南京惠言达电气有限公司成立于2019年，座落在南京六合市商圈。9年备件销售积累，公司主要经营欧、美等国的阀门、过滤设备、编码器、传感器、仪器仪表、及各种自动化产品，公司全力贯彻“以质优价廉的产品和完善到位的技术服务客户”的经营宗旨，服务于国内的流体控制和自动化控制领域。节省了中间环节的流转费用，能够把更优惠的价格提供给用户。通过发展我司已经自动化设备和备件供应商，主营产品广泛应用于冶金、造纸、矿山、石化、能源、集装箱码头、汽车、水利、市政工程及环保以及各类军事、航空航天、科研等领域。

TR编码器CDV75M-00012透过市场看惠言达

TR CUSTOM CABLE/PLUG 90220035.0 备件
TR CE58M  5802-00111 编码器
TR 62000249(直角型)带3米电缆 插头
TR LA-41-K SSI 500(订货号：305-00231） 位移传感器
TR CEV58M-00539 编码器
TR LA 66K  312-02694 编码器
TR CEV58M-00350 DC24V 编码器
TR PU-10/ArT491-0002 译码器
TR CE100/ArTNr100-00390 编码器
TR LP38 307-00577 编码器
TR Art.No:CMS58M-00005 SN:00675 编码器
TR 312-02567 备件
TR 312-02367 备件
TR 312-02561 备件
TR CEV65M-10076 编码器
TR CEH58M-00027 DP24V 编码器
TR CE58M-NR.5802 00045 值编码器
TR LP-38 ART.NR:307-00532 线性传感器
TR IE58A ART.NR:219-00773 编码器
TR IEH58-00001 编码器
TR CE65M 110-02062 编码器
TR CE100M 100-01360 传感器
TR CPS 10/2 10/12  34-000-026 联轴器
TR CE65M 110-01542 编码器
TR CEW65M-01817 编码器
TR A.1089.5417 CK-65-M113-00010 角度编码器
TR CEV65M-02633 编码器
TR CEV58M-00299 angel sensor
TR CEV58M-00026 4096/4096 DC12-24V 8/R 编码器
TR CDV75M-00002 编码器
TR CEV65M-02098 编码器
TR CPS 15/2 14N/14N 34-000-070 编码器接手
TR LP38  307-00690 传感器
TR 5842-00024 编码器 编码器
TR IE58A Art.Nr：219-01308 编码器
TR D-78647 TRSSSINGEN 07425/228-0 传感器
TR CEV65M-02096 备件
TR CEW65M-01767 编码器
TR LA41 305-00111 编码器
TR CE65MArNr.110-01460 编码器
TR LA66K/Art.Nr:312-02400 SN:0007/434mm 备件
TR CEV65M-01269 编码器
TR CEV65M-01460 编码器
TR CE65M ART.NR: 110-00068 编码器
TR CE100M ART:100-01361 SN:0006 11-27VDC 4096 编码器
TR IE58A  219-01392 编码器
TR TYP:CEW58M Art.Nr:CEW58M-00008  SN:0009 计数器
TR LA66KArt.312-02519370mm 编码器
TR CEW58M-00020+SL3002-X1/GS80/K/F 编码器
TR LE-200 (2200-00102) 传感器
TR CEW58M-00020 编码器

随着海上开采石油的迅猛发展，海洋污染的问题越来越突显，主要体现在对排放污水的指标越来越严格。传统的生化法生活污水处理工艺简单，但无论是处理效果还是处理量来说都有其局限性。电催化氧化法生活污水处理装置是一种利用电催化氧化方式对海上石油平台生活污水进行处理的装置。操作人员通过控制柜上的人机界面，实现手动、自动控制，通过程序控制实现各执行元件的相互配合，达到污水处理达标并排放的功能。

1系统整体工艺设计

自控系统设计可实现手动与自动模式。

1.1手动控制模式

本系统可分别对装置中的粉碎泵、风机、排放泵、直流柜，电动阀等执行元件进行手动打开与关闭。该模式的作用为单设备检修，试运行及初上电调试时使用。

1.2自动控制模式

1.2.1电催化自动控制系统通过安装于缓冲罐顶部的超声波液位计，实时地测量缓冲罐中污水的液位高度，当达到预设高度时，粉碎泵启动，将污水从缓冲罐中抽出粉碎，并将水注入反应器中。污水进入反应器后，液位逐渐升高，触发液位开关产生动作信号，PLC控制直流电源进行直流放电，驱动电催化极板进行电催化反应。经过电催化反应后的污水，自流进入清水罐，同时位于清水罐中的压差式液位计实时测量液位高度，当达到预设高度时，排放泵启动，将处理完毕的污水排出。在电催化反应进行中，风机同步运行，实现强制排放反应中可能产生的危险气体的功能。

1.2.2电极自动换相系统固定在反应器中的电极板，由于长时间加直流电进行电催化反应，会在极板上产生垢，这就需要定期对电极板的正负极进行切换，利用其中一极在电化学反应中产生的气泡使极板上的垢脱落，从而实现自我脱垢的功能。

1.2.3废渣自动排放系统通过电极自动换相功能而分离出的污垢，经一段时间沉淀后，会堆积在反应器底部，这就需要定时对其排垢。具体操作：通过直流电源运行反馈信号作为计时条件，当计时达到预设值时，打开排放电动阀门，待阀门打开反馈信号有效时，排放泵运行一段时间（可设定），后关闭排放泵与排放电动阀。这样可及时排除固体沉淀，从而实现延长设备良好运行的效果。

