(陕西龙门钢铁有限责任公司陕西韩城715405)
摘要：在轧钢厂的生产中，水处理系统的质量和水平会直接影响到轧钢厂自身的生产质量，当前我国的科学技术水平有了非常显著的发展，所以在相关的技术上也有了很大的变化，在生产的过程中，水处理系统也出现了电气自动化的发展趋势，本文主要分析了轧钢厂水处理系统电气及自动化技术改造，以供参考和借鉴。
关键词：水泵房；PLC；电气自动化
某轧钢厂整个车间的用水和污水处理主要是由和该工程配套的水处理系统承担的，最初设计主要是通过继电器控制，这种控制方式在应用的过程中表现出了很多的不足，容易出现故障，同时设备的可靠性较低，在控制的过程中操作十分的不便，而且运行中需要消耗大量的电能，而采用PLC控制系统就可以有效的避免这种现象的发生，维修的方法也相对简单，同时其也不容易受到外界因素的影响，所以也逐渐的应用到了改造的过程当中。
1、生产流程
根据水处理系统设计水量分布及工艺流程，水处理共包括3个区域，分别是循泵房、一次铁皮沉淀池、化学除油器及污泥脱水间。其中循泵房包括3个水池，分别是净环水冷水池、浊环水冷水池、浊环水热水池以及冷却塔。净环水作为整个生产车间主要设备的冷却用水，负责入炉辊道冷却、出炉辊道冷却、液压润滑站冷却、空调冷却、高温摄像冷却、中间运输辊冷却、主/辅传动电机冷却以及加热炉冷却等；浊环水冷水池负责冲氧化铁皮、锯机系统冷却、粗轧机组冷却、精轧机组冷却、夹送辊道冷却以及高压水除磷等；使用后的冷却水经过一次铁皮沉淀池、化学除油器以及污泥脱水间等流入循泵房浊环水热水池，通过水泵将浊环热水打到塔上，经过冷却塔冷却，进入浊环水冷水池进行循环利用；同时，外部厂区生产净水管道不断进行净水补给，以保证整个系统的正常稳定运行。水处理系统循环率为94.86%。
循泵房水泵共分成5组，第一组为应急柴油泵，主要在停电时为加热炉提供冷却用水，作为事故应急用水，不在该系统控制内；第二组为501M、502M2台泵，功率为30kW；第三组为503M、504M、505M3台泵，功率为160kW；第四组为506M、507M、508M3台泵，功率为110kW；第五组为509M、510M、511M3台泵，功率为45kW。其中，净环水冷水池包括第二组和第三组共5台泵，浊环水冷水池包括第四组共3台泵，浊环水热水池包括第五组共3台泵。另外，冷却塔电机共6台，功率分别为：2台37kW，3台22kW，1台11kW；电动蝶阀共15台，0.18kW。
2、自动化系统
2.1硬件系统
自动化系统整体配置：包括操作员站上位机1台，打印机1台，交换机1台，PLC主站1个，ET-200M分站2个。
2.2以太网通讯模块
PLC通过交换机利用工业以太网与上位机通讯，实现数据交换。工业以太网是为工业应用专门设计的，它是遵循国际标准IEEE802.3（Ethernet）的开放式、多供应商、高性能的区域和单元网络。SIMATICPLC的工业以太网通信处理器用于将PLC连接到工业以太网；该系统通讯模块选用CP343-1系列，订货号：6GK7343-1EX30-0XE0/V2.0，CP343-1是用于S7-300的全双工以太网通信处理器，传输速率为10Mb/s。该系统采用TCP/IP通信协议，模块的配置数据存放在CPU中，CPU启动时自动将配置参数传送到CP模块。
2.3交换机
该系统网络交换机选用菲尼克斯系列优质产品FLSWITCHSF6TX/2FX，6电口、2光口，满足系统生产和扩容
3、PLC系统
3.1CPU
