某化工企业井水除盐过程监控系统wincc监控子系统(附件)
本文主要介绍了基于企业工艺流程设计的一套除盐水生产监控系统。该监控系统包含了监控初始界面，脱盐水生产界面，设备工作时间设定界面以及参数设定界面。监控系统初始界面以及脱盐水生产界面可实现远程观察整个除盐系统、各条除盐水生产线以及各阀门、水泵工作情况，也可实现远程操作各设备工作方式以及工作状态等功能。工作时间设定界面以及参数设定界面可实现人工控制各设备工作时间以及实现参数手动输入的功能。该监控系统与PLC相连接后，除盐系统的工作状态可返回至PLC中，也可以利用PLC来控制各设备、阀门和水泵的开关以及工作状态。关键词 除盐水生产，监控系统，WINCC，PLC 目 录
1 引言 1
1.1 研究背景 1
1.2 现状分析 1
1.3 任务要求与设计步骤 3
2 方案选择及设计 3
2.1 除盐方式选择 3
2.2 监控软件选择 3
2.3 PLC选择 4
2.4 测量器件介绍 5
2.5 方案设计 6
3 除盐系统生产工艺 7
3.1 除盐系统工艺流程设计 7
3.2 各模块运行流程设计 8
4 WINCC监控系统设计 12
4.1 登陆界面设计 13
4.2 初始界面设计 13
4.3 脱盐水生产界面设计 17
4.4 工作时间设定界面设计 18
4.5 参数设定界面设计 21
5 系统连接与调试 22
5.1 PLC程序介绍 22
5.2 WINCC与PLC的通讯连接 23
5.3 系统调试 26
致 谢 31
参 考 文 献 32
附录A 设备运行反洗程序表 33
附录B 外部变量列表 37
1 引言
1.1 研究背景
化工企业是一个国家十分重要的企业，其渗透于各个方面，是国民经济发展中不可或缺的重要组成部分。化工企业作为高用水行业，在其生产的各个阶段，水是十分重要的生产介质。随着人类经
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: 3 5 1 9 1 6 0 7 2
/> 致 谢 31
参 考 文 献 32
附录A 设备运行反洗程序表 33
附录B 外部变量列表 37
1 引言
1.1 研究背景
化工企业是一个国家十分重要的企业，其渗透于各个方面，是国民经济发展中不可或缺的重要组成部分。化工企业作为高用水行业，在其生产的各个阶段，水是十分重要的生产介质。随着人类经济、社会的不断发展，化工企业要为整体生产提供原材料和动力，这更加说明水质以及供水系统的稳定性对化工厂生产的重要性。
图1-1 化工厂典型生产流程图
除盐水是指除去水中原有的悬浮物、混杂物、细菌等外，进一步除去水中所含有的溶解盐类后，使其达到化工厂所需水质标准的一种工业用水。除盐水是一种十分重要的生产介质，其广泛应用于工业生产中。
图1-1为化工厂典型的生产流程图。在原料的预处理阶段，往往有一下几种处理方式：预热、预冷、加压处理；纯度处理；几种反应原料的预混合处理；原料的相转换处理；固体原料颗粒粒度大小的处理。在纯度处理和原料转换处理以及固体原料颗粒处理上，都可能会用到水的分离操作，需要首先将给水除盐，这里往往以物理方法为主，不排除化学方法；反应的合成阶段是工业生产过程中的核心部分，也是工艺是否成功的关键所在。在这个过程中，除盐水是十分重要的生产介质，除盐水水质不仅直接关系到生产过程的安全运行，也是避免化学原因诱发设备故障和事故的主要途径；在产物的分离阶段，需要用到多种不同单元的操作，有时也会牵涉到水的除盐；产物的后处理过程中，许多副产物需要借助后处理过程来分离，并且需要合理分离和利用未反应完全的部分。
1.2 现状分析
1.2.1 除盐方式
目前国内外主要有如下几种脱盐方式。
1)蒸馏法除盐
蒸馏法除盐技术是利用水沸点比较低且容易蒸发的特性将水和盐分离。该方法早期主要用来除盐的技术, 得到软水的电导率为1～10 μS/cm。到目前已开发出了许多制备方式，如单级闪蒸、多级闪蒸、垂直管蒸发、以及压汽蒸馏等蒸馏法制备除盐水工艺。
