化工厂除盐水控制系统设计(doc 43页)

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化工厂除盐水控制系统设计

化工厂除盐水控制系统设计随着化工行业的不断发展，化工厂的用水量也在不断增加，其中大部分是盐水。

在工业化生产中，由于废水含盐量较高，如果不加以处理就直接排放到周边环境中，就会对生态环境造成严重的污染，对周边自然生态造成重大影响。

因此，对化工厂废水中的盐分进行处理，成为了化工厂生产过程中必须要考虑的问题。

要想减少污染，需要进行化工厂除盐水控制系统的设计。

化工厂除盐水控制系统的设计，主要包括预处理、逆渗透膜过滤和后处理三个部分。

首先，化工厂除盐水控制系统的预处理是指化工废水在进入逆渗透膜过滤器之前的处理程序，它的主要作用是为下一步的膜过滤做好准备工作，保护膜的使用寿命和减少物料的浪费。

预处理操作通常包括沉淀、混凝、过滤等化学或物理方法，通过这些方法可以将废水中大部分的悬浮物、胶体、颗粒和生物物质等去除掉。

其次，逆渗透膜过滤是化工厂除盐水控制系统的关键部分，它能够对化工厂废水中的盐分进行有效的去除。

逆渗透膜是一种高效的过滤器，它使用极细小的孔隙结构可以将水分子通过滤器的筛选层滤出，大多数离子物质难以穿过这些滤膜，因此可以实现去除盐水的目的。

逆渗透膜过滤器是一种高压驱动方式，需要特殊的水泵进行驱动，起到强制过滤的作用。

最后，化工厂除盐水控制系统的后处理是指对滤料进行后处理，包括加药、置换等操作，来保证处理后的水质符合排放标准，达到环保要求。

化工厂废水滤后产生的浓缩物还可以通过化学方法或物理方法回收有用的化工品，减少废水处理的总量和费用。

在化工厂除盐水控制系统的设计中，需要考虑废水的量、水质和用水环境等因素，以选择适合的系统方案。

同时，需要在设计和使用过程中遵守环保法规和标准，保证废水排放符合国家和地方的规定。

综上所述，化工厂除盐水控制系统的设计是化工行业生产中重要的一环，通过合理的设计能够有效地解决废水中盐分含量过高的问题，同时保证排放的水质达到国家环保标准。

未来，化工厂除盐水控制系统的设计将逐步向着简便、环保、智能化方向发展，以推进工业生产的可持续发展。

基于S7-400的450t／h脱盐水综合控制系统设计

１３年第３２卷第９期
基于￥７－４００的４５０ｔ／ｈ脱盐水综合控制系统设计
刘帅，纪志成
２１４１２２）（江南大学电气自动化研究所，江苏无锡
摘要：以绍兴某石化三期脱盐水控制系统为例，介绍了脱盐水的工艺流程和控制方法，论述了系统结构、
软硬件配置、性能及用户程序开发，并且讨论了脱盐水控制系统与企业生产执行系统（ＭＥＳ）和远程监控系统的整合方案。系统采用Ｓ７４００ＰＬＣ主站带ｓ７ — ３００从站结构，对脱盐水各种设备进行控制，使用西门子ＷｉｎＣＣ组态软件进行上位机监控。系统利用“ 时林 ” 平台实现了ＭＥＳ整合与远程监控功能。
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＰＬＣ；ｄｅｓａｈｅｄｗａｔｅｒ；ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇｅｘｅｃｕｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍ（ＭＥＳ）；ＤＣＳ；ｒｅｍｏｔｅｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ
（ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＡｕｔｏｍａｔｉｏｎ，ＪｉａｎｇｎａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｗｕｘｉ２１４１２２，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｓｈａｏｘｉｎｇｐｅｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌｄｅｓａｌｔｅｄｗａｔｅｒｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍｉｓｔａｋｅｎａｓａｎｅｘａｍｐｌｅ，ｔｈｅｐｒｏｃｅｓｓｏｆｄｅｓａｈｅｄｗａｔｅｒａｎｄｃｏｎｔｒｏｌｍｅｔｈｏｄａｒｅｄｅｓｃｉｒｂｅｄ．Ｔｈｅｓｙｓｔｅｍｓｔｒｕｃｔｕｒｅ。ｓｏｆｔｗａｒｅａｎｄｈａｒｄｗａｒｅｃｏｎｉｆｇｕｒａｔｉｏｎ。ｓｙｓｔｅｍｐｅｒ．ｆｏｒｍａｎｃｅａｎｄｕｓｅｒｐｒｏｇｒａｍｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔａｒｅｄｉｓｃｕｓｓｅｄ。ａｓｗｅｌｌａｓｔｈｅｓｃｈｅｍｅｏｆｔｈｅｄｅｓａｈｅｄｗａｔｅｒｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓ．ｔｅｎｒｉｎｔｅｇｒａｔｅｄｗｉｔｈｅｎｔｅｒｐｉｓｒｅＭＥＳｓｏｌｕｔｉｏｎｓａｎｄｔｈｅｒｅｍｏｔｅｍｏｎｉｔｏｉｒｎｇ．Ｔｈｅｓｙｓｔｅｍｕｓｅｓｔｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｗｈｉｃｈｓ７ — ４００ＰＬＣｗｏｒｋｓａｓａｍａｓｔｅｒｓｔａｔｉｏｎａｎｄｓ７．３００ＰＬＣｗｏｒｋｓａｓａｓｌａｖｅｓｔａｔｉｏｎｔｏｃｏｎｔｒｏｌｔｈｅｄｅｓＭｔｅｄｗａｔｅｒｅ．ｑｕｉｐｍｅｎｔ．ａｎｄｔａｋｅｓｔｈｅＳＩＭＡＴＩＣｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎｓｏｆｔｗａｒｅＷｉｎＣＣａｓａｃｏｍｐｕｔｅｒｍｏｎｉｔｏｉｒｎｇｓｏｆｔｗａｒｅ．Ｔｈｅｉｎｔｅ－ｇｒａｔｉｏｎｏｆＭＥＳａｎｄｒｅｍｏｔｅｃｏｎｔｒｏｌｆｕｎｃｔｉｏｎａｒｅｒｅａｌｉｚｅｄｂｙｕｓｉｎｇ“ Ｓａｌｉｅｎ ”ｐｌａｆｔｏｒｍ．

