo)為計數(shu)器觸發(fa)源(yuan)，當計數(shu)達到(dao)預設值且(qie)粉碎(sui)泵在工(gong)作時，進(jin)入排放(fang)流程：打(da)開電動(dong)閥，通過觸發(fa)“延(yan)時打開”指(zhi)令(ling)，延(yan)遲壹段時間後，排放(fang)泵運(yun)行(xing)，再經(jing)過壹段時間後，排放(fang)泵停(ting)止(zhi)，電動(dong)閥關閉(bi)，重(zhong)置排放(fang)計(ji)時值。

4結束(shu)語(yu)

本裝(zhuang)置(zhi)在西(xi)門子博途編(bian)程(cheng)平臺(tai)下完成了基(ji)於Profinet連接的(de)觸摸(mo)屏與(yu)PLC，通過IO接口(kou)對(dui)執(zhi)行元(yuan)件進(jin)行(xing)互聯，智能(neng)、高效地對生活(huo)汙水(shui)進(jin)行(xing)電催化處理，從(cong)而有(you)效降(jiang)低(di)汙水(shui)中(zhong)的(de)化學(xue)需氧量（COD）。通過實(shi)際運(yun)行可(ke)證(zheng)明(ming)：該(gai)生活(huo)汙水(shui)自(zi)動(dong)處理裝(zhuang)置(zhi)可(ke)高(gao)效(xiao)可(ke)靠(kao)的(de)實現海上(shang)石(shi)油平臺(tai)生活(huo)汙水(shui)的(de)處理任務(wu)，達到(dao)排海(hai)要(yao)求，功(gong)能(neng)完整，設備(bei)易(yi)於操(cao)作維(wei)護，運(yun)行穩(wen)定(ding)。該(gai)裝(zhuang)置(zhi)已在多(duo)個(ge)海(hai)上(shang)石(shi)油平臺(tai)上(shang)推廣(guang)使用(yong)。

TWIFLEX GMR40-SD（30KN） 氣動(dong)抱(bao)閘(zha)

TR編(bian)碼(ma)器CDV75M-00012透(tou)過市場看惠(hui)言(yan)達

隨著(zhe)海(hai)上(shang)開采石(shi)油的(de)迅猛(meng)發(fa)展(zhan)，海(hai)洋(yang)汙染(ran)的(de)問題(ti)越(yue)來越突顯，主要(yao)體現在對(dui)排放(fang)汙水(shui)的(de)指(zhi)標越來(lai)越(yue)嚴(yan)格(ge)。傳(chuan)統(tong)的(de)生化法生活(huo)汙水(shui)處理工(gong)藝(yi)簡(jian)單，但(dan)無論(lun)是處理效(xiao)果(guo)還(hai)是處理量(liang)來說都有(you)其(qi)局限(xian)性(xing)。電催化氧化法生活(huo)汙水(shui)處理裝(zhuang)置(zhi)是壹種利用(yong)電催化氧化方式(shi)對(dui)海上(shang)石(shi)油平臺(tai)生活(huo)汙水(shui)進(jin)行(xing)處理的(de)裝(zhuang)置(zhi)。操作(zuo)人(ren)員通過控制櫃(gui)上(shang)的(de)人(ren)機(ji)界(jie)面(mian)，實(shi)現手(shou)動(dong)、自動控制，通過程(cheng)序(xu)控制實現各執(zhi)行元(yuan)件的(de)相互配(pei)合，達到(dao)汙水(shui)處理達標並(bing)排放(fang)的(de)功能(neng)。

1系統整體工(gong)藝(yi)設計

自(zi)控系(xi)統(tong)設計可(ke)實(shi)現手(shou)動(dong)與自動模(mo)式(shi)。

1.1手(shou)動(dong)控制模(mo)式(shi)

本系統可(ke)分(fen)別對裝(zhuang)置(zhi)中(zhong)的(de)粉碎(sui)泵、風機(ji)、排放(fang)泵、直(zhi)流櫃(gui)，電動(dong)閥等(deng)執(zhi)行元(yuan)件進(jin)行(xing)手(shou)動(dong)打開與關閉。該模(mo)式(shi)的(de)作用(yong)為單設備(bei)檢修(xiu)，試運行及(ji)初(chu)上(shang)電調(tiao)試時使用(yong)。

