多晶硅项目后处理洗气塔PLC控制系统.pdf

自动化与仪器仪表 2 0 1 4 年第 3 期 总第 1 7 3 期 多晶硅项 目后处理洗气塔P L C控制 系统 陈悠湛’ ，赵亦欣 ’ 西南大学计算机 与信息科学学院 重庆，4 0 0 7 0 0 西南大学软件 学院 重庆，4 0 0 7 0 0 摘要本项 目 为多晶硅项 目后处理洗气塔系统控制工程，采用s 7 - 4 0 0 H冗余控制系统，该系统安全可靠、技术先 进，充分满足了工艺过程的技术要求。整个控制系统由控制站、操作站、工程师站、网络等设备组成。 关键词洗气塔；氯化区；后处理区 Ab s a c t T h i s p r o j e c t f o r p o l y s i l i c o n p r o j e c t p o s t - p r o c e s s i n g s c r u b b i n g t o we r s y s t e ms a n d c o n t r o l e n g i n e e r i n g ． a d o p t S 7 - 4 0 0- h r e d u n d an c y c o n tro l s y s t e m， t h e s y s t e m i s s a f e an d r e l i a b l e ， a d v anc e d t e c h n o l o g y , f u l l y me e t the r e q u i r e me n t o f p r o c e s s t e c h n o l o gy ． Th e wh o l e c o n tro l s y s t e m c o n s i s t s o f c o n tro l s t a t i o n ， o p e r a t i o n s tat i o n a n d e n g i n e e r s tat i o n ， n e t wo r k e q u i p me nt， e t c ． Ke y wo r d s Ga s wa s h t o we r ； Ch l o r i d e a r e a ； Re p r o c e s s i n g are a 中图分类号T P 2 7 3 文献标识码B 文章编号 1 o o 1 - 9 2 2 7 2 0 1 4 0 3 0 0 1 3 一 O 2 O 引 言 本控制系统采用s 7 4 0 0 H冗余系统，该系统能满足对一流 自动化系统在可用性、智能度和分布式输出方面的较高要求。 系统提供了过程数据采集和准备所需的所有功能，其中包括装 配和 设备 的开环回路控制 、闭环 回路控制及监视 功能。 1 总体描述 多晶硅 项 目后处 理洗 气塔 P L C控 制系 统采 用 s 7 4 0 0 H控 制系统，工程师站用 S T E P 7 ，操作员站用WI NCC实现对氯化 区放空洗涤系统 通风系统、碱液循环系统、加液及排液系 统 、后处理区系统 通风系统、碱液循环系统、加液及排液 系统的自动化控制。 1 ． 1 系统 配置 信号类型 实际点数 配置点数 余量 卡件数 总数 A I R 4 2 0 mA 1 0 1 6 6 2 2 A O R 4 - 2 0 mA 2 4 2 1 1 A I 4-2 0 mA 3 8 5 1 1 DI 5 0 6 4 1 4 4 4 D O 2 2 3 2 1 0 2 2 合计 8 4 n6 3 2 9 9 I ． 2 系统拓扑 图 收稿 日期 2 0 1 4 0 1 1 3 2 控制描述 S T E P 7运 行在 Wi n d o ws 环 境 下 组 态操 作 简便 。支持 I E C1 1 3 1 3 要求的5 种编程语言。提供离线调试和在线数据监 测、系统诊断功能。提供对逻辑和变量的实时修改、在线下装 等功能，用户可进行在线软件组态修改等。 