除盐水系统控制方案

除盐水系统控制方案1概述在本套除盐水系统中，配备有两套反渗透预处理系统及两套反渗透膜系统，以满足用户对纯水供应连续不间断的要求。

这两套预处理系统及反渗透膜系统可一一对应单独组成组，完成纯水的生产任务；也可以两组系统并列运行实现用户对纯水大需求量的要求。

在预处理系统中，系统可以通过联络管线进行功能块的切换，这一独特的设计使得除盐水系统的运行方式更为灵活，同时也进一步保证了除盐水系统的运行可靠性。

2控制系统规划及配置说明2.1系统规划XXXX将采用OMRON PLC+触摸屏的方式完成对整套除盐水系统的连续监测和控制。

用户可以在配备的触摸屏上，浏览系统配套设备的状态信息、控制系统内相应的设备、查阅系统最近的故障报警信息。

而PLC则负责完成系统的控制任务及相关的报警处理。

控制系统架构如下：除盐水监控系统架构示意图 (略)按除盐水系统项目工艺得以统计出其I/O点数。

XXXX综合考虑了系统配置的余量要求及C200HE自身硬件点数限值等因数，为本控制系统选定的卡件及I/O点数如下：信号类型数字量输入数字量输出模拟量输入模拟量输出DI DO AI实际设计点数选择的卡件编号卡件数量（略）实际选用点数考虑余量2.2配置说明2.2.1触摸屏功能略2.2.2PLC功能在本套系统中配备有OMRON C200HE系列的PLC。

它是除盐水控制系统的核心部分，主要用以完成除盐水系统的连锁控制、数据通信等功能。

其具体控制任务见3 控制方案。

3控制方案本控制方案是XXXX总结过往经验及反渗透系统设计要求编制出来的。

若用户对本系统有其他合理的特殊要求或合理的完善方案，XXXX可以将本系统的控制进一步改进。

3.1预处理系统基于成本及可行性的考虑，在本套控制系统中，预处理系统的计量泵（阻垢剂加药计量泵）均不参与PLC系统的连锁控制。

操作员只可以通过手动方式，即在按动现场控制箱面板的按钮或点击在触摸屏上的动作按键，实现对计量泵的控制。

对于原水泵而言，操作者除了可以通过手动方式控制外，还可以实现原水泵自动的连锁控制，具体请参照膜系统控制。

100m3h除盐水处理系统方案

100m 3/h除盐水处理系统技术标书1.总则本技术标书就100m 3/h除盐水处理系统的工艺设计、设备结构、性能等方面的要求做出了详细说明，经我方和买方双方确认后作为定货合同的附件，与合同正文具有同等法律效力。