优点:对原水水质要求不高, 水中盐质量浓度几乎都能满足要求， 除盐的还可进行消毒；缺点：消耗大,设备易腐蚀。
2)离子交换法
以离子交换为核心的除盐技术是利用离子交换树脂上的氢离子和氢氧根离子, 与水中的溶解盐发生化学反应,也就是离子交换，从而达到去除盐的目的。我国1958年左右开始使用这一方法进行水处理, 主要是利用阳离子交换来实现软化,。1963年我国出现了第一套利用离子交换法进行工业水除盐的装置。
优点：具有出水水质好、生产成本低、技术比较成熟等突出优点；缺点：再生树脂产生的大量废酸废碱造成环境污染。
3)膜分离法
膜分离除盐是出现的较晚。该方法利用膜在高电压或强电场的作用下，具有的选择通透性。此时盐离子不能透过膜而水分子则相反，以此来去除水中盐离子。主要包括电渗析除盐技术、反渗透除盐技术, 电吸附技术和电去离子技术。
优点：除盐率和产水率高。反渗透技术的制水成本低于离子交换技术,所以经常将该技术与离子交换技术组合, 作为离子交换树脂的预处理技术,可以延长树脂使用寿命, 且更环保。缺点：需要使用增压设备，膜孔半径过小，导出水接近于纯净水。
1.2.2 生产过程控制方式
目前我国除盐水生产过程的控制主要有三种方式。
1)手动操作
由操作人员手动进行除盐水处理的操作，并利用仪表采集处理过程中流量、PH、浊度等数据。由于是操作人员人为采集数据，容易产生较大的误差，因此水质就无法得到保证。
2)半自动控制方式
除盐水的生产在这种控制方式下，是通过传感器以及变送器的方式采集，并可在显示屏上显示流量、PH/浑浊度、温度、压力等数据，还可显示电机以及各阀门运行状态。操作人员根据显示屏上的数据以及设备状态，对处理水的过程进行监控。
3)全自动控制方式
全自动控制方式通过计算机编程和现场总线来进行生产过程的控制，不设置任何具体人员进行现场的操作。在生产过程中，以PLC作为控制单元，利用计算机将数据采集入下位机，将现场设备按照控制算法程序运行，并可在实验室进行实时监控。所有数据的采集以及远程控制参数都是通过现场总线进行。
1.3 任务要求与设计步骤
本次设计要求设计一套适用于化工企业内部深井水除盐的监控系统。该监控系统主要控制点包含各除盐设备以及各种水阀、气阀、泵；可及时反应各条除盐水生产线以及各阀门工作情况，可自由切换除盐系统工作方式以及工作状态等。
1)选择合适的除盐方法，使出
1 引言 1
1.1 研究背景 1
1.2 现状分析 1
1.3 任务要求与设计步骤 3
2 方案选择及设计 3
2.1 除盐方式选择 3
2.2 监控软件选择 3
2.3 PLC选择 4
2.4 测量器件介绍 5
2.5 方案设计 6
3 除盐系统生产工艺 7
3.1 除盐系统工艺流程设计 7
3.2 各模块运行流程设计 8
4 WINCC监控系统设计 12
4.1 登陆界面设计 13
4.2 初始界面设计 13
4.3 脱盐水生产界面设计 17
4.4 工作时间设定界面设计 18
4.5 参数设定界面设计 21
5 系统连接与调试 22
5.1 PLC程序介绍 22
5.2 WINCC与PLC的通讯连接 23
5.3 系统调试 26
致 谢 31
参 考 文 献 32
附录A 设备运行反洗程序表 33
附录B 外部变量列表 37
1 引言
1.1 研究背景
化工企业是一个国家十分重要的企业，其渗透于各个方面，是国民经济发展中不可或缺的重要组成部分。化工企业作为高用水行业，在其生产的各个阶段，水是十分重要的生产介质。随着人类经
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: 3 5 1 9 1 6 0 7 2
/> 致 谢 31
参 考 文 献 32
附录A 设备运行反洗程序表 33
附录B 外部变量列表 37
1 引言
1.1 研究背景
化工企业是一个国家十分重要的企业，其渗透于各个方面，是国民经济发展中不可或缺的重要组成部分。化工企业作为高用水行业，在其生产的各个阶段，水是十分重要的生产介质。随着人类经济、社会的不断发展，化工企业要为整体生产提供原材料和动力，这更加说明水质以及供水系统的稳定性对化工厂生产的重要性。