2控制系统设计

自控系统组态设计如图1所示。

2.1PLC组态

PLC选用西门子S7-1200系列中的1215C，本身具有14数字输入和10个数字输出，通过添加扩展模块，扩展出多个模拟输入与模式输出，作为采集与控制其他设备的接口。如图2所示。PLC在进行硬件组态时需要对每一个扩展口的I/O地址（包括起始与结束地址）做设定，这在后续的编程中作为物理端口的影射，通过程序处理调用。

2.2PLC与其他设备的连接

PLC通过自身与扩展的IO接口模块，接收现场检测各各种信号（其中包括数字输入输出信号，模拟输入输出信号），对这些数据进行处理，并执行PLC程序中发出的各种控制指令。数字输入部分主要有液位开关、电动阀的打开与关闭反馈，电动机接触器的辅助触点以及直流电源的状态反馈；数字输出部分主要有对电动阀、控制电机的交流接触器以及直流电源的启停控制；模拟输入部分主要有流量计、液位计以及直流电源的电流电压模拟输出反馈；模拟输出部分主要针对直流电源电流输出幅值的控制信号。

3编程设计

3.1人机界面设计

使用博途TIA（V14）绘制界面[1-3]，通过硬件组态与画面绘制，将人机界面与PLC通过Profinet通信协议，经网线进行数据交互，实现对装置的运行状态、报警历史、参数设定和手动调节等进行反馈，便于操作者对设备的状态进行及时有效地把控。图3为流程界面。流程界面为设备运行中处于长期显示的重要画面，其中包括了各动力设备的启停状态，各电动阀的开合状态，各仪表的数据反馈状态，还有每种设备的故障检测状态。不同的运行模式下，可以直观的通过画面看到各种状态信息与数值反馈，便于操作者或者巡检员快速、直接且有效的判断设备运行情况。为了便于将来的仪表更换与设备检修，还编写了仪表校准和控制页面（如图4），其中仪表页面主要是对系统中传输模拟信号的仪表进行4-20mA与实际仪表量程的校准；控制页面主要分成四部分，一部分为系统模式切换；第二部分为手动模式中各执行元件（包括风机、粉碎泵、海水阀、排放阀与直流柜）的单独启/停，便于维修人员对单一设备的运行测试；第三部分为主备设备的手动与自动切换，当设置为自动切换时，系统根据运行时间与参数页面的设定时间，对主备设备进行定期切换，避免主设备长期工作，备用设备长期闲置，导致两台设备实际运行寿命不一致的情况，实现两台设备都具备良好的使用状态，当设置为手动切换时，系统不再对各设备的实际运行时间进行累加，主备设备不再自动切换，而是通过选择按钮实现人工切换；第四部分为不停机检修隔离按钮，对所有执行元件进行检修状态设定，当检修状态激活时，设备在自动模式下不再运行，避免在不停机检修时对人或者物造成潜在的安全隐患。

3.2PLC程序设计

3.2.1程序框架设计通过PLC的IO端口，监控各仪表与各设备的工作状态，并根据装置所处的工作模式决定工作流程，如图5所示。每个执行部件都采用一用一备的热备用方式，当一台设备出现故障时，程序自动切换使用备用设备，实现整个装置的连续运转，保证运行稳定性与可靠性。程序编写依靠IEC61131-5及国标15969.3-2017相关标准进行编写[4-5]。具体程序设计，先对每一个功能建立功能块（FB）及其数据块（DB），包括实现功能需要的内部变量与全局变量；其次，对每一个功能块进行独立编程，实现各功能独立，在组织块（OB1）中用对应的指令调用各功能块，从而提高CPU的执行效率，便于后期调试与功能添加。

3.2.2换相程序换相功能的程序如图6所示，在直流电源运行时，通过分钟脉冲信号作为计数器的累加触发。当计数值大于等于预设值时，触发换相流程：先停止直流电源运行，并激活“延时接通”指令，其设定值为90秒，这主要的作用是等待直流电源的输出端电压下降到安全值，避免立即换相导致接触电流过大触发设备意外报警；当接通延时指令激活达到预设时间后，PLC对直流电源发出换相指令，并回复直流电源运行；当正负切换两次后，计数器清零，开始重新计数。

3.2.3排放程序定时排放功能程序如图7所示，在自动模式下通过分钟脉冲作为计数器触发源，当计数达到预设值且粉碎泵在工作时，进入排放流程：打开电动阀，通过触发“延时打开”指令，延迟一段时间后，排放泵运行，再经过一段时间后，排放泵停止，电动阀关闭，重置排放计时值。

4结束语

本装置在西门子博途编程平台下完成了基于Profinet连接的触摸屏与PLC，通过IO接口对执行元件进行互联，智能、高效地对生活污水进行电催化处理，从而有效降低污水中的化学需氧量（COD）。通过实际运行可证明：该生活污水自动处理装置可高效可靠的实现海上石油平台生活污水的处理任务，达到排海要求，功能完整，设备易于操作维护，运行稳定。该装置已在多个海上石油平台上推广使用。