1.2自(zi)動控制模(mo)式(shi)

1.2.1電催化自動(dong)控制系統通過安(an)裝(zhuang)於緩(huan)沖(chong)罐頂部(bu)的(de)超(chao)聲(sheng)波液位計(ji)，實(shi)時地測量(liang)緩沖(chong)罐中(zhong)汙水(shui)的(de)液位(wei)高度，當達到(dao)預設高度(du)時，粉碎泵啟(qi)動(dong)，將汙水(shui)從(cong)緩(huan)沖(chong)罐中(zhong)抽出(chu)粉(fen)碎(sui)，並將水(shui)註入反(fan)應(ying)器中(zhong)。汙水(shui)進(jin)入反(fan)應(ying)器後(hou)，液(ye)位逐(zhu)漸升(sheng)高(gao)，觸發(fa)液(ye)位(wei)開關產生動作(zuo)信號(hao)，PLC控制直流電源(yuan)進(jin)行(xing)直流放電，驅(qu)動電催化極板進(jin)行(xing)電催化反應(ying)。經(jing)過電催化反應(ying)後(hou)的(de)汙水(shui)，自(zi)流進(jin)入清水(shui)罐，同(tong)時位於清水(shui)罐中(zhong)的(de)壓(ya)差(cha)式(shi)液(ye)位計實時測量(liang)液位(wei)高度(du)，當達到(dao)預設高度(du)時，排放(fang)泵啟(qi)動(dong)，將處理完畢(bi)的(de)汙水(shui)排出(chu)。在電催化反應(ying)進(jin)行(xing)中(zhong)，風機(ji)同(tong)步運(yun)行，實現強制排放(fang)反(fan)應(ying)中(zhong)可(ke)能(neng)產生的(de)危(wei)險氣體的(de)功能(neng)。

1.2.2電極(ji)自動換(huan)相(xiang)系統固定(ding)在反(fan)應(ying)器中(zhong)的(de)電極(ji)板，由於長時間加直(zhi)流電進(jin)行(xing)電催化反應(ying)，會(hui)在極(ji)板上(shang)產生垢，這就需要定(ding)期(qi)對(dui)電極(ji)板的(de)正負(fu)極(ji)進(jin)行(xing)切換(huan)，利用(yong)其(qi)中(zhong)壹極在電化學(xue)反應(ying)中(zhong)產生的(de)氣泡使極(ji)板上(shang)的(de)垢脫落(luo)，從(cong)而實現自我脫垢的(de)功能(neng)。

1.2.3廢渣自動排放(fang)系(xi)統通過電極(ji)自動換(huan)相(xiang)功能(neng)而分(fen)離出的(de)汙垢，經(jing)壹段時間沈澱(dian)後(hou)，會(hui)堆(dui)積在反(fan)應(ying)器底(di)部(bu)，這就需要定(ding)時對其(qi)排垢。具(ju)體操作(zuo)：通過直(zhi)流電源(yuan)運行(xing)反饋信號(hao)作(zuo)為計時條(tiao)件，當計時達到(dao)預設值時，打開排放(fang)電動(dong)閥門，待閥(fa)門打開反饋信號(hao)有(you)效時，排放(fang)泵運(yun)行(xing)壹段時間（可(ke)設定(ding)），後(hou)關閉排放(fang)泵與(yu)排放(fang)電動(dong)閥。這樣(yang)可(ke)及(ji)時排除(chu)固體沈澱(dian)，從(cong)而實現延(yan)長設備(bei)良好運(yun)行的(de)效果(guo)。

2控制系統設計

自(zi)控系(xi)統(tong)組(zu)態(tai)設計如圖(tu)1所示。

2.1PLC組(zu)態(tai)

PLC選用(yong)西(xi)門子S7-1200系列中(zhong)的(de)1215C，本身(shen)具(ju)有(you)14數(shu)字輸(shu)入和10個(ge)數(shu)字輸(shu)出(chu)，通過添加(jia)擴展(zhan)模(mo)塊，擴展(zhan)出(chu)多(duo)個(ge)模(mo)擬(ni)輸(shu)入與(yu)模(mo)式(shi)輸(shu)出(chu)，作為采集(ji)與控制其(qi)他設備(bei)的(de)接口(kou)。如圖(tu)2所示。PLC在進(jin)行(xing)硬(ying)件組(zu)態(tai)時需要對(dui)每(mei)壹個(ge)擴展(zhan)口(kou)的(de)I/O地址(zhi)（包括(kuo)起始與結束地(di)址(zhi)）做(zuo)設定(ding)，這在後(hou)續的(de)編(bian)程(cheng)中(zhong)作為物理端口(kou)的(de)影射(she)，通過程(cheng)序(xu)處理調(tiao)用(yong)。