图1-1 化工厂典型生产流程图
除盐水是指除去水中原有的悬浮物、混杂物、细菌等外，进一步除去水中所含有的溶解盐类后，使其达到化工厂所需水质标准的一种工业用水。除盐水是一种十分重要的生产介质，其广泛应用于工业生产中。
图1-1为化工厂典型的生产流程图。在原料的预处理阶段，往往有一下几种处理方式：预热、预冷、加压处理；纯度处理；几种反应原料的预混合处理；原料的相转换处理；固体原料颗粒粒度大小的处理。在纯度处理和原料转换处理以及固体原料颗粒处理上，都可能会用到水的分离操作，需要首先将给水除盐，这里往往以物理方法为主，不排除化学方法；反应的合成阶段是工业生产过程中的核心部分，也是工艺是否成功的关键所在。在这个过程中，除盐水是十分重要的生产介质，除盐水水质不仅直接关系到生产过程的安全运行，也是避免化学原因诱发设备故障和事故的主要途径；在产物的分离阶段，需要用到多种不同单元的操作，有时也会牵涉到水的除盐；产物的后处理过程中，许多副产物需要借助后处理过程来分离，并且需要合理分离和利用未反应完全的部分。
1.2 现状分析
1.2.1 除盐方式
目前国内外主要有如下几种脱盐方式。
1)蒸馏法除盐
蒸馏法除盐技术是利用水沸点比较低且容易蒸发的特性将水和盐分离。该方法早期主要用来除盐的技术, 得到软水的电导率为1～10 μS/cm。到目前已开发出了许多制备方式，如单级闪蒸、多级闪蒸、垂直管蒸发、以及压汽蒸馏等蒸馏法制备除盐水工艺。
优点:对原水水质要求不高, 水中盐质量浓度几乎都能满足要求， 除盐的还可进行消毒；缺点：消耗大,设备易腐蚀。
2)离子交换法
以离子交换为核心的除盐技术是利用离子交换树脂上的氢离子和氢氧根离子, 与水中的溶解盐发生化学反应,也就是离子交换，从而达到去除盐的目的。我国1958年左右开始使用这一方法进行水处理, 主要是利用阳离子交换来实现软化,。1963年我国出现了第一套利用离子交换法进行工业水除盐的装置。
优点：具有出水水质好、生产成本低、技术比较成熟等突出优点；缺点：再生树脂产生的大量废酸废碱造成环境污染。
3)膜分离法
膜分离除盐是出现的较晚。该方法利用膜在高电压或强电场的作用下，具有的选择通透性。此时盐离子不能透过膜而水分子则相反，以此来去除水中盐离子。主要包括电渗析除盐技术、反渗透除盐技术, 电吸附技术和电去离子技术。
优点：除盐率和产水率高。反渗透技术的制水成本低于离子交换技术,所以经常将该技术与离子交换技术组合, 作为离子交换树脂的预处理技术,可以延长树脂使用寿命, 且更环保。缺点：需要使用增压设备，膜孔半径过小，导出水接近于纯净水。
1.2.2 生产过程控制方式
目前我国除盐水生产过程的控制主要有三种方式。
1)手动操作
由操作人员手动进行除盐水处理的操作，并利用仪表采集处理过程中流量、PH、浊度等数据。由于是操作人员人为采集数据，容易产生较大的误差，因此水质就无法得到保证。
2)半自动控制方式
除盐水的生产在这种控制方式下，是通过传感器以及变送器的方式采集，并可在显示屏上显示流量、PH/浑浊度、温度、压力等数据，还可显示电机以及各阀门运行状态。操作人员根据显示屏上的数据以及设备状态，对处理水的过程进行监控。
3)全自动控制方式
全自动控制方式通过计算机编程和现场总线来进行生产过程的控制，不设置任何具体人员进行现场的操作。在生产过程中，以PLC作为控制单元，利用计算机将数据采集入下位机，将现场设备按照控制算法程序运行，并可在实验室进行实时监控。所有数据的采集以及远程控制参数都是通过现场总线进行。
1.3 任务要求与设计步骤
本次设计要求设计一套适用于化工企业内部深井水除盐的监控系统。该监控系统主要控制点包含各除盐设备以及各种水阀、气阀、泵；可及时反应各条除盐水生产线以及各阀门工作情况，可自由切换除盐系统工作方式以及工作状态等。
1)选择合适的除盐方法，使出
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