我方保证提供符合本规范书和最新工业标准要求的优质产品。

2.采用的规范和标准2.1国产设备的制造和材料符合下列标准、规范、规定的最新版本要求。

1)DL5000-94〈火力发电厂设计技术规程》2)DL/T 5068-96〈火力发电厂化学水处理设计技术规程》2)DL5028-93〈电力工程制图标准》3)GB150-98〈钢制压力容器》4)劳锅字(1990)8号压力容器安全技术监察规程》5)劳锅字(1992)12号《压力容器设计单位资格管理与监督规则》6)JB/T2982-99 水处理设备技术条件》7)HGJ32-90《橡胶衬里化工设备》8)HGJ34-90〈化工设备、管道外防腐设计规定》2.2进口设备或部件的制造工艺和材料应符合美国机械工程师协会(ASME)和美国材料试验学会(ATM)的工业法规中所涉及的标2.3对外接口法兰符合下列要求1)87GB火力发电厂汽水管道零件及部件典型设计手册》2)JB/T74-94管路法兰技术条件》3)JB/T75-94管路法兰类型》2.4衬里钢管及管件符合下列标准的最新版本的规定要求：1)HG21501衬胶钢管及管件》2)HG20538 衬塑(PP、PE、PVC)钢管和管件》2.5设备外部管路的设计符合下列标准的最新版本的规定要求：1)DL/T5054-1996〈火力发电厂汽水管道设计技术规定》2)DL/T5054-1997 火力发电厂热力设备和管道保温油漆设计技术规定》3)HGJ34-90〈化工设备、管道外防腐设计规定》2.6树脂符合下列标准的最新版本规定1)GB13659 <001X7强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂》2)GB13660 <201X7强碱性苯乙烯系阴离子交换树脂》3)DL519-93〈火力发电厂水处理用离子交换树脂验收标准》2.7当上述规定和标准对某些专用设备和材料不适用时，则采用材料生产厂的标准。

30-40m3／h化水除盐系统设计方案

30-40m3/h化水除盐系统设计方案目录一、设计基本条件1、设计依据2、设计范围和内容3、设计的指导思想4、给水处理设计参数4.1设计规模4.2设计进、出水水质指标二、工艺流程及特点说明三、主要设备规格及技术参数1、盘式过滤器2、原水箱3、提升泵4、逆流再生阳离子交换器5、逆流再生阴离子交换器6、除碳器7、中间水箱8、中间水泵9、除盐水箱10、树脂再生系统配套设备四、机械设备设计原则五、电气设计六、构筑物设计七、给排水八、总平面布置九、管道设计十、工程报价十一、主要技术经济指标十二、给水处理运行管理十三、工程承包承诺十四、工程善后服务承诺十五、附资质一、设计基本条件1、设计依据本系统设备生产制造遵循下列标准：（1）中国国家标准（2）其它认可的中国标准（3）国际标准化组织标准（4）国际电工技术委员会标准（5）其它国家等同或高于中国标准要求的对照标准《火力发电厂设计技术规程》（DL5000—94）《电力工程制图标准》（DL5028—93）《火力发电厂热力设备和管道保温油漆设计技术规定》（DL/T5072—1995）《火力发电厂汽水管道设计技术规定》（DL/T5054—1996）《电力建设施工及验收技术规范（火力发电厂焊接篇）》（DL5007—92）《电力建设施工及验收技术规范（管道篇）》（DL5031—94）《电力建设施工及验收技术规范（火力发电厂化学篇）》（DLJ58—81）《压力容器安全技术监察规格》（劳锅字（1990）8号）《钢制压力容器》（GB150—1998）《压力容器设计单位资格管理与监督规则》（劳锅字（1992）12号）《火力发电厂化学水处理设计技术规则》（DL/T5068—1996）《橡胶衬里设备设计技术规则》（CD130A15—85）《火力电机组及蒸汽动力设备水汽质量标准》（GB12145—87）《水处理设备制造技术条件》（JB2932—86）《化工设备系列型谱》（ZBG98020—90）《橡胶衬里化工设备》（HGJB132—90）《钢制压力容器无损检测》（JB/T4709—92）《水处理设备橡胶衬里技术条件》（HGJ229—83）《衬胶管道和管件》（HG21501）《水处理设备油漆,包装技术条件》（JB2932—86）《火力发电厂汽水管道零件及部件典型设计手册》（87DG）GBJ9—87《建筑结构荷载规范》；GBJ10—89《混凝土结构设计规范》；GBJ69—84《给水排水工程结构设计规范》；HG/T 20552-94《化工企业化学水处理设计计算规定》；业主的委托以及提供的相关资料；上述规范未包括的设备和材料生产厂的标准。