TR CE58M 5802-00093 编码器
TR 测距号LE-200    2200-04102 反射板
TR LP38  Art-Nr:307-00690  300mm 编码器
TR CEV65M-01542 编码器
TR CE65M  NR:110-01625 编码器
TR CDV75M-00012 编码器
TR CXS65S-00002 编码器
TR CES58M-00015 编码器
TR ME-P115-05.000 40730008 19240 备件
TR 490-00310 备件
TR IEW58-00056 编码器
TR CUSTOM CABLE/PLUG 90219004.0 备件
TR 2200-00102 编码器
TR CEV65M-01460（4096） 编码器
TR SL3005-X1/GS 130/K/F ART NR﹕40720003 备件
TR CMH58M-00017 编码器
TR Art.NO:2200-04102 备件
TR LA66K312-00001 位置编码器
TR CEV58M-00288 备件
TR IE-58-U 5810-00163 编码器
TR Ari Nr：5810-00163 编码器
TR 338-00002 编码器
TR CMV58M-00004 SN:00901 编码器
TR QEH81M-00001 SN.00687 备件
TR Art.Nr:110-01412 备件
TR 3000.3210087400041E 备件
TR LT140-S 3200-00011 电子尺
TR CE65M 110-01570 备件
TR IOV58-00005 SN：00029 编码器
TR LA80A 314-00012 备件
TR CEV58M-00361 编码器
TR SL3010-X1/GS 130/K/F；Nr.40720016 拉线盒
TR ArtNr:CEH58M-00056 STEP:8192 REVOLUTION:4096 PINOUT:TR-ECE-TI-D-0065 INTERFACE:PROFIBUS DP 11-27V 编码器
TR CEV-58M00442 编码器
TR Typ: HE 65S Art. Nr: 206-00017-BS 编码器
TR CE65 M Art.Nr.110-00444 SL3005-X1/GS 130/K/F 编码器
TR CEW65M-01702  SN:0027 SL3005-X1/GS 130/K/F 编码器
TR CEV58M-001674096/4096V00ProfibusDP 编码器
TR CEV58S-00148 备件
TR MAGNET T1-S5520  49-155-009 磁铁
TR 85900034 传感器模板
TR No.2200-00102  测量长度125mm 精度1mm 备件
TR IE58A ART NO 219-01357 备件
TR CEV65M-01460  SN:80193 编码器
TR CEV65S-10122 旋转编码器
TR IE58A   219-00773 编码器
TR CEV58M-00051 编码器
TR PT15/2 490-00105 编码器
TR ART-NO:CEV65M-01926 Drawing no:04-CEV65M-M0128 shaft:12FLNUT/24 编码器
TR 27-010-001 传感器附件
TR CEV58M-00370 编码器
TR ZE65M 171一50107 备件
TR LE-200 2200-03052 编码器
TR 171-00002 备件
TR LA41-K-SSI 305-00182 传感器
TR CE-65M 110-01542 轴编码器
TR CE-58-M  5802-00045 编码器
TR PT15/2:490-00105 转换器
TR CEV58M-00337 编码器
TR CE100M-80-SSI No.:100-01360 编码器
TR LLB65-00600 激光测距
TR IOH58-00016  SN:00016 000 备件
TR CE58M Art.Nr:5802-00111 编码器
TR CEV65M-10525 备件
TR 219-00329 编码器
TR CES65M-10019 编码器
TR CMW58M-00101 编码器
TR LP-38 PROFIBUS TR307-00532 线性编码器
TR CE58M  ART.NR:5802-00023 编码器
TR CEV65M-02633 SN:0061 备件
TR CEW58M-00188 编码器
TR CE-58-M-SSI 4096/4096 V000 5802-00013 编码器
TR 62000249 插头
TR CEV65M-00444 编码器
TR CEV58M-00431 编码器
TR CE58M 5802-00045 SN:0077 备件
TR LE-200PB+SSINr:2200-04102 激光测距传感器
TR QEH81M-10006 编码器
TR CE100M100-01360 备件
TR 14-911-030 传感器附件
TR SL3030/GS130 Art.No.: 40720008 备件
TR LA66K Art.Nr:312-01701 编码器
TR QEH81M-00001 SN.00687 编码器
TR Art.Nr:CMW58M-00013，max.4096 TR-ECE-TI-DGB-0111/V000 PROFIBUS-DP/Progr 11-27vdc 编码器
TR SN:00422 IOV58-00030 备件
TR IE58A  ID:219-00773 编码器
TRACO TSP 360-124 开关
TRACO POWER TOS 06-12SIIL 电源模块
TRACO POWER 060-124/24VDC/2.5/VAL0142144 备件
TRAFAG NAT400.0V(0-400bar-GOUT:0-10V DC) 压力开关
TRAFAG NAT16.0A 压力传感器
TRAFAG NAT400.0A 压力传感器
TRAFAG 8252.84.2517.01.0000.0000.19.34.44.61 压力传感器
TRAFAG PST4M16F4 压力开关
TRAFAG 型号：8202.79.2210 s/n：238767-018 压力传感器
TRAFAG 8472.34.5717 SN:554038-016 备件
TRAFAG ISP9515 5-95°C ø10*150(设定值15°C） 温度开关
TRAFAG 8264.78.2510 压力传感器
TRAFAG 920.1074.931 备件
TRAFAG MODEL:CH-8700   TYPE:IS23N    24V  2A  RANGE:20TO110DEGC 备件
TRAFAG 9B02079（9B02079 S/N:037570.0.00.01-053 1...16bar）    替代型号PST4B164 编号9B4.4279.771.04.15.46.V3 压力传感器
TRAFAG Type:9M0.2079 S/N:497067-010 07/14 IP65 RANGE:1-16bar 压力传感器
TRAFAG 8498.79.2919 SN:309699-059 备件
TRAFAG ISN11015 20-110°C ø10*150（设定值45°C） 温度开关
TRAFAG ISN11015 20-110度 ø10*150（设定值95°C） 温度开关
TRAFAG S/N 323966-116 压力开关
TRAFAG 9BO.2876 备件
TRAFOMIC TNR-23671 320AV 变压器
TRAMEC REP100/2C 20 AU19FLQ AE19 P06 减速机
TRAMEC REP100/3C 64 AU19FLQ AE14 P03 减速机
TRAMEC TA125CO 减速机
TRANSTECHNIK SMB60301 4892064 备件
TRELECTRONIC 490-00301 电源适配器

