冶金行業快速發展帶動了工業經濟的前進，但與此同時，也排出大量廢氣和污水，如果不能及時妥善的處理會對生態環境造成極大的影響。

　　《中國有色冶金》全面報道輕金屬、重金屬、貴金屬、稀有及稀土金屬等60多種金屬的冶金生產，發布冶金項目、技新成果、企業生產動態等信息，探討最新熱點問題，連載冶金史和各種專題。獲獎情況：1996年全國中文核心期刊。

　　近幾年公司承建冶金行業的工程較多，接觸學習了大量的煙氣除塵污水處理自控系統的知識，本文著重介紹了煙氣除塵污水處理自動化控制系統的構成、控制功能。本系統自投運以來，運行良好，并取得了顯著的經濟效益和社會效益。

　　1 問題的提出

　　為淘汰落后工藝，優化工藝技術裝備結構，改善品種結構，提高鋼質，建設120t轉爐工程。為節能降耗和改善環境，使轉爐煉鋼生產達到清潔化，對轉爐煙氣采用二文全濕末燃法(OG)凈化。凈化的轉爐煤氣由三通切換閥出來，回收利用。按照冶金工業廢水治理的技術政策，要對轉爐除塵污水進行高效處理，建立節能環保工程，滿足轉爐除塵對水質的要求。

　　2 轉爐煙氣除塵污水處理工藝簡介及控制要求

　　2.1工藝簡介

　　從煙氣凈化設施排除的污水經高架溜槽至磁凝聚器磁化處理后，進入粗顆粒分離機，分離出顆粒粒經≥60微米的固體顆粒，最后污水自流進入具有三級沉淀裝置的高效斜管沉淀罐，對污水中的懸浮物進行沉降分離,能夠有效地分離出水中≥10微米的雜質,保證出水懸浮物SS≤50mg/l，澄清后的水由斜罐頂部溢流排出，再自流進入泵站內熱水池，用水泵提升到冷卻塔降溫冷卻后，自流入冷水池，水質穩定后再由加壓泵供用戶循環使用。高效斜管沉淀罐分離出的污泥濃縮后經底部排泥管道上的泥漿濃度測量計檢測濃度后自動排泥到帶有攪拌裝置的中心集泥池，由泥漿泵經泥漿送到轉爐煙氣污泥回收處理系統，集中處理，回收利用。

　　2.2控制要求

　　污水處理的各道工序通過溜槽或管道連接起來，工藝設備繁多、分布戰線長，按功能及區域分為濁環泵站、加藥間、粗顆粒機及斜管沉淀罐、污泥脫水間、濃縮池等部分。各部分既相互獨立又聯系密切;每個工序含400個左右I/O點，設備相對分散。因此自控系統的整體自動控制和PLC的遠程控制等要求控制器和網絡有更好的集成。

　　3 自動化控制系統構成

　　施耐德電氣公司生產的適應各種變化系統的Modicon TSX Momentum系統包含4個基本元件(通訊適配器，I/O基板，處理器適配器，可選適配器)，可以按不同方式簡單地組合起來，形成靈活多用的控制系統或子系統。能夠滿足本污水處理系統整體分散、局部集中的工藝設備控制的需要。

　　轉爐煙氣除塵污水處理自動化控制系統網絡構成按系統劃分如下：

　　1)濁環泵站電氣、儀表控制系統。(1#PLC)

　　2)粗顆粒機及斜罐沉淀器等電氣控制系統。(2#PLC)

　　3)污泥脫水間及濃縮池等電氣、儀表控制系統。(3#PLC)

　　4)1#加藥機電氣、儀表控制系統。(4#PLC)

　　5)2#加藥機電氣、儀表控制系統。(5#PLC)

　　6)3#加藥機電氣、儀表控制系統。(6#PLC)

　　7)3套HMI

　　120t轉爐濁環水系統自動化控制系統采用6套基于施耐德電氣公司生產的Modicon TSX Momentum自動化平臺作為底層控制的主站，應用控制軟件的開發采用符合IEC1131-3標準配置的Modicon Concept編程軟件包。集中控制室采用CRT監控和操作，不再設操作臺操作。每套PLC之間，PLC與上位機之間通過Modbus TCP/IP Ethernet網相連，實現實時數據交換。上位機的開發采用了施耐德電氣公司的監控開發軟件Monitor Pro V7。3套HMI監控PC站互為備用，共享操作。整個轉爐濁環水處理系統通過交換機與精煉連鑄、轉爐等組成上一級管理網。每個PLC由Ethernet通訊接口提供自己的網絡鏈接Web頁，用戶可通過瀏覽器、HTML瀏覽本系統的運行狀況和生產情況。

　　基礎自動化控制系統完成對整個除塵污水處理工藝設備進行在線監控，完成各個工藝設備或者工藝流程的順序控制及PID調節，實時數據的采集和傳送，歷史趨勢數據和故障報警的處理及顯示等。

　　4 系統主要控制功能

　　4.1 濁環泵站電氣、儀表自動化控制系統(1#PLC)主要是確保將斜管沉淀罐澄清后水的壓力、溫度、流量、水質滿足轉爐煙氣除塵設備的需要下，打入凈環循環利用。完成的主要控制功能如下：

　　(1)熱水泵組、冷水泵組、沖洗泵組的控制。每泵出口閥與泵有聯鎖關系：正常生產時，閥關位，啟泵，15S后，開閥;閥關到位后，停泵。工作泵與備用泵能夠自動切換，當各泵組供水管上遠傳壓力達到最低時，備用泵啟動，30秒后，工作泵(故障)停止運行。其中沖洗泵采用施耐德ATV-68型變頻器控制，可根據用戶的多少調速，保證管道壓力恒定。(2)冷卻塔風機控制。(3)自清洗過濾器控制。設置在冷水泵組或沖洗泵組供水總管上，包括定時、壓差、人工三種沖洗方式。(4)設備供水總管供水壓力、溫度顯示及上限下限報警(5)供水總管、補水管供水流量顯示及累積(6)冷卻塔風機減速箱溫度顯示及上限報警(7)冷水池、熱水池水位顯示及上限下限報警。