基于PLC脱盐水控制系统的设计与实现

目录1 系统方案设计 (1)1.1 设计任务要求 (1)1.2 硬件方案设计 (2)1.3 软件方案选择 (2)2 脱盐水系统控制部分设计 (3)2.1 脱盐水控制系统的硬件选择 (3)2.1.1 PLC选型 (4)2.1.2 基于PLC的脱盐水控制系统的外围设备选型 (4)2.2 基于PLC的脱盐水控制系统的控制电路设计 (5)2.2.1 基于PLC的脱盐水控制系统原理图 (5)2.2.2 I/O地址分配 (6)2.2.3 控制系统流程图 (6)3 脱盐水控制系统软件设计 (8)3.1 基于PLC的脱盐水系统控制程序设计 (8)3.2 基于PLC的脱盐水系统组态监控设计 (10)3.3 基于PLC的脱盐水系统组态通信 (12)参考文献 (15)附录A PLC程序图 (16)附录B 组态画面 (19)附录C 组态程序 (23)Ⅰ1 系统方案设计脱盐水系统现在被广泛应用于发电、医药、化工等工业生产系统。

脱盐水站的环境一般比较恶劣、较潮湿、操作比较分散。

以前，采用的是手动操作操作麻烦，出现故障不易及时被发现;给工业生产带来了很多麻烦，影响生产的安全性和统筹性。

现代社会，会使用性能比较高的PLC和稳定性比较强的监控软件组成控制系统，做为信息的采集、控制回路、自动化运行以及运算的主要设备可以实现脱盐水处理工艺流程的实时检测、控制和系统运行诊断，满足了系统可靠性、稳定性和实时性的要求[1]。

1.1 设计任务要求⑴开始时，脱盐水系统处于停止状态。

⑵当按下启动按钮时，启动灯应亮起，原水箱开始放水。

⑶经管道进入预处理系统，预处理进行，预处理进行粗过滤。

⑷预处理结束后，水自动流入保安过滤器，保安过滤器开始工作，去除水中浮沉等漂浮物。

⑸保安过滤器工作结束后，一级泵自动打开，将水导入阳床，阳床工作去除水中阴离子。

⑹阳床工作完成后，水进入阴床进行反应，去除水中阳离子。

⑺阴床反应结束后，二级泵自动打开，将水导入混床进行终极反渗透处理。

炼油化工行业的除盐水处理系统课件

另一路除盐水量为 502.5~741.8t/h ，压力～ 0.8MPa.g 温度～ 90℃，用于向2台低压除氧器提供补充水，以便满足低压除氧器实现以下功能：向石化工艺提供二级除氧水；向高压除氧器提供中继水。
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2 独山子工程的水处理系统
• 2.1 动力站化水车间外供除盐水情况：
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2 独山子工程的水处理系统
• 2.2 锅炉补给水处理工艺（包括凝液处理）：
（2）炼油、化工来600t/h工艺凝液（连续）在化水车间回收水及热量，低温水根据需要在化水车间加热除盐水或加热生水。动力站工艺凝液处理按600t/h设计，工艺凝液温度为 100~110℃ ，其处理原则系统为： 600t/h ， 150℃凝液→进行二级减温（降温到约55℃）→工艺滤芯过滤器→凝液水箱→活性炭过滤器→凝液阳离子交换器→ 混合离子交换器→除盐水箱 → 除盐水泵→动力站主厂房。
炼油化工行业的除盐水处理系统

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1 概述
众所周知，由于石化行业自身特点，除盐水、蒸汽、除氧水用量波动范围很大，对供水、供汽的安全性提出了特别高的要求。从几个工程的装置方案可见一斑，神华宁煤集团煤基烯烃项目动力站6炉（5运1 备）4机；神华陶氏榆林煤化工项目自备热电站7炉（5运2备）6机（5运1备）；独山子石化加工哈油炼油及乙烯技改动力站7炉（6运1备）4机。
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3 独山子工程凝液热量回收及除盐水加热方案
（１）工艺凝液通过两级换热，进入除油、除铁装置，再进入凝液混床进行处理；相应地，至低压除氧器除盐水经过两级换热送至主厂房；同时，炼油区来低温热媒水作为至低压除氧器除盐水加热备用及生水加热备用；为防止冷源不足，循环水作为工艺凝液冷却备用。