2 ． 1 氯化 区放空洗涤 系统控制说明 通风系 统控制 氯化区通风运行设备为风机两台一用一备。风机电机为变 频控制。每台风机进风口及出风 口设置气动蝶阀4台。正常运 行时，运行风机的进风口阀门及出风 口阀门为开启状态，备用 风机的进风口及出风口阀门为关闭状态。当运行风机出现故障 时，报 警 自动停运并关 闭进风 口及 出风 口阀门。同时对备用风 机 的进出口气动阀发出开启信号，备用风机气动风阀开到位 后 ，发出开启备用风机信号，启动备用风机。风机为变频控 制，当系统压降过低时，压力变送器对变频器发出信号，提高 频率，从而提高风机的转速及压降。 碱液循环系统 运行 设备为离心泵两 台，一用一备 。每 台泵前设置一 台气 动蝶阀，正常运行时，运行泵前的气动阀为开启状态，备用泵 及气动阀为关闭状态。当运行泵出现故障时，报警自动停运并 关闭气动阀。同时对备用泵前的气动阀发出开启信号，气动蝶 阀开到位后开启备用泵进行运行。搅拌器 1 台主要对循环槽内 的混合 液进行搅拌 ，为常开状态 。设置有故 障信 号，出现 故障 时自动报警停运。 加液及排液 系统 用于系统加入碱液及清水气动蝶阀2台；用于排出废液气 动蝶阀 1 台；超声波液位计2台，一用一备；P H检测仪1 台。当系统经过手动调试后转入 自动投运，搅拌循环槽 内的 P H值达到9 时，开启排液气动阀，循环槽内的液体达到低位 L 1 ． 0 m时， 关闭排液气动阀，打开进碱液气动阀，到中液位 1 3 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 多晶硅项 目后处理洗气塔P L C控制系统 陈悠湛， 等 1 ． 7 5 m时， 关闭进碱气动阀，打开进清水气动阀，到高位 H 2 ． 5 m时关阀进清水气动阀。完成一次排液及加液过程 。备用 液 位计 ，设置 低低 液位 L L O ． 9 m 中液位 1 ． 7 5 m，高 高液 位 HH 2 ． 6 m ，液位计 为一用 一备 ，当运 行液位 计损坏 时 ， 启动备用液位计。加热器进行高低温设置，高温时 8 ℃ 时，停止加热，低温 3 q C时开启加热。温度计及尾气检测 仪为检测显示，不进行任何控制。 以上所有 电气 设置现 场操作 柱， 可 现场控 制并 能手动 、 自 动 切换 。仪表 现场 有就 地显 示 。精 馏 区及 还 原区控 制方 式 同 上 。 2 ． 2 后 处理 区系统控制说 明 通风系统的控制 氯化 区通风运行设备为风机两 台一用 一备 。风机 电机为变 频控制；每台风机进风口及出风 口设置气动蝶阀4 台。正常运 行时 ，运行风机 的进风 口阀门及 出风 口阀 门为开启状态 ，备用 风机 的进风 口及 出风 口阀门为关 闭状 态。当运行风机 出现故 障 时，报警 自动停运并关 闭进风 口及 出风 口阀 门。同时对备用风 机的进 出口气动阀发出开启信号，备用风机气动风阀开到位 后，发出开启备用风机信号，启动备用风机 。风机为变频控 制，当系统压降过低时，压力变送器对变频器发出信号，提高 频率 ，从而提高风机的转速及压降。 碱液循环系统 洗气一塔 运行设备为液 下泵两台一用一备 。运行泵与备 用泵互为备用，运行泵出现故障时，报警停运并自动开启备用 泵运行 。洗气二塔 运 行设备为液下泵两 台一用一备 。运行泵 与备用泵互为备用，运行泵出现故障时，报警停运并自动开启 备用泵运行。氢氧化钠及硫代硫酸钠配制系统搅拌器 1 台现 场手动操作 ；磁翻板液位计 1 只用 于就 地显示。 加液及排液系统 洗气一塔 加 药泵 1 台；排 液泵1 台；加 热器1 台；超 声波液位计 2 台一用一备 ；P H检 测仪1 台。当系统经过手 动 调试后转入 自动投运行后，循环槽内的P H值达到9 时，开启 排液泵，循环槽 内的液体达到低位 L 0 ． 3 m时， 关 闭排液 泵 ，打开加 药泵 ，到 高液位 H O ． 