随着海上开采石油的迅猛发展，海洋污染的问题越来越突显，主要体现在对排放污水的指标越来越严格。传统的生化法生活污水处理工艺简单，但无论是处理效果还是处理量来说都有其局限性。电催化氧化法生活污水处理装置是一种利用电催化氧化方式对海上石油平台生活污水进行处理的装置。操作人员通过控制柜上的人机界面，实现手动、自动控制，通过程序控制实现各执行元件的相互配合，达到污水处理达标并排放的功能。

1系统整体工艺设计

自控系统设计可实现手动与自动模式。

1.1手动控制模式

本系统可分别对装置中的粉碎泵、风机、排放泵、直流柜，电动阀等执行元件进行手动打开与关闭。该模式的作用为单设备检修，试运行及初上电调试时使用。

1.2自动控制模式

1.2.1电催化自动控制系统通过安装于缓冲罐顶部的超声波液位计，实时地测量缓冲罐中污水的液位高度，当达到预设高度时，粉碎泵启动，将污水从缓冲罐中抽出粉碎，并将水注入反应器中。污水进入反应器后，液位逐渐升高，触发液位开关产生动作信号，PLC控制直流电源进行直流放电，驱动电催化极板进行电催化反应。经过电催化反应后的污水，自流进入清水罐，同时位于清水罐中的压差式液位计实时测量液位高度，当达到预设高度时，排放泵启动，将处理完毕的污水排出。在电催化反应进行中，风机同步运行，实现强制排放反应中可能产生的危险气体的功能。

1.2.2电极自动换相系统固定在反应器中的电极板，由于长时间加直流电进行电催化反应，会在极板上产生垢，这就需要定期对电极板的正负极进行切换，利用其中一极在电化学反应中产生的气泡使极板上的垢脱落，从而实现自我脱垢的功能。

1.2.3废渣自动排放系统通过电极自动换相功能而分离出的污垢，经一段时间沉淀后，会堆积在反应器底部，这就需要定时对其排垢。具体操作：通过直流电源运行反馈信号作为计时条件，当计时达到预设值时，打开排放电动阀门，待阀门打开反馈信号有效时，排放泵运行一段时间（可设定），后关闭排放泵与排放电动阀。这样可及时排除固体沉淀，从而实现延长设备良好运行的效果。

2控制系统设计

自控系统组态设计如图1所示。

2.1PLC组态

PLC选用西门子S7-1200系列中的1215C，本身具有14数字输入和10个数字输出，通过添加扩展模块，扩展出多个模拟输入与模式输出，作为采集与控制其他设备的接口。如图2所示。PLC在进行硬件组态时需要对每一个扩展口的I/O地址（包括起始与结束地址）做设定，这在后续的编程中作为物理端口的影射，通过程序处理调用。

2.2PLC与其他设备的连接

PLC通过自身与扩展的IO接口模块，接收现场检测各各种信号（其中包括数字输入输出信号，模拟输入输出信号），对这些数据进行处理，并执行PLC程序中发出的各种控制指令。数字输入部分主要有液位开关、电动阀的打开与关闭反馈，电动机接触器的辅助触点以及直流电源的状态反馈；数字输出部分主要有对电动阀、控制电机的交流接触器以及直流电源的启停控制；模拟输入部分主要有流量计、液位计以及直流电源的电流电压模拟输出反馈；模拟输出部分主要针对直流电源电流输出幅值的控制信号。

3编程设计

3.1人机界面设计

使用博途TIA（V14）绘制界面[1-3]，通过硬件组态与画面绘制，将人机界面与PLC通过Profinet通信协议，经网线进行数据交互，实现对装置的运行状态、报警历史、参数设定和手动调节等进行反馈，便于操作者对设备的状态进行及时有效地把控。图3为流程界面。流程界面为设备运行中处于长期显示的重要画面，其中包括了各动力设备的启停状态，各电动阀的开合状态，各仪表的数据反馈状态，还有每种设备的故障检测状态。不同的运行模式下，可以直观的通过画面看到各种状态信息与数值反馈，便于操作者或者巡检员快速、直接且有效的判断设备运行情况。为了便于将来的仪表更换与设备检修，还编写了仪表校准和控制页面（如图4），其中仪表页面主要是对系统中传输模拟信号的仪表进行4-20mA与实际仪表量程的校准；控制页面主要分成四部分，一部分为系统模式切换；第二部分为手动模式中各执行元件（包括风机、粉碎泵、海水阀、排放阀与直流柜）的单独启/停，便于维修人员对单一设备的运行测试；第三部分为主备设备的手动与自动切换，当设置为自动切换时，系统根据运行时间与参数页面的设定时间，对主备设备进行定期切换，避免主设备长期工作，备用设备长期闲置，导致两台设备实际运行寿命不一致的情况，实现两台设备都具备良好的使用状态，当设置为手动切换时，系统不再对各设备的实际运行时间进行累加，主备设备不再自动切换，而是通过选择按钮实现人工切换；第四部分为不停机检修隔离按钮，对所有执行元件进行检修状态设定，当检修状态激活时，设备在自动模式下不再运行，避免在不停机检修时对人或者物造成潜在的安全隐患。

3.2PLC程序设计

3.2.1程序框架设计通过PLC的IO端口，监控各仪表与各设备的工作状态，并根据装置所处的工作模式决定工作流程，如图5所示。每个执行部件都采用一用一备的热备用方式，当一台设备出现故障时，程序自动切换使用备用设备，实现整个装置的连续运转，保证运行稳定性与可靠性。程序编写依靠IEC61131-5及国标15969.3-2017相关标准进行编写[4-5]。具体程序设计，先对每一个功能建立功能块（FB）及其数据块（DB），包括实现功能需要的内部变量与全局变量；其次，对每一个功能块进行独立编程，实现各功能独立，在组织块（OB1）中用对应的指令调用各功能块，从而提高CPU的执行效率，便于后期调试与功能添加。