盐碱分离的PLC自动控制设计

盐碱分离的PLC 自动控制设计一、绪论 1、背景资料在碱的生产中，碱液的蒸发、浓缩过程中，往往伴有盐的结晶，因此需要采取措施对盐碱进行分离。

目前大部分厂家均采用以离心机为主题的分离系统。

其分离机的电气控制系统由定时钟、中间继电器和变压器等部件构成, 不但体积大,价高, 而且安装、维修麻烦。

而可编程控制器( PLC)以其可靠性高、能经受恶劣环境的考验、使用极其方便,迅速成为工业自动控制的首选产品。

为此, 对原电气控制线路进行了PLC 的改造,使其控制线路大大简化, 可靠。

2、 PLC 控制系统与继电接触器系统工作原理的区别继电接触器指以电磁开关为主体的低压电器元件，用导线依一定的规律将它们连接起来得到的继电器控制系统，接线表达了各元器件之间的关系。

要想改变逻辑关系就要改变接线关系，显然是比较麻烦的。

而可编程控制器是计算机。

在它的接口上接有各种元器件，而各种元器件之间的逻辑关系是通过程序来表达的，改变这种关系只要重新编排原来的程序就行了，比较方便。

从工业应用来看，可编程控制器的前身是继电接触器系统，在逻辑控制场合，可编程控制器的梯形图和继电器线路非常相似但是这二者之间在运行时序问题上，有着根本的不同。

对于继电器的所有触点的动作时和它的线圈通电或断电同时发生的。

但在PLC 中，由于指令的分时扫描执行，同一个器件的线圈和它的各个触点的动作并不同时发生。

这就是所谓的继电接触器系统的并行工作方式和PLC 的串行工作方式的差别。

图所示的梯形图程序叫做“定时点灭电路”。

程序中使用了一个时间继电器T5，及一个输出继电器Y005，X005接收电路启动开关信号。

电路的功能是：Y005接通0.5S ，断开0.5S ，反复交替进行，形成周期为1S 的震荡器。

这个电路是以PLC 为基础才得以实现其功能，若将图中的器件换为继电接触器，电路是不可能工作的。

例如，当时间继电器T5定时点灭电路的线圈得电计时且时间到而动作时，接在线圈前边的T5常闭触点就将断开线圈电路，使线圈失去得电条件，无法交替周而复始动作。

炼油化工行业的除盐水处理系统

2 独山子工程的水处理系统
• 2.1 动力站化水车间外供除盐水情况：
（1）向动力站内主厂房提供以下两路除盐水：其中一路的除盐水来水量为 470~922t/h ，压力～ 1.2MPa.g 温度～26℃，主要用于向以下各项供水：向凝汽器提供补水；向锅炉灰渣冷却器提供冷却水；向真空泵汽水分离器提供补充水；锅炉定排余汽冷却器提供冷却水；向疏水扩容器提供减温水。
按热机专业最大工况计的二级除盐水量约为 1803.3t/h，一级除盐水设备出力需为1232.8t/h。
动力站与炼油化工汽水互供参数表
2 独山子工程的水处理系统
• 2.2 锅炉补给水处理工艺（包括凝液处理）：
（ 1）水库来生水（新鲜水）、污水处理场来中水（经反渗透处理后）、化工炼油来间冷水，处理工艺如下：新鲜水、中水、间冷水（水压PN0.6MPa，水温低时经炼油区来低温热媒水加热）→高效纤维过滤器→逆流再生阳离子
平凝液210.5t/h→透平滤芯过滤器→凝液阳离子交换器→
混合离子交换器→除盐水箱 → 除盐水泵→动力站主厂房。
2 独山子工程的水处理系统
• 2.2 锅炉补给水处理工艺（包括凝液处理）：
一级除盐设备包括逆流再生阳离子双室固定
床、除碳器、中间水箱、逆流再生阴离子双室固
定床，共 13 串，正常运行时， 9 运 4 备，每串设备出力150t/h；凝液阳离子交换器8台（6运2备）；新鲜水混合离子交换器9台（6运3备）、凝液混合离子交换器5台（4运1备）
则不能与膜内缔合水发生置换而被选择性的阻截，从而成功地实
现了油水分离。目前应用较多的是南京某厂家，在大庆炼化、大庆龙凤炼油厂，大连石化等企业采用，该技术不用反洗，操作简
单出水好可回收水中含油。

某大型煤化工项目除盐水及凝液精制站设计总结

某大型煤化工项目除盐水及凝液精制站设计总结1. 引言1.1 项目背景该大型煤化工项目是由某煤炭集团投资兴建的，旨在利用当地丰富的煤炭资源，开发煤化工产业，推动当地经济发展。