2.2PLC與(yu)其(qi)他設備(bei)的(de)連接

PLC通過自(zi)身(shen)與擴展(zhan)的(de)IO接口(kou)模(mo)塊，接收(shou)現場檢測各(ge)各種信號(hao)（其(qi)中(zhong)包括(kuo)數(shu)字輸(shu)入輸(shu)出(chu)信號(hao)，模(mo)擬(ni)輸(shu)入輸(shu)出(chu)信號(hao)），對(dui)這些數(shu)據(ju)進(jin)行(xing)處理，並(bing)執(zhi)行PLC程序中(zhong)發(fa)出(chu)的(de)各種控制指(zhi)令(ling)。數(shu)字輸(shu)入部(bu)分(fen)主要有(you)液位(wei)開關、電動(dong)閥的(de)打開與關閉反饋，電動(dong)機(ji)接觸器的(de)輔助(zhu)觸點以及(ji)直流電源(yuan)的(de)狀態反饋；數(shu)字輸(shu)出(chu)部分(fen)主要有(you)對電動(dong)閥、控制電機(ji)的(de)交流接觸器以(yi)及(ji)直流電源(yuan)的(de)啟停(ting)控制；模(mo)擬(ni)輸(shu)入部(bu)分(fen)主要有(you)流量計(ji)、液(ye)位(wei)計以及(ji)直流電源(yuan)的(de)電流電壓(ya)模(mo)擬(ni)輸(shu)出(chu)反饋；模(mo)擬(ni)輸(shu)出(chu)部分(fen)主要針對(dui)直(zhi)流電源(yuan)電流輸(shu)出(chu)幅(fu)值的(de)控制信號(hao)。