3.2.2换相程序换相功能的程序如图6所示，在直流电源运行时，通过分钟脉冲信号作为计数器的累加触发。当计数值大于等于预设值时，触发换相流程：先停止直流电源运行，并激活“延时接通”指令，其设定值为90秒，这主要的作用是等待直流电源的输出端电压下降到安全值，避免立即换相导致接触电流过大触发设备意外报警；当接通延时指令激活达到预设时间后，PLC对直流电源发出换相指令，并回复直流电源运行；当正负切换两次后，计数器清零，开始重新计数。

3.2.3排放程序定时排放功能程序如图7所示，在自动模式下通过分钟脉冲作为计数器触发源，当计数达到预设值且粉碎泵在工作时，进入排放流程：打开电动阀，通过触发“延时打开”指令，延迟一段时间后，排放泵运行，再经过一段时间后，排放泵停止，电动阀关闭，重置排放计时值。

4结束语

本装置在西门子博途编程平台下完成了基于Profinet连接的触摸屏与PLC，通过IO接口对执行元件进行互联，智能、高效地对生活污水进行电催化处理，从而有效降低污水中的化学需氧量（COD）。通过实际运行可证明：该生活污水自动处理装置可高效可靠的实现海上石油平台生活污水的处理任务，达到排海要求，功能完整，设备易于操作维护，运行稳定。该装置已在多个海上石油平台上推广使用。

TRELECTRONIC SL3005-X1/GS130/K/F ART.NR.40-720-003 传感器
TR-ELECTRONIC GMBH CE65M Art.Nr:110-02546 编码器
TR-ELECTRONIC GMBH CMW58M-00068 编码器
TRELLEBORG S59113-0220-109S 密封
trimecind MG015N511311/RT121D0FM 流量计
TRUCK BI20U-QV40-AP6X2-H11411 接近感应开关
TRUCK VB2-FSW/FKW/FSW45 备件
TSCHAN NOR-MEX flexible coupling G415 联轴器弹性体
TSCHAN NOR-MEX flexible coupling G240 联轴器弹性体
TSCHAN NOR-MEX G240 备件
TST FLP08-G2NAE  SN:P151517E 传感器
TURBO Pre-Cleaner Turbo 2, II-68-7 滤芯
TURBO 2-46-4.5 备件
TURBO Pre-Cleaner Turbo 2, II-68-6 滤芯
TURBO PRE CLEANER TURBO 2-68-6 备件
TURCK BIL-HS540-AP6X 接近开关
TURCK FCS-G1/2A4P-AP8X-H1141 DN100 流量开关
TURCK PS010V-504-LI2UPN8X-H1141 压力传感器
TURCK PS250R-504-LI2UPN8X-H1141 压力传感器
TURCK B12-M12-AP6X 备件
TURCK Bi15U-M30-RP6X-H1141，三线直流常闭 接近开关
TURCK BL20-4DO-24VDC-0.5A-P 开关量输出模块
TURCK BS4151-0/13.5 总线接头
TURCK FCS-GL  1/2A4-NA-H1141/D500 流量开关
TURCK RSM-572-2M/5D 备件
TURCK FLDP-IM16-0001 总线模组
TURCK NI8-S18-AN6X 备件
TURCK FW-M12ST5D-G-SB-ME-SH-8 备件
TURCK Ni20NF-CP40-VP4X2 传感器
TURCK CMBS8151-0 6930161 接插件
TURCK BI15U-CK40-AP6X2-H1141 接近开关
TURCK NI12U-M18-ADZ30X2 备件
TURCK Bi5-M18-AD4X 接近开关
TURCK RKC4.4T-5/ 接插件
TURCK BL20-4DI-24VDC-P 输入模块
TURCK 6827023 BL20-4DO-24VDC-0.5A-P 备件
TURCK BI8U-MT18-AP6X-H1141 备件
TURCK BI8-M18-AP6X-H1141 备件
TURCK BI2U-EG08-AN6X 传感器
TURCK BI3U-MT12-AP6X-H1141 零件检测传感器
TURCK B4151-0/13.5 总线接头
TURCK TW-R30-B128 Nr:6900503 码片
TURCK BI20R-W30-DAP6X-H1141 备件
TURCK BI2-M12-AP6X  NO.46050 备件
TURCK NI50U-CK40-VP4X2-H1141 接近开关
TURCK FCS-G1/2A4P-VRX/24VDC 开关
TURCK BC5-S18-AP4X 传感器
TURCK JRBS-40SC-6 备件
TURCK BL20-E-16DI-24VDC-P 数字量输入模块
TURCK Bi15u-EM30WD-AP6X/S90 7M 接近开关
TURCK FCT-G1/2A4P-VRX/230VAC 流量开关
TURCK BI2OU-CK40-AP6X2-H1141 开关
TURCK BL20-E-1SWIRE 通讯模块
TURCK BL20-E-GW-DP 耦合器
TURCK 4685742 传感器
TURCK SDPL0404D 1003 总线模块
TURCK BI15-CP40-VP4*2/S100 备件
TURCK IM35-11EX-HI/24VDC 模拟量输出隔离栅
TURCK NI75U-Q80-AP6X2-H1141 接近开关
TURCK RKSWS4.5[5]-2RSSWS 备件
TURCK BL20-2AI-I(0/4-20MA) 模拟量输入模块
TURCK BIM-UNT-AP6X-0.3-PSG3M 备件
TURCK 4602220 传感器
TURCK 4669450 传感器
TURCK NI4-S12-AZ31X 接近开关
TURCK FCS-G1/2A4-AP8X-H1141/0-30CM/S 流量开关
TURCK Ni12U-MT18-AP6X-H1141 接近开关
TURCK BI8U-EM18WD-AP6X-H1141 接近开关
TURCK Ni8-M18-AZ3X 接近开关
TURCK DC10-30V TURCK BI4-M12-AN6X WITH 7M WIRE 备件
TURCK BI4-M12-AP6X-H1141 接近开关
TURCK 7030235 TN-Q14-0.15-RS4.47T 传感器
TURCK BL67-PF-24VDC 辅助电源
TURCK NI50-CP80-VP4X2 接近开关
TURCK 4602033 传感器
TURCK FCS-G1/2A4P-URX/24VDC 示流计
TURCK PS400R-304-LUUPN8X-H1141 备件
TURIAN GH-112-9317250bar250rpm 旋转给油器
TURIAN GR-25-B-LH     2500RPM 旋转接头
TURIAN GH-112-9317 旋转接头
TURIAN GR32RH 备件
TURIAN GR-25-B-RH     2500RPM 旋转接头
TUTHILL P/N 55539-101 真空泵端盖
TUTHILL P/N 18983 真空泵端板
TUTHILL P/N 16055 真空泵维修包
TUTHILL DGS.99 PPPV2NM00000   Serial:1047822    CW75KS5808G01 控制液再生系统泵
TUTHILL P/N 23808 真空泵驱动总成
TWIFLEX GMR25 +SH15 附件
TWIFLEX XS型气包7201046 气动抱闸
TWIFLEX K    NO:7200654 推进器
TWIFLEX 7902804 制动膜片
TWIFLEX 订货号10382-83 抱闸
TWIFLEX XSA215054 13317PMIN 备件
TWIFLEX 6780685+PARTNO.7200576 制动器
TWIFLEX GMR40-SD（30KN） 抱闸片
TWIFLEX 100.098.01. BRAKE 气压式制动器
TWIFLEX P/N7080332 抱闸片