项目总投资额达到数十亿人民币，包括建设煤制油、煤制化学品等多个生产装置。

为了确保项目能够顺利运营并达到预期效益，除盐水及凝液精制站的设计成为关键环节。

煤化工项目在生产过程中会产生大量含盐水及凝液废水，其中含有各种有机物和固体颗粒物质。

这些废水若不经过处理直接排放，将对环境造成严重污染，同时也会影响周边居民的生活质量。

设计一套高效的除盐水及凝液精制系统成为项目建设的重要内容。

除盐水及凝液精制站的设计要充分考虑项目的生产工艺特点，确保处理后的水质符合国家排放标准，同时尽可能实现能源节约和资源循环利用。

为此，需要对流程、系统、设备进行合理的设计与选择，并且要考虑安全生产和环境保护的要求，确保除盐水及凝液精制系统的可靠性和稳定性。

1.2 设备概况本煤化工项目除盐水及凝液精制站设计中涉及到的主要设备包括蒸发器、结晶器、过滤器、离心机、回收器、蒸馏塔等。

蒸发器是用来将含盐水蒸发浓缩，以达到除盐的目的；结晶器则可以将浓缩后的溶液中的盐结晶沉淀，进一步提高除盐效果。

过滤器主要用于分离固体颗粒，离心机则可加速固液分离过程。

回收器则可以将部分处理过的水回收再利用，减少资源浪费。

蒸馏塔则用于精制处理过的液体，确保最终产品的纯度和质量。

这些设备在除盐水及凝液精制流程中发挥着重要的作用，通过这些设备的合理配置和精确操作，可以有效地实现除盐水和凝液的精制，满足项目设计要求。

安全考虑和环保措施也需要结合不同设备的特性进行综合考虑和部署，以确保设备运行的安全稳定和环保效果的达标。

【篇幅未达要求，需要继续补充内容】1.3 设计要求1. 除盐水及凝液精制站在实际运行中要保证生产系统的稳定性和可靠性，确保设备运行正常，产物符合质量标准，达到生产指标。

2. 设计要充分考虑系统的安全性，避免发生火灾、爆炸等意外事件，确保人员和设备的安全。

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化工厂除盐水控制系统设计(doc 43页)部门： xxx时间： xxx整理范文，仅供参考，可下载自行编辑化工厂除盐水控制系统设计1.绪论1.1研究背景化工行业是国家的基础工业，也是高用水行业。

近十几年，在世界化工行业技术和装备水平不断提高的基础上，我国化工企业也朝着工艺装备先进、装备规模扩大的方向迅速发展，更加突出了对水质及供水系统稳定对化工企业生产的重要性。

有关资料显示我国化工企业用水量达到每年120亿立方米，由此可见，水处理生产过程控制系统的应用将具有很大的发展前景。

除盐水作为一种重要的生产介质，广泛应用于工业生产中。

除盐水生产过程中有机械过滤器、钠离子过滤器、盐过滤器以及反渗透装置等高新技术生产设备，通过传统的控制方法已经远远不能满足生产需求，所以对于整个除盐水生产过程进行自动化监控，可以很好的起到节能环保，提高生产效率的作用。

除盐水生产过程中，最重要的应用就是反渗透技术。

虽然经过十几年的发展，但先进的控制技术仍然没有得到完全的发挥，这正给了此行业控制技术发挥的巨大空间。

本文以某化工厂除盐水系统为背景，采用超滤和反渗透相结合的工艺来进行处理。

生水经过初级过滤后，进入超滤系统，将水中的细菌、铁锈、胶体、悬浮物、大分子有机物等先期除去，再进入到反渗透系统，进一步除去水中的溶解盐、胶体、细菌、病毒和大部分有机物等杂质，以达到为生产设备提供优质除盐水。

1.2国内外除盐水技术研究现状当前我国关于除盐水生产过程的控制主要有三种方式:1)手动操作方式:由操作人员利用仪表采集水处理过程中的流量、水位、温度、浊度、pH值等数据，同时操作现场设备的过程被称为手动操作除盐水处理。

由于这个过程中，数据采集是由操作人员完成，在参数上就会存在较大的误差，因此除盐水的水质就无法得到保证。

(2)半自动控制方式:在半自动控制方式下，除盐水生产过程中部分的数据采集是通过传感器，变送器的方式采集，并在控制室内设有用来显示流量、液位、温度、压力、浊度、pH值等数据的显示屏，同时显示屏还可以显示电机、阀门等的运行状态，由操作员通过显示屏上显示的数据及设备状态，对水处理控制过程进行监控。