3編(bian)程(cheng)設計

3.1人(ren)機(ji)界(jie)面(mian)設計

使用(yong)博(bo)途TIA（V14）繪(hui)制界(jie)面(mian)[1-3]，通過硬(ying)件組(zu)態(tai)與(yu)畫(hua)面(mian)繪(hui)制，將人(ren)機(ji)界(jie)面(mian)與(yu)PLC通過Profinet通信協議(yi)，經(jing)網(wang)線(xian)進(jin)行(xing)數(shu)據(ju)交(jiao)互，實現對裝(zhuang)置(zhi)的(de)運行(xing)狀態、報警歷(li)史、參(can)數(shu)設定(ding)和手(shou)動(dong)調節等(deng)進(jin)行(xing)反饋，便(bian)於操(cao)作者(zhe)對(dui)設備(bei)的(de)狀態進(jin)行(xing)及(ji)時有(you)效地(di)把控。圖(tu)3為流程界(jie)面(mian)。流程界(jie)面(mian)為設備(bei)運(yun)行(xing)中(zhong)處於長期(qi)顯示的(de)重要(yao)畫面(mian)，其(qi)中(zhong)包括(kuo)了各動(dong)力(li)設備(bei)的(de)啟停(ting)狀態，各電動(dong)閥的(de)開合狀態，各儀(yi)表的(de)數(shu)據(ju)反(fan)饋狀態，還(hai)有(you)每種設備(bei)的(de)故障檢測狀態。不(bu)同(tong)的(de)運行(xing)模(mo)式(shi)下，可(ke)以(yi)直(zhi)觀(guan)的(de)通過畫(hua)面(mian)看到(dao)各種狀態信息與(yu)數(shu)值反饋，便(bian)於操(cao)作者(zhe)或(huo)者(zhe)巡(xun)檢員快(kuai)速(su)、直(zhi)接且(qie)有(you)效的(de)判(pan)斷(duan)設備(bei)運(yun)行(xing)情況。為了便(bian)於將(jiang)來的(de)儀(yi)表更換(huan)與設備(bei)檢修(xiu)，還(hai)編(bian)寫(xie)了儀(yi)表校準(zhun)和控制頁面(mian)（如圖(tu)4），其(qi)中(zhong)儀(yi)表頁面(mian)主(zhu)要是對(dui)系(xi)統(tong)中(zhong)傳(chuan)輸(shu)模(mo)擬(ni)信號(hao)的(de)儀(yi)表進(jin)行(xing)4-20mA與實際儀(yi)表量程(cheng)的(de)校準(zhun)；控制頁面(mian)主(zhu)要分(fen)成四(si)部(bu)分(fen)，壹部分(fen)為系統(tong)模(mo)式(shi)切換(huan)；第(di)二部(bu)分(fen)為手(shou)動(dong)模(mo)式(shi)中(zhong)各執(zhi)行元(yuan)件（包括(kuo)風機(ji)、粉碎(sui)泵、海(hai)水(shui)閥(fa)、排放(fang)閥(fa)與直(zhi)流櫃(gui)）的(de)單獨啟/停(ting)，便(bian)於維(wei)修(xiu)人(ren)員對(dui)單壹設備(bei)的(de)運行(xing)測試(shi)；第三(san)部分(fen)為主備(bei)設備(bei)的(de)手(shou)動(dong)與自動切換(huan)，當設置為自動(dong)切換(huan)時，系統根據(ju)運(yun)行(xing)時間與參(can)數(shu)頁面(mian)的(de)設定(ding)時間，對主(zhu)備(bei)設備(bei)進(jin)行(xing)定(ding)期(qi)切換(huan)，避(bi)免主(zhu)設備(bei)長期(qi)工(gong)作，備(bei)用(yong)設備(bei)長期(qi)閑(xian)置(zhi)，導(dao)致兩(liang)臺(tai)設備(bei)實(shi)際運(yun)行壽命(ming)不(bu)壹致的(de)情況，實(shi)現兩(liang)臺(tai)設備(bei)都(dou)具(ju)備(bei)良好的(de)使用(yong)狀態，當設置為手(shou)動(dong)切換(huan)時，系統不(bu)再對(dui)各(ge)設備(bei)的(de)實際運(yun)行時間進(jin)行(xing)累(lei)加(jia)，主備(bei)設備(bei)不(bu)再自(zi)動(dong)切換(huan)，而(er)是通過選擇(ze)按(an)鈕(niu)實(shi)現人(ren)工(gong)切換(huan)；第(di)四(si)部(bu)分(fen)為不(bu)停(ting)機(ji)檢修(xiu)隔離按鈕(niu)，對(dui)所有(you)執(zhi)行元(yuan)件進(jin)行(xing)檢修(xiu)狀態設定(ding)，當檢修(xiu)狀態激(ji)活(huo)時，設備(bei)在自(zi)動(dong)模(mo)式(shi)下不(bu)再運(yun)行(xing)，避(bi)免在不(bu)停(ting)機(ji)檢修(xiu)時對人(ren)或者(zhe)物(wu)造成潛在的(de)安全(quan)隱患。

3.2PLC程序設計

3.2.1程(cheng)序(xu)框架設計通過PLC的(de)IO端口(kou)，監控各(ge)儀(yi)表與各(ge)設備(bei)的(de)工(gong)作狀態，並根(gen)據(ju)裝(zhuang)置(zhi)所處的(de)工(gong)作模(mo)式(shi)決(jue)定(ding)工(gong)作流程，如圖(tu)5所示。每(mei)個(ge)執(zhi)行部件都采(cai)用(yong)壹用(yong)壹備(bei)的(de)熱備(bei)用(yong)方(fang)式(shi)，當壹臺設備(bei)出(chu)現故障時，程序自動(dong)切換(huan)使用(yong)備(bei)用(yong)設備(bei)，實(shi)現整個(ge)裝(zhuang)置(zhi)的(de)連續運轉，保證(zheng)運行穩(wen)定(ding)性(xing)與(yu)可(ke)靠(kao)性(xing)。程(cheng)序(xu)編(bian)寫(xie)依靠IEC61131-5及(ji)國(guo)標15969.3-2017相(xiang)關標準(zhun)進(jin)行(xing)編(bian)寫(xie)[4-5]。具(ju)體程序(xu)設計，先(xian)對(dui)每壹個(ge)功(gong)能(neng)建立(li)功能(neng)塊（FB）及(ji)其(qi)數(shu)據(ju)塊（DB），包括(kuo)實(shi)現功能(neng)需要的(de)內部(bu)變量與全局變(bian)量(liang)；其(qi)次，對每壹個(ge)功(gong)能(neng)塊進(jin)行(xing)獨立編(bian)程(cheng)，實現各功(gong)能(neng)獨立，在組(zu)織(zhi)塊（OB1）中(zhong)用(yong)對(dui)應(ying)的(de)指(zhi)令(ling)調用(yong)各(ge)功能(neng)塊，從而(er)提高(gao)CPU的(de)執(zhi)行效率(lv)，便(bian)於後(hou)期(qi)調(tiao)試(shi)與(yu)功能(neng)添加(jia)。