8 m 时，关 闭加 药泵 。完 成 一次 排液 及加 液过 程 。备 用液 位计 ， 设置低 低液 位 L L 0 ． 2 5 m ，高高液位 HH 0 ． 9 m ，液位计为一 用一备 ，当运 行 液位计损坏时，启动备用液位计。加热器进行高低温设置，高 温时 8 ℃时，停止加热，低温 3 ℃时开启加热。 洗气 二塔 加药 泵 1台；排液泵 1 台 ；加 热器 1 台 ；超 声 波液位计 2 台一用一 备；P H检测仪 1 台。当系统经过手 动调试 后 转入 自动 投运 ，循 环槽 内 的P H值 达 到 9 时 ，开启 排液 泵 ， 循环槽内的液体达到低位 L 0 ． 3 m时， 关闭排液泵，打开加 药泵，到高液位 H 0 ． 8 m时，关闭加药泵。完成一次排液 及加 液过程 。备用液位计 ，设置低 低液位 L L O ． 2 5 m ，高高 液位 HH 0 ． 9 m ，液位计为一用一备 ，当运行液位计损坏 时，启动备用液位计。加热器进行高低温设置，高温时 8 ℃时，停止加热，低温 3 ℃时开启加热。温度计及尾 气检测仪只为检测显示作用，不进行任何控制。 以上所有电气设置现场操作柱， 可现场控制并能手动、自 1 4 动切换。仪表 现场 可就地 显示 。 3 操作员站管理 3 ． 1 人机界 面描述 通过西 门子 W I NC C监控 系统软件对洗 气塔处 理系统进行全面的、有效的运行管理 。 3 ． 1 ． 1 工艺流程 画面 流程图画面以类似用户的流程图的形式，显示过程信息， 并设有操作窗口，对控制回路进行操作。 3 ． 1 ． 2 控 制 分组 画 面 以类似常规调节表和指示表 的形式显示回路和测量指示 点 的信息，如变量值、设定值、 输出值、控制方式 MAN／ AU T O 和高低报警等。变量值每秒更新一次。对模拟回路，可以 对设定值 、输 出值 、控 制方式等进行操作 。对数字 回路 ，可对 两状态设 备发出开启／ 关 闭命令 ，或启 动／ 停止顺序 ，显示 出指 定控制 点的全 部信 息，如变量值、设定值、输 出值 、操作 方式 和历史趋势 。 3 ． 1 ． 3 趋势曲线画面 操作 员站 可用 不同的颜色和时间间隔在 同一 画面 上显示四 个变量 的趋势 曲线 。 3 ． 2 报警功能 系统对任 何报 警都 以声音和闪烁 、颜色 改变等方 式通 知操 作员。操作员站或打印机上的所有报警都有 日期和时间标记。 3 ． 3 报表功能 实时报表由操作员启动打印报表。 定时报表在每小时、每班、每天、每月结束时打印出某 些选定点 包括计算变量 的数值。变量数值类型分为采样值、 平均值和累计值。报表设有报表标题、列标题、变量代号、变 量说明、工程单位等信息。小时报表在每小时结束时自动打 印。班报表 8 小时 在每班操作结束时自动打印。日报表 2 4 小 时 在每天上午 8 0 0自动打 印。 3 ． 4 操作安全 系统设计有操作员密码和口令询问，并将其操作开始和结 束时间、操作动作记录下来存档 。系统设计使画面选择和操作 简单 。无扰动 地进行 控制方 式 MA N／ A UTO 切 换 ，冗 余控制 器之间的 自动切换等。 3 ． 5 数据存储 、查询及 管理功能 系统对采集数据、操作信息及各种必要的转换数据有记录 储存；操作信息和报警信息按先进后出的队列保存 1 5 天，相 关事件可按顺序 查得 ；系 统对 测控数据保 存 1 年 ，相关数据 可 按指定 日期、时间查得。 4 结束语 该控制系统已投入使用运行良好，长期运行稳定无故障， 系统功能全 ，操作简 单使 用，达到 了预期 的控制 效果 ，保证 了 生产 的正常运行 ，受到用户的称赞 。 参考文献 [ 1 ]西 门子 WINCe用户手册 ． [ 2 ]西门子 S T E P 7 编程软件使用手册． 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m