但控制室内操作员只能远程控制部分设备的运行，其它设备的控制仍需要由现场的操作人员完成，现场数据也通过人工采集。

(3)全自动控制方式:整个除盐水生产过程控制不设置具体人员进行现场设备操作及数据采集，而是通过计算机编程和现场总线技术对整个生产过程进行控制。

在除盐水生产过程中，通过计算机网络将所有的数据采集入下位机，并以PLC为控制单元，将现场所有设备按照控制算法程序运行，并在控制室实时监控。

所有数据参数的采集和远程控制参数也都是通过现场总线进行。

这种全自动控制方式是目前除盐水生产控制的主要方向现代化的除盐水生产过程控制系统在欧美发达国家的一些水处理厂中使用日益广泛，甚至达到全自动化无人值守的程度，如美国Iowa水厂在七十年代初就已经实现计算机自动控制除盐水pH值，此外苏联Moscow水厂，日本东京Sunglow水厂等也先后采用计算机自动控制，除盐水的水质控制取得相当理想的效果。

现在，美国的大中型水厂全部采用集散型的自动控制系统，在厂区范围内的不同工艺段，设有若干台现场计算机对整个除盐水生产过程实行多环路控制，过滤生产车间，超滤反渗透生产车间等现场计算机与设在中心控制室内的计算机主机，通过工业以太网连接，将现场数据传输到主控室计算机，并在主控室计算机上显示图表、曲线以及设备动作记录、故障报警等信息，并在自动控制系统发生故障时，可以由操作人员随时将自动控制式过程切换至手动控制方式。

就当前除盐水生产过程控制系统而言，主要是根据应用场合的要求，选定水质参数，采用一定的控制算法，设计自动控制系统，实现对水质参数的有效控制，使出水的电导率和pH值达到指标要求。

目前，针对除盐水反渗透控制系统，很多控制算法被研究和应用。

(1)常规PID控制常规PID控制可以不用导出被控对象精确的数学模型，而从经验和实际调试中大致确定控制的参数，故此在设计数字控制器时能够利用常规的模拟调节规律，离散化简化数字控制器设计。

常规PID闭环控制系统的控制过程是:具有参数可调的PID算法根据设定值和过程反馈变量输入之间的误差，经运算后把输出信号传送给输出附加程序，再输出给控制机构。

在连续自动控制系统中，不论是闭环控制还是其它类型的复杂控制，最为常用的控制方法仍然采用常规PID控制方法，或者是以常规PID控制方法为基础，再加上其它的复杂的，特殊的控制方法。

(2)模糊自适应控制在除盐水生产过程中，控制目标是使除盐水的电导率和pH值控制在一定范围。

这是非常典型的大延迟、非线性时变、多目标系统，反应复杂，难以建立模型。

对它的控制，一直是国内外除盐水生产行业的难点。

针对以上特点，有科研人员提出了以分阶、预测、自校正为研究基础的模糊控制方案。

具体方法为:离线建立模糊控制规则，根据经验，历史和实时数据库，自学习校正控制规则。

(3) Fuzzy-PID复合控制模糊控制具有很多优点，对于难以建立精确的数学模型、非线性和大滞后的过程特别适合应用，但在应用中也存在一些问题。

例如，基本模糊控制系统的稳态性能较差。

由于基本模糊控制器相当于一种非线性PID控制器，缺少积分作用，因此系统的稳态误差不能有效消除。

为此，有科研人员尝试将模糊控制(Fuzzy)与PID控制结合在一起。

当系统偏差较小时，采用传统的PID控制方法，因为PID控制的稳态精度较高。

而当系统出现的偏差较大时，则切换采用模糊控制，因为非线性、大干扰的情况由模糊控制来实现更为现实。

(4)专家控制美国等发达国家于90年代初开始研究在除盐水生产系统中采用专家系统智能控制技术来实现除盐水生产中的pH控制，取得了相当有效成果。

国内研究者于1993年起，也开始了专家智能pH控制系统的研究，并在除盐水生产方面取得初步推广应用。

(5)神经网络控制神经网络控制是随着神经网络的研究复兴而发展起来的，是神经网络与自动控制系统的一种有效的结合，目前各国学者正致力于将其用于工业生产过程控制。

基于神经网络的内模控制系统具有很强的自学习和自适应性，对大滞后、非线性系统可实现预测控制，较传统控制方法有明显的优势。

把这一方法应用于除盐水生产中，目前处于探索研究阶段。

经过几十年的发展，除盐水生产过程控制已经可以通过计算机控制，并完成远程监控，信息化管理，使整个生产流程达到自动化控制。

在除盐水生产过程控制系统达到自动化程度后，生产效率，生产能力和生产质量都得到有效提高，同时人工成本，设备损耗等也显著降低。

虽然现今除盐水生产过程控制系统的自动化控制的应用已经很广泛，但是，总体控制水平仍然不高，所以，设计出高效、低成本的控制方案并应用于实际生产中，仍是目前有待于提高的方面，同时这样的控制方案还要适应现有经济水平，并考虑以后的经济发展，实现低投入，易改造的需求。