　　4.2粗顆粒機及斜罐沉淀器等電氣控制系統(2#PLC)主要是將轉爐除塵污水進行磁化、沉淀、分離處理。完成的主要控制功能如下：

　　(1)8套斜罐沉淀器控制。斜罐排泥采用時間、濃度兩種方式，控制排泥泵運行。排出污泥含水率ρ=60%～75%。(2)粗顆粒分離機控制。采用施耐德ATV-58型變頻器控制運行,控制轉速為2.5轉/分。(3)渣漿泵及泵出口閥控制。渣漿泵與其出口閥聯瑣：泵開15S后，閥開;泵停， 閥關。(4)排泥罐攪拌機、插板閥、漿液閥控制。(5)集水池潛污泵控制。潛污泵與集水池液位聯鎖，自動運行。

　　4.3污泥脫水間及濃縮池等電氣、儀表控制系統(3#PLC)主要完成的功能：

　　(1)皮帶輸送機與螺旋輸送機控制。(2)沖水泵與泵出口閥控制。(3)污泥處理過程控制。(4)卸料閥控制。(5)濃縮池濃縮機控制。要求不可逆運行。(6)濃縮池渣漿泵及泵出口閥。閥與泵聯瑣：先開出口閥，后啟泵。(7)排污泵控制。排污泵與集水池液位聯鎖，自動運行。(8)潛污泵控制。設在濾液水池內，潛污泵啟停受液位控制，高液位啟動，低液位停泵。(9)1#-4#壓濾機進料管壓力檢測(10)沖水泵出水總管出水壓力及流量檢測。

　　4.4加藥機電氣、儀表控制系統(4#PLC)主要是對斜罐前污水顆粒進行絮凝抱團分離;并對泵站凈水進行水質穩定，以便循環利用。完成的主要控制功能如下：

　　(1)每套加藥設備攪拌罐設液位監測裝置一套，實時顯示攪拌罐藥液的液位，同時根據設定發出上下限位報警信號，由PLC發出指令，控制電磁閥(DN40)的運行。即液位低于某一設定值時補水電磁閥開，出液管電磁閥關。高于某一設定值時補水電磁閥關。(2)每套加藥設備儲液罐設液位監測裝置一套，實時顯示儲液罐藥液的液位，同時根據設定發出下限位報警信號，由PLC發出指令，控制計量泵和出液管電磁閥的運行。即儲液罐液位低于某一設定值時，計量泵停泵，閥門開。儲液罐液位高于某一設定值時，出液管電磁閥關。(3)攪拌罐攪拌機控制。

　　4.5 3套HMI功能

　　3套HMI互為備用，共享操作。主要完成濁環泵站系統、粗顆粒機及斜罐沉淀系統、加藥系統、污泥處理間及濃縮池系統工藝參數的采集、設定、顯示、聲光報警和記錄功能以及相關設備的操作和狀態監控。

　　4.6操作方式

　　每臺(套)濁環水處理系統設備配機旁操作箱一臺，供設備調試和非正常狀態下對設備進行控制，并顯示各設備開啟及閥門的開關狀態。主操作均設在污泥間集中控制室HMI操作站上。現場具有優先操作權，現場操作箱上設置操作權選擇開關。

　　120t轉爐濁環水濁環水自動化控制系統設有2地3種操作方式，即轉爐濁環水集中控制室HMI上的CRT自動、CRT手動操作方式;機旁現場操作箱就地單機試車和檢修手動操作方式。

　　5 控制系統構成

　　5.1控制系統構成

　　粗顆粒分離機、螺旋輸送機等設備分別應用ATV-58型、ATV-28型變頻器，采用內置MB+網卡上掛本地PLC的MB+網，與本地PLC進行數據交換，大大提高了系統的分布性和可靠性。

　　6 系統組態軟件

　　6.1 PLC控制級軟件。

　　采用施耐德公司提供的符合IEC標準的Concept配置開發軟件，實現PLC內部硬件組態，網絡配置以及系統的各種控制、運算功能。

　　6.2上位機軟件。

　　采用施耐德公司提供的基于Windows2000工作環境的Monitor Pro V7監控組態軟件。本軟件有兩個功能強大的配置工具---Client Builder和Configuration Explorer。

　　Configuration Explorer提供一個直觀的配置環境，負責Monitor Pro服務器的組態，負責從下位機采集數據，并進行處理和存儲(數據獲取，報警，歷史數據處理，SPC，報表);但不具備圖形界面功能;

　　Client從Server上取得數據，并進行用戶畫面的組態和運行(圖形組態，過程監視與控制，組態和運行環境的完美集成，能夠作為WebClient工作);Client沒有點數限制;

　　與Microsoft SQL Server 7.0集成，實現小配置下使用大部分數據庫功能的要求

　　7 結束語

　　本系統大膽采用適應各種變化的Modicon TSX Momentum系列產品，結合當今先進的高速數據通訊的Interbus網絡、對等通訊的MB+網絡、快速數據交換的Modbus TCP/IP Ethernet網絡，提高系統數據傳輸的可靠性、快速性，節省了大量的物力和財力。Monitor Pro V7監控軟件的使用，大大改善生產和工作環境，同時為維護人員排除設備故障提供了科學根據。本系統自投運以來，運行良好，取得了顯著的經濟效益和社會效益。