摘要：本文以古交電廠化學加藥控制系為例，闡述了化學加藥系統的工藝流程以及ProficyHMI/SCADA - iFIX 在化學加藥控制系統中的應用，并說明了系統的構成、功能及配置方法。

　　一、概述

　　化學水處理系統是火電廠的主要輔助系統之一，它與電廠生產過程密切相關，其正常運行是保證機組可靠、穩定運行的重要條件，因此如何可靠、有效地對其進行監控十分重要，這就要求監控系統能及時準確地反映水質情況，近年來隨著電廠自動化程度的提高，通過現場監控系統的數據采集、過程可視化及過程監控功能，使得這一過程很容易的得以實現，Proficy HMI/SCADA - iFIX 是GE Fanuc 職能設備軟件產品家族中的一個基于Windows 的HMI/SCADA 組件，提供了生產操作的過程可視化、數據采集和數據監控。ProficyHMI/SCADA - iFIX 可以精確地監視、控制生產過程，在此基礎上通過網絡連接和數據庫共享，可實現化學加藥系統水汽品質參數的全廠數據共享。

　　二、加藥系統工藝簡介

　　化學自動加藥系統主要用于電廠給水、爐水、凝結水、閉式冷卻水及廢水的水質調節，是通過投加化學藥品（氨、聯氨、磷酸鹽等）到相應的管道中，通過一系列的化學反應，控制電廠用水的酸堿度、離子濃度等參數，達到控制水質，保護運行系統中的管路和設備的目的。典型的加藥裝置在電廠中應用如下圖：

　　化學自動加藥控制系統接收來自取樣系統的水質分析信號（通常是4~20mA DC 的電流信號），并把該信號送進加藥系統的控制儀表或PLC 系統，經控制儀表或PLC 進行數據整定和PID 運算，輸出控制信號調節計量泵的沖程或轉速達到調節加藥量的目的，藥品加到補水母管中，經過一系列的化學反應達到調節水質的目的。水處理系統在加藥點后一定距離設取樣點，通過取樣裝置上分析儀表進行水質分析輸出取樣信號反饋到化學自動加藥控制系統，形成一個閉環控制系統，以達到精確控制電廠用水水質的目的。在該系統中可編程控制器主要完成計量泵、攪拌器、電動閥等設備的監控、連鎖保護、溶液箱的液位及運行參數的監測，以及取樣系統的數據采集、分析、處理功能。

　　三、控制系統結構

　　本系統中分成三級網絡結構，由就地PLC 和就地工作站以及交換機構成了車間級的局域網絡，PLC 下位機主要負責加藥系統以及汽水取樣系統的數據采集及控制，由控機構成的就地工作站，在該工作站上運行Proficy HMI/SCADA - iFIX 組態軟件,實現加藥系統及汽水取樣系統集中監視、管理、模擬量控制、自動順序控制、組態及遠程監控操作，兩臺交換機及光電收發器構成的通訊接口部分，該部份負責提供化學加藥及汽水取樣控制系統與電廠輔網的通訊接口，通過該接口接入由各個車間的局域網構成的電廠輔網系統，最后由輔網與其它網絡系統構成整個電廠的廠級網絡，所有的網絡系統均采用雙網冗余熱備，所有網絡結構均采用100 TCP/IP 協議冗余光纖以太星形網的網絡結構來完成。系統的詳細配置參見下圖：

　　四、硬件配置

　　1.就地工作站

　　為了滿足工藝過程的控制要求，就地工作站采用了工業控制計算機

　　2.PLC 系統

　?。?）主站(兩個主站配置相同)

　　（2）RIO 從站2

　?。?）RIO 從站3

　　五、軟件組態

　　就地工作站的監控軟件采用Proficy HMI/SCADA - iFIX 組態軟件開發，通過數據庫驅動的配置，它可以直接讀寫PLC 所有的變量，對采集到的實時數據進行監控；它可以連續監視設備，就設備任何故障的報警以文字、圖形、聲音等方式通知操作人員；它還可以將報警信息、登錄信息、交接班信息等寫入數據庫中，以備日后查詢，化學加藥監控系統有如下功能：

　?。?） 工藝系統圖：該畫面通過編程實現動態模擬顯示化學加藥系統的藥品配制及投加過程。對整個生產過程中的計量泵、攪拌器等設備的手動、自動控制，并完成對加藥處理過程中的水汽參數的在線監測功能，對生產過程中的反饋信息做出及時的分析處理，組態圖參見附圖。

　　（2） 系統登錄及操作權限：在控制系統的組態時，由于就地監視器具有工程站和操作員站的功能，把用戶進行了分組，把所有的用戶分成兩組，即工程師組和操作員組，每個組下包含不同數量的用戶，每個用戶設置自己專用的密碼。工程師組和操作員組具有不同的使用權限，工程師組具有系統編程及組態，添加刪除操作員用戶，配置系統功能等權限。每個操作員操作系統時，首先要根據自己的用戶名和密碼進行登錄，由于電廠實行三班運轉的機制，每個操作員登錄后只有8 小時的操作權限，超過8 小時后自動注銷，防止忘記注銷引起的誤操作，操作員的權限只限于設備的運行操作，無權對系統組態及退出當前的運行系統。另外，在本工程中采用了兩級網絡控制，即就地車間網絡控制和輔網控制，輔網控制權限高于就地控制，當系統處于輔網控制狀態下，就地工作站只能監視設備的運行狀態，而無權對設備進行操作。

　?。?） 報警記錄：實時地發出所有發生故障的參數的聲光報警，提醒值班人員采取相應的措施。在報警一覽表中可進行確認單個報警、刪除單個報警，確認所有報警、刪除所有報警的功能。本系統還根據不同的加藥系統劃分了不同的報警區域，當從某一畫面打開報警一覽表時，只顯示與本畫面有關的報警，實現方式：在配置模式下，雙擊報警一覽表中的報警匯總控件，在FILTER 表單中設置過濾條件，即需查看的相應報警區，為了實現顯示報警的監控流程圖畫面的功能，在添加數據點時，須在報警擴展字段中填寫相應的監控畫面圖的圖形名稱，此功能才能實現。

　?。?） 實時、歷史曲線： 在系統的運行過程中，要實時或歷史查詢某些取樣系統的水質參數，觀測加藥過程中的水質調節效果。在本工程中設置了數據趨勢圖，在該趨勢圖中可同時顯示多條歷史和實時曲線，每條曲線可以設置不同的顯示顏色進行區別。

　　（5） 報表打?。嚎梢园从脩粜枰臅r間段查詢取樣系統的水質參數，并進行分析比較。Proficy HMI/SCADA - iFIX 中內嵌了VBA 的腳本功能，使得實現系統報表變得十分簡單。本系統中使用ODBC 和EXCEL 相結合的方法，在Proficy HMI/SCADA - iFIX 定期保存的數據標簽歷史庫中，根據用戶所定義的起始時間和時間間隔查詢所需的數據，然后把查詢到的數據寫到EXCEL 的報表模版中，進行存儲或打印。

　　六、結束語

　　通過在實際工程中的應用，證明了該系統與電廠輔網系統有著良好的兼容性，提高了電廠水質控制的精度，減少了工作人員現場操作的工作量，取得了良好的經濟和社會效益。

　　(田龍江 鎮江華東電力設備制造廠)