随着海上开采石油的迅猛发展，海洋污染的问题越来越突显，主要体现在对排放污水的指标越来越严格。传统的生化法生活污水处理工艺简单，但无论是处理效果还是处理量来说都有其局限性。电催化氧化法生活污水处理装置是一种利用电催化氧化方式对海上石油平台生活污水进行处理的装置。操作人员通过控制柜上的人机界面，实现手动、自动控制，通过程序控制实现各执行元件的相互配合，达到污水处理达标并排放的功能。

1系统整体工艺设计

自控系统设计可实现手动与自动模式。

1.1手动控制模式

本系统可分别对装置中的粉碎泵、风机、排放泵、直流柜，电动阀等执行元件进行手动打开与关闭。该模式的作用为单设备检修，试运行及初上电调试时使用。

1.2自动控制模式

1.2.1电催化自动控制系统通过安装于缓冲罐顶部的超声波液位计，实时地测量缓冲罐中污水的液位高度，当达到预设高度时，粉碎泵启动，将污水从缓冲罐中抽出粉碎，并将水注入反应器中。污水进入反应器后，液位逐渐升高，触发液位开关产生动作信号，PLC控制直流电源进行直流放电，驱动电催化极板进行电催化反应。经过电催化反应后的污水，自流进入清水罐，同时位于清水罐中的压差式液位计实时测量液位高度，当达到预设高度时，排放泵启动，将处理完毕的污水排出。在电催化反应进行中，风机同步运行，实现强制排放反应中可能产生的危险气体的功能。

1.2.2电极自动换相系统固定在反应器中的电极板，由于长时间加直流电进行电催化反应，会在极板上产生垢，这就需要定期对电极板的正负极进行切换，利用其中一极在电化学反应中产生的气泡使极板上的垢脱落，从而实现自我脱垢的功能。

1.2.3废渣自动排放系统通过电极自动换相功能而分离出的污垢，经一段时间沉淀后，会堆积在反应器底部，这就需要定时对其排垢。具体操作：通过直流电源运行反馈信号作为计时条件，当计时达到预设值时，打开排放电动阀门，待阀门打开反馈信号有效时，排放泵运行一段时间（可设定），后关闭排放泵与排放电动阀。这样可及时排除固体沉淀，从而实现延长设备良好运行的效果。

2控制系统设计

自控系统组态设计如图1所示。

2.1PLC组态

PLC选用西门子S7-1200系列中的1215C，本身具有14数字输入和10个数字输出，通过添加扩展模块，扩展出多个模拟输入与模式输出，作为采集与控制其他设备的接口。如图2所示。PLC在进行硬件组态时需要对每一个扩展口的I/O地址（包括起始与结束地址）做设定，这在后续的编程中作为物理端口的影射，通过程序处理调用。

2.2PLC与其他设备的连接

PLC通过自身与扩展的IO接口模块，接收现场检测各各种信号（其中包括数字输入输出信号，模拟输入输出信号），对这些数据进行处理，并执行PLC程序中发出的各种控制指令。数字输入部分主要有液位开关、电动阀的打开与关闭反馈，电动机接触器的辅助触点以及直流电源的状态反馈；数字输出部分主要有对电动阀、控制电机的交流接触器以及直流电源的启停控制；模拟输入部分主要有流量计、液位计以及直流电源的电流电压模拟输出反馈；模拟输出部分主要针对直流电源电流输出幅值的控制信号。