3.2.2換(huan)相程(cheng)序換相功能(neng)的(de)程序(xu)如圖(tu)6所示，在直(zhi)流電源(yuan)運行(xing)時，通過分(fen)鐘脈沖(chong)信號(hao)作(zuo)為計數(shu)器的(de)累(lei)加(jia)觸發(fa)。當計數(shu)值大於等(deng)於預設值時，觸發(fa)換(huan)相(xiang)流程：先(xian)停(ting)止(zhi)直流電源(yuan)運行(xing)，並激(ji)活(huo)“延(yan)時接通”指(zhi)令(ling)，其(qi)設定(ding)值為90秒，這主要的(de)作用(yong)是(shi)等(deng)待直(zhi)流電源(yuan)的(de)輸(shu)出(chu)端電壓(ya)下降(jiang)到(dao)安全(quan)值，避免立(li)即(ji)換相導(dao)致接觸電流過大觸發(fa)設備(bei)意(yi)外報警；當接通延(yan)時指(zhi)令(ling)激(ji)活(huo)達到(dao)預設時間後，PLC對(dui)直流電源(yuan)發(fa)出(chu)換(huan)相(xiang)指(zhi)令(ling)，並回(hui)復直流電源(yuan)運行(xing)；當正負(fu)切換(huan)兩(liang)次後，計數(shu)器清零(ling)，開始重新(xin)計(ji)數(shu)。

3.2.3排放(fang)程(cheng)序定(ding)時排放(fang)功(gong)能(neng)程序如圖(tu)7所示，在自(zi)動(dong)模(mo)式(shi)下通過分(fen)鐘脈沖(chong)作(zuo)為計數(shu)器觸發(fa)源(yuan)，當計數(shu)達到(dao)預設值且(qie)粉碎(sui)泵在工(gong)作時，進(jin)入排放(fang)流程：打(da)開電動(dong)閥，通過觸發(fa)“延(yan)時打開”指(zhi)令(ling)，延(yan)遲壹段時間後，排放(fang)泵運(yun)行(xing)，再經(jing)過壹段時間後，排放(fang)泵停(ting)止(zhi)，電動(dong)閥關閉(bi)，重(zhong)置排放(fang)計(ji)時值。

4結束(shu)語(yu)

本裝(zhuang)置(zhi)在西(xi)門子博途編(bian)程(cheng)平臺(tai)下完成了基(ji)於Profinet連接的(de)觸摸(mo)屏與(yu)PLC，通過IO接口(kou)對(dui)執(zhi)行元(yuan)件進(jin)行(xing)互聯，智能(neng)、高效地對生活(huo)汙水(shui)進(jin)行(xing)電催化處理，從(cong)而有(you)效降(jiang)低(di)汙水(shui)中(zhong)的(de)化學(xue)需氧量（COD）。通過實(shi)際運(yun)行可(ke)證(zheng)明(ming)：該(gai)生活(huo)汙水(shui)自(zi)動(dong)處理裝(zhuang)置(zhi)可(ke)高(gao)效(xiao)可(ke)靠(kao)的(de)實現海上(shang)石(shi)油平臺(tai)生活(huo)汙水(shui)的(de)處理任務(wu)，達到(dao)排海(hai)要(yao)求，功(gong)能(neng)完整，設備(bei)易(yi)於操(cao)作維(wei)護，運(yun)行穩(wen)定(ding)。該(gai)裝(zhuang)置(zhi)已在多(duo)個(ge)海(hai)上(shang)石(shi)油平臺(tai)上(shang)推廣(guang)使用(yong)。