1. 化学水处理工艺概况
图1 红河卷烟厂化学水处理工艺流程图
化学水处理系统的水源来自当地水库，水库水进入一体化净水器进行预处理，即过滤和消毒，处理后存入生产水池储存备用。当需要时，经生产水泵传送至化学水处理车间，按化学水处理工艺流程进行处理后，得到PH值为8±1，电导率小于5μS/cm的除盐水。除盐水储存在除盐水箱中，经除盐水加压泵输送至锅炉、制丝工艺等各用水点。
图2 化学水处理自动控制系统监控画面
2. 化学水处理智能制水系统技术方案
按红河卷烟厂打造智能工厂的定位，化学水处理系统在设计初期即按智能化运行的目标进行设计，所以水处理各工艺环节采用的现场设备均按照具备自动化、智能化运行的要求进行选型和采购，从硬件上保障了智能化运行的基本条件的满足。再适配科学、合理的的控制逻辑和控制程序，从而实现系统智能化运行。化学水处理系统作为动力集控系统的一个子系统，通过交换机接入动力集控的环形网络，实现化学水处理系统与锅炉、空调、空压等子系统的互联互通。
2.1 控制器件配置
为从现场底层设备配置上满足智能化控制的基础条件，同时为保障安全稳定生产，用于工艺调控的阀门均采用气动阀与机械阀组合的方式。其中，每个工艺节点的数个气动阀通过不同的开关组合方式，可以准确，迅速地实现反洗、排污、制水、加药各种工艺模式的切换。现场物位、浓度、压力、流量等检测器件均具备远程传输功能，产生4-20mA的模拟信号传入PLC，用于工艺控制中各控制逻辑的判断依据，实现智能控制。
2.2 控制工艺
2.2.1制水工艺
在制水工艺中，先选定碳罐、阳床、阴床，进入一键制水阶段，一键启动后，控制程序自动启动除碳风机，打开相应的气动阀，打开制水管路，启动生产水泵和中间加压泵。生产水泵和中间加压泵压力稳定，保证生产水流稳定，有利于离子交换床稳定成床。当除盐水箱水位到达设定水位后，制水结束，系统自动按生产工艺停运生产设备。
制水工艺要求进出阳床、阴床水流稳定，所以设置了进水流量和阴床出水流量检测。每套阳床出水管道上有Na离子检测仪表，实时监测制水工况的水质变化情况，为反洗时机的判定提供依据。
2.2.2再生还原
先把酸碱罐房中的酸罐或碱罐放入定量酸液或碱液，启动再生泵，控制好酸液或碱液流速，与除盐水配比混合后对阳床或阴床进行再生还原，一定时间后自动进入正冲阶段，再生还原工艺结束后，阀门自动关闭。
2.2.3恒压供水
供水环节，配置两台除盐水加压泵。根据制丝、锅炉等生产工艺的需求，设定除盐水加压泵供水压力，通过水泵电机的变频调速控制，实时调控除盐供水水压在设定值附近。在一台出力不够时自动启用第二台水泵，两台水泵同频运行，另外，当除盐水泵变频器运行频率低于设定值一段时间后水泵进入休眠状态，电机停运，以降低设备能耗。同时，为满足检修等特殊工况的需求，在除盐水加压泵手/自动切换时加入无扰动切换控制，时刻保障供水水压满足用户需求。
3.硬件配置
硬件配置方面，我们选用了西门子1500系列CPU，设备层交换机、网络层交换机、网关等均选用西门子产品，同一品牌的硬件配置组合，能最大程度提高各硬件之间的兼容性，从而提高系统可靠性，同时减少备品备件的数量，减少备件成本。
4.网络结构
化学水处理系统采用星形拓扑结构，将现场设备、检测元件、仪器仪表等现场设备集中连接到PLC中。PLC的以太网接口1与电控柜上的触摸屏相连接，接口2与动力集控系统交换机连接，进入动力集控环网，水处理操作室设有两台操作站，联网与动力集控环网，两台操作员站均能独立实现对化学水处理系统的控制，保证系统可靠运行。同时，将化学水处理系统接入动力集控系统，为动力集控层级的智能控制打下基础。
5.监控画面
上位监控画面的组态选用IFIX5.9版本，将登陆界面、工艺流程、历史趋势查询、报警画面、报警查询、参数设置、工艺调控模式设定等功能画面准确地反映在上位，并根据不同职能的控制需求，配置群组和用户，不同层级的用户有不同的操作权限，各用户设置了密码，便于安全操作。画面数据底层来源于PLC1500，使用西门子的博途软件进行控制组态，联网的操作站数据来源于虚拟数据服务器，而虚拟数据服务器的数据来源于底层PLC，基于局域网的操作站使操作人员操作设备更加方便，可根据要求在不同监控室对设备进行操作。
化学水处理系统数据网络整体架构图：
6.总结
目前，化学水处理系统智能化水平已经达到较高的程度。今后，我们要不断对系统智能化运行进行优化设计。以目前的软件和硬件配置，该系统已经具备全自动智能运行的条件，技术人员可根据车间需求进行控制策略的调整，提升智能化水平，保障系统运行稳定，减轻职工劳动强度。
参考文献：
[1] 俞斌电气自动化技术在水外理中的应用趋势[J化工管理201532:164
[2] 唐艳芳基于STM32水处理装置控制系统的研发[D1华侨大学2014.
[3] 魏江海云南矿山污水处理自动控制系统研究[D1.昆明理工大学2015.