3编程设计

3.1人机界面设计

使用博途TIA（V14）绘制界面[1-3]，通过硬件组态与画面绘制，将人机界面与PLC通过Profinet通信协议，经网线进行数据交互，实现对装置的运行状态、报警历史、参数设定和手动调节等进行反馈，便于操作者对设备的状态进行及时有效地把控。图3为流程界面。流程界面为设备运行中处于长期显示的重要画面，其中包括了各动力设备的启停状态，各电动阀的开合状态，各仪表的数据反馈状态，还有每种设备的故障检测状态。不同的运行模式下，可以直观的通过画面看到各种状态信息与数值反馈，便于操作者或者巡检员快速、直接且有效的判断设备运行情况。为了便于将来的仪表更换与设备检修，还编写了仪表校准和控制页面（如图4），其中仪表页面主要是对系统中传输模拟信号的仪表进行4-20mA与实际仪表量程的校准；控制页面主要分成四部分，一部分为系统模式切换；第二部分为手动模式中各执行元件（包括风机、粉碎泵、海水阀、排放阀与直流柜）的单独启/停，便于维修人员对单一设备的运行测试；第三部分为主备设备的手动与自动切换，当设置为自动切换时，系统根据运行时间与参数页面的设定时间，对主备设备进行定期切换，避免主设备长期工作，备用设备长期闲置，导致两台设备实际运行寿命不一致的情况，实现两台设备都具备良好的使用状态，当设置为手动切换时，系统不再对各设备的实际运行时间进行累加，主备设备不再自动切换，而是通过选择按钮实现人工切换；第四部分为不停机检修隔离按钮，对所有执行元件进行检修状态设定，当检修状态激活时，设备在自动模式下不再运行，避免在不停机检修时对人或者物造成潜在的安全隐患。

3.2PLC程序设计

3.2.1程序框架设计通过PLC的IO端口，监控各仪表与各设备的工作状态，并根据装置所处的工作模式决定工作流程，如图5所示。每个执行部件都采用一用一备的热备用方式，当一台设备出现故障时，程序自动切换使用备用设备，实现整个装置的连续运转，保证运行稳定性与可靠性。程序编写依靠IEC61131-5及国标15969.3-2017相关标准进行编写[4-5]。具体程序设计，先对每一个功能建立功能块（FB）及其数据块（DB），包括实现功能需要的内部变量与全局变量；其次，对每一个功能块进行独立编程，实现各功能独立，在组织块（OB1）中用对应的指令调用各功能块，从而提高CPU的执行效率，便于后期调试与功能添加。

3.2.2换相程序换相功能的程序如图6所示，在直流电源运行时，通过分钟脉冲信号作为计数器的累加触发。当计数值大于等于预设值时，触发换相流程：先停止直流电源运行，并激活“延时接通”指令，其设定值为90秒，这主要的作用是等待直流电源的输出端电压下降到安全值，避免立即换相导致接触电流过大触发设备意外报警；当接通延时指令激活达到预设时间后，PLC对直流电源发出换相指令，并回复直流电源运行；当正负切换两次后，计数器清零，开始重新计数。

3.2.3排放程序定时排放功能程序如图7所示，在自动模式下通过分钟脉冲作为计数器触发源，当计数达到预设值且粉碎泵在工作时，进入排放流程：打开电动阀，通过触发“延时打开”指令，延迟一段时间后，排放泵运行，再经过一段时间后，排放泵停止，电动阀关闭，重置排放计时值。

4结束语

本装置在西门子博途编程平台下完成了基于Profinet连接的触摸屏与PLC，通过IO接口对执行元件进行互联，智能、高效地对生活污水进行电催化处理，从而有效降低污水中的化学需氧量（COD）。通过实际运行可证明：该生活污水自动处理装置可高效可靠的实现海上石油平台生活污水的处理任务，达到排海要求，功能完整，设备易于操作维护，运行稳定。该装置已在多个海上石油平台上推广使用。

TWIFLEX GMR40-SD（30KN） 气动抱闸

TR编码器CDV75M-00012透过市场看惠言达

随着海上开采石油的迅猛发展，海洋污染的问题越来越突显，主要体现在对排放污水的指标越来越严格。传统的生化法生活污水处理工艺简单，但无论是处理效果还是处理量来说都有其局限性。电催化氧化法生活污水处理装置是一种利用电催化氧化方式对海上石油平台生活污水进行处理的装置。操作人员通过控制柜上的人机界面，实现手动、自动控制，通过程序控制实现各执行元件的相互配合，达到污水处理达标并排放的功能。

1系统整体工艺设计

自控系统设计可实现手动与自动模式。

1.1手动控制模式

本系统可分别对装置中的粉碎泵、风机、排放泵、直流柜，电动阀等执行元件进行手动打开与关闭。该模式的作用为单设备检修，试运行及初上电调试时使用。

1.2自动控制模式

1.2.1电催化自动控制系统通过安装于缓冲罐顶部的超声波液位计，实时地测量缓冲罐中污水的液位高度，当达到预设高度时，粉碎泵启动，将污水从缓冲罐中抽出粉碎，并将水注入反应器中。污水进入反应器后，液位逐渐升高，触发液位开关产生动作信号，PLC控制直流电源进行直流放电，驱动电催化极板进行电催化反应。经过电催化反应后的污水，自流进入清水罐，同时位于清水罐中的压差式液位计实时测量液位高度，当达到预设高度时，排放泵启动，将处理完毕的污水排出。在电催化反应进行中，风机同步运行，实现强制排放反应中可能产生的危险气体的功能。