在系统建设的过程中，PLC是控制系统参数的设定和设备调整的一个非常重要的部分，这一系统的硬件配置选择了西门子S7-300当做主站，借助现场总线控制的方式和分站构成良好的协作模式，CPU选择的过程中选择了自带接口的优良CPU，这一中央处理器在应用的过程中可以有效的对大规模的程序进行存储，同时还能对数据进行相应的处理，对二进制和浮点数的运算能够体现出良好的精度和稳定性，同时它还可以应用在大规模的I/O装置当中，也可以将其应用在建立分布式的I/O结构当中，其都可以发挥出非常显著的效果。
3.2电源模块
该系统电源模块采用PS3075A，订货号：6ES7307-1EA00-0AA0，用于S7-300/ET-200M负载电源，将电源电压转换为所需DC24V工作电压。
3.3ET-200M
ET-200M是高密度配置的模块化I/O站，保护等级为IP20，可用S7-300PLC的信号功能和通讯模块扩展。ET-200M是Profibus-DP连接的被动站（从站），最大数据传输速率为12M位/s。
3.4输入/输出模块
输入/输出模块统称为信号模块（SM），该系统共用到数字量输入模块8块，订货号：6ES7321-1BL00-0AA0，32点输入，DC24V，用于连接标准开关量和二线制接近开关；数字量输出模块4块，订货号：6ES7322-1BL00-0AA0，用于连接电磁阀、接触器、小功率电机、灯和电机启动器；模拟量输入模块6块，订货号：6ES7331-7KF02-0AB0，用于连接电压和电流传感器、热电偶、电阻和热电阻。
4、HIM系统
4.1操作员站设备选型
在操作员设备选型的过程中选择了当前国内比较顶尖的新型工业个人电脑。
4.2操作员站功能及画面
操作员站HIM在应用的过程中可以对生产的数据进行动态的监控，同时还会在这一过程中设置设备操作单元，对这一部分的设置可以采用人机互动的操作界面，总体上来说，该系统具有以下几个功能，首先是它可以对主要的工艺流程实现画面显示，同时它还能很好的实现对设备的操作和控制，这一设备可以控制所有电机的停止和启动，同时它还可以很好的对紧急停车进行有效的控制，它在显示操作画面的过程中还可以很好的实现预警的功能，它对设备的状态可以实现有效的监控，设备故障诊断也可以通过这一系统进行准确的检测，该系统的某一界面还能够对历史和报警数据进行有效的查询，所以其功能也是不容忽视的。
这一系统在建设和开发的过程中主要是在Windows操作系统的基础上进行开发的，在实际运行的过程中主要是将PLC作为主控制站，上机位相当于操作员结构，这样就形成了一个能够满足生产和制造功能的控制系统。在这之中，PLC会对设备的运行予以严格的控制，同时还会对系统中的每一个生产设备和工艺参数进行检验，以便按照已经确定了的原则对每一个设备都进行有效的调节，使其可以更好的满足生产的需要，同时还要根据现场当中的实际情况对其进行适当的调整，该系统还能对设备运行的趋势进行基本的分析，如果出现了一些不正常的现象还会及时做出报警动作，这样就有效的保证了系统的运行安全。
5、程序编写
编程软件采用西门子STEP7，利用STEP7的功能对整个控制系统进行组态、编程和监控、调试。STEP7主要有以下功能：（1）组态硬件，即在机架中放置模块，为模块分配地址、设置参数；（2）组态通信连接，定义通信伙伴和连接特性；（3）使用编程语言编写用户程序；（4）下载和调试用户程序、启动、维护、文件建档、运行和诊断等功能。该系统PLC程序共包括主程序、组织块、功能块、数据块等部分。采用分块控制，通过主程序进行调用的编程思想，利用梯形图语言根据工艺设计和控制要求进行程序编写，实现工艺控制要求。
参考文献：
[1]徐仲贤，胡卫根.水处理系统调试的重要性[J].硅谷.2008（10）.
[2]戈文金.轧钢区水处理系统工艺设计优化及设备改造[J].冶金动力.2005（06）.