1.3本文主要工作针对国内现有的除盐水自动控制系统还处于常规PID控制的现状，本文将着重设计一套电导率和pH值都参与控制的除盐水生产过程控制系统。

以下是本文的主要工作内容:(1)介绍除盐水工艺，发展历程，除盐水生产过程控制中的主要问题和特点，以及对除盐水生产过程控制系统进行设计的意义，分析了国内外对电导率和pH 值参数控制现状和存在的问题，确立除盐水电导率和pH值为被控参数和相应的控制指标。

(2)对除盐水生产过程控制系统的软，硬件进行设计，并对控制系统进行选择和比较。

(3)针对电导率和pH值控制具有线滞后，非线性，时变性，而且无法建立准确的数学模型的特点，采用PLC结合模糊控制，RBF神经网络控制的技术，对系统进行控制器设计和模拟仿真，并对仿真结果进行分析比较。

(4)对所设计的控制系统进行了编程调试，并于现场应用，对改进后的应用情况与原生产情况进行比较，分析得到了较好的效果。

2除盐水生产过程中的工艺和所暴漏出的问题2. 1工艺流程介绍本文所设计的某钢厂除盐水生产工艺流程如下:生水进入生水缓冲水箱，经生水泵送到双机双室机械过滤器，除去水中余氯和有机物，降低生水浊度，再将水送入固定床钠离子过滤器，经固定床钠离子过滤器除去钙、镁离子后的软水送出至脱碳塔，除去渗透至清水的co2气体，为了防止低温时降低产水量，北方冬天时，会再经过加热器将清水加热到25℃左右后，达到反渗透主机的水质要求，进入反渗透主机，反渗透系统将生产的除盐水送至用户，而产生的废水，即反渗透浓水重新回到生产系统中，不能被利用的部分，外排。

另外辅以双机双室机械过滤器反洗，固定床钠离子过滤器再生，超滤系统反洗，反渗透膜反洗等设备，进行除盐水生产。

在整个生产工艺过程中，主要有以下设备:生水箱、生水加压泵、双机双室机械过滤器(石英砂过滤器)、固定床钠离子过滤系统、超滤系统、反渗透系统、pH值控制系统等。

（1）生水箱水箱配置高水位浮球阀和低水位液位开关。

其具备了可靠性高，价格低廉，结构简单，安装方便等优点。

当水位处于高位时，浮球阀关闭，停止进水。

水位处于低水位时，高水位浮球阀打开，开始向水箱注水。

同时，低水位液位开关断开，生水加压泵停止工作。

(2)生水加压泵四台工频泵，二用二备配置，当选用远程自动控制时，任一台运行泵故障后，备用泵有一台自动投入运行，泵后阀门随泵运行。

(3)双机双室机械过滤器八台双机双室过滤器同时运行，每隔8小时，其中一台参与反洗，当反洗过滤器反洗结束后，投入到过滤状态，其它到达反洗时间的过滤器依次投入反洗。

所有过滤器的过滤及反洗状态都为自动控制，如遇故障情况，由操作员切换到手动操作模式，进行维护。

如果过滤状态的过滤器数目低于四台时，提示重故障报警，由操作人员进行干预操作。

(4)固定床钠离子过滤系统八台固定床钠离子过滤器同时运行，每隔8小时或者蚀度大于设定值时，其中一台参与再生，当反洗过滤器反洗结束后，投入到过滤状态，其它到达反洗时间的过滤器依次投入再生。

所有过滤器的过滤及再生状态都为自动控制，如遇故障情况，由操作员切换到手动操作模式，进行维护。

如果过滤状态的过滤器数目低于四台时，提示重故障报警，由操作人员进行干预操作。

固定床钠离子过滤器的反洗部分由浓盐池;浓盐泵;盐过滤器;稀盐池;稀盐泵这些设备组成。

浓盐泵:两台水泵一用一备，一台故障时，另一台自动投入运行。

泵后阀门随泵运行。

主要起到对将浓盐水注入盐过滤器的用途。

盐过滤器:对浓盐水进行过滤，达到去除盐液杂质的作用。

两台盐过滤器同时运行，运行8小时后，其中一台进行反洗，反洗后投入运行。

稀盐泵:将稀盐池中的合适浓度稀盐液输送到固定床钠离子过滤器，为固定床钠离子过滤器再生提供稀盐液。

两台稀盐泵为一用一备，一台故障时，另一台自动投入运行。

泵后阀门随泵运行。

(5)超滤系统四套超滤膜组件为自动控制，同时运行，当检钡到压差过大时，该套超滤膜组件自动投入反洗状态，另三台正常产水，待反洗结束后，投入产水状态。