1.2.2电极自动换相系统固定在反应器中的电极板，由于长时间加直流电进行电催化反应，会在极板上产生垢，这就需要定期对电极板的正负极进行切换，利用其中一极在电化学反应中产生的气泡使极板上的垢脱落，从而实现自我脱垢的功能。

1.2.3废渣自动排放系统通过电极自动换相功能而分离出的污垢，经一段时间沉淀后，会堆积在反应器底部，这就需要定时对其排垢。具体操作：通过直流电源运行反馈信号作为计时条件，当计时达到预设值时，打开排放电动阀门，待阀门打开反馈信号有效时，排放泵运行一段时间（可设定），后关闭排放泵与排放电动阀。这样可及时排除固体沉淀，从而实现延长设备良好运行的效果。

2控制系统设计

自控系统组态设计如图1所示。

2.1PLC组态

PLC选用西门子S7-1200系列中的1215C，本身具有14数字输入和10个数字输出，通过添加扩展模块，扩展出多个模拟输入与模式输出，作为采集与控制其他设备的接口。如图2所示。PLC在进行硬件组态时需要对每一个扩展口的I/O地址（包括起始与结束地址）做设定，这在后续的编程中作为物理端口的影射，通过程序处理调用。

2.2PLC与其他设备的连接

PLC通过自身与扩展的IO接口模块，接收现场检测各各种信号（其中包括数字输入输出信号，模拟输入输出信号），对这些数据进行处理，并执行PLC程序中发出的各种控制指令。数字输入部分主要有液位开关、电动阀的打开与关闭反馈，电动机接触器的辅助触点以及直流电源的状态反馈；数字输出部分主要有对电动阀、控制电机的交流接触器以及直流电源的启停控制；模拟输入部分主要有流量计、液位计以及直流电源的电流电压模拟输出反馈；模拟输出部分主要针对直流电源电流输出幅值的控制信号。

3编程设计

3.1人机界面设计

使用博途TIA（V14）绘制界面[1-3]，通过硬件组态与画面绘制，将人机界面与PLC通过Profinet通信协议，经网线进行数据交互，实现对装置的运行状态、报警历史、参数设定和手动调节等进行反馈，便于操作者对设备的状态进行及时有效地把控。图3为流程界面。流程界面为设备运行中处于长期显示的重要画面，其中包括了各动力设备的启停状态，各电动阀的开合状态，各仪表的数据反馈状态，还有每种设备的故障检测状态。不同的运行模式下，可以直观的通过画面看到各种状态信息与数值反馈，便于操作者或者巡检员快速、直接且有效的判断设备运行情况。为了便于将来的仪表更换与设备检修，还编写了仪表校准和控制页面（如图4），其中仪表页面主要是对系统中传输模拟信号的仪表进行4-20mA与实际仪表量程的校准；控制页面主要分成四部分，一部分为系统模式切换；第二部分为手动模式中各执行元件（包括风机、粉碎泵、海水阀、排放阀与直流柜）的单独启/停，便于维修人员对单一设备的运行测试；第三部分为主备设备的手动与自动切换，当设置为自动切换时，系统根据运行时间与参数页面的设定时间，对主备设备进行定期切换，避免主设备长期工作，备用设备长期闲置，导致两台设备实际运行寿命不一致的情况，实现两台设备都具备良好的使用状态，当设置为手动切换时，系统不再对各设备的实际运行时间进行累加，主备设备不再自动切换，而是通过选择按钮实现人工切换；第四部分为不停机检修隔离按钮，对所有执行元件进行检修状态设定，当检修状态激活时，设备在自动模式下不再运行，避免在不停机检修时对人或者物造成潜在的安全隐患。

3.2PLC程序设计

3.2.1程序框架设计通过PLC的IO端口，监控各仪表与各设备的工作状态，并根据装置所处的工作模式决定工作流程，如图5所示。每个执行部件都采用一用一备的热备用方式，当一台设备出现故障时，程序自动切换使用备用设备，实现整个装置的连续运转，保证运行稳定性与可靠性。程序编写依靠IEC61131-5及国标15969.3-2017相关标准进行编写[4-5]。具体程序设计，先对每一个功能建立功能块（FB）及其数据块（DB），包括实现功能需要的内部变量与全局变量；其次，对每一个功能块进行独立编程，实现各功能独立，在组织块（OB1）中用对应的指令调用各功能块，从而提高CPU的执行效率，便于后期调试与功能添加。

3.2.2换相程序换相功能的程序如图6所示，在直流电源运行时，通过分钟脉冲信号作为计数器的累加触发。当计数值大于等于预设值时，触发换相流程：先停止直流电源运行，并激活“延时接通”指令，其设定值为90秒，这主要的作用是等待直流电源的输出端电压下降到安全值，避免立即换相导致接触电流过大触发设备意外报警；当接通延时指令激活达到预设时间后，PLC对直流电源发出换相指令，并回复直流电源运行；当正负切换两次后，计数器清零，开始重新计数。

3.2.3排放程序定时排放功能程序如图7所示，在自动模式下通过分钟脉冲作为计数器触发源，当计数达到预设值且粉碎泵在工作时，进入排放流程：打开电动阀，通过触发“延时打开”指令，延迟一段时间后，排放泵运行，再经过一段时间后，排放泵停止，电动阀关闭，重置排放计时值。

4结束语

本装置在西门子博途编程平台下完成了基于Profinet连接的触摸屏与PLC，通过IO接口对执行元件进行互联，智能、高效地对生活污水进行电催化处理，从而有效降低污水中的化学需氧量（COD）。通过实际运行可证明：该生活污水自动处理装置可高效可靠的实现海上石油平台生活污水的处理任务，达到排海要求，功能完整，设备易于操作维护，运行稳定。该装置已在多个海上石油平台上推广使用。