株洲硬質(zhì)合金廠空調(diào)系統(tǒng)共有溴化鋰機組兩臺,其中冷凍水泵2臺功率為200KW,采用自耦降壓啟動北郁。操作工根據(jù)負荷情況開1臺或2臺降蹋。單臺水泵最大輸出流量為600m3/h,系統(tǒng)全開時為1200m3/h《辏現(xiàn)水泵運行出口壓力為4.5-9kg,最小流量需求為200m3/h,最大流量需求為950m3/h黑乞。壓力波動較大的原因為,冷凍水泵流量不能根據(jù)負載變化調(diào)節(jié),一旦后級工段冷凍水量減少水泵出口壓力就會急劇上升。冷凍水在管路里快速循環(huán)未充分換熱就回水,造成回水溫度低膛姊。水泵和主機都白白消耗能量拟祖。

當1#機組開起后,1#流量必須滿足最低流量值200m3/h,如果用戶流量沒有達到最低流量值時,機組就會停機保護,值班人員必須提前打開旁通閥,使部分冷凍水在機組內(nèi)循環(huán)來保證機組內(nèi)有200m3/h以上的流量。2#也如此擦酌。

一.改造控制要求:

分三個階段完成自動控制,下面以1#空調(diào)機組為例詳細說明如下:

?機組冷水出口流量不得低于200m3/h;

?當1臺泵輸出壓力不能滿足要求時,系統(tǒng)提示手動開啟另一臺泵;

?選擇1#或2#泵為變頻運行泵俱诸。

?當需求流量為0～300m3/h時,1#泵定頻運行,保證300m3/h的總流量輸出,旁通調(diào)節(jié)閥打開并做PID調(diào)節(jié),以保證輸出用戶所需的流量;

?當需求流量為300m3/h～600m3/h時,1#泵變頻運行并做PID調(diào)節(jié),同時旁通閥門全關;

?當需求流量為600m3/h～900m3/h時,1#泵定頻運行,輸出300m3/h的流量;2#泵工頻運行,輸出600m3/h的流量;旁通調(diào)節(jié)閥打開并做PID調(diào)節(jié),保證6kg的輸出壓力;

?當需求流量為900m3/h～1200m3/h時,1#泵變頻運行,并做PID調(diào)節(jié),2#泵工頻運行,旁通閥門全關媒吗。

變頻系統(tǒng)通過控制柜上選擇開關,選擇任意一臺水泵采用變頻控制方式,其他水泵還采用原控制模式。被選擇作為變頻水泵的機組作為整個系統(tǒng)的調(diào)節(jié)水泵,來自動調(diào)節(jié)冷凍水流量乙埃。在自動控制模式下,利用PLC采集總管壓力信號并根據(jù)PID運算發(fā)出變頻器頻率給定信號,自動調(diào)節(jié)電機(水泵)轉速使冷凍水壓力變化來實現(xiàn)自動控制闸英。還采集輸出流量送到PLC進行PID計算后再輸出4～20mA的電流信號控制旁通閥,來實現(xiàn)恒流的效果。

同時PLC將現(xiàn)場參數(shù),進出口壓力值介袜、變頻器頻率甫何、電流、電機轉速等上傳至控制室內(nèi)的人機界面進行參數(shù)顯示遇伞。在控制室可通過人機界面對給定壓力值辙喂、下限流量值、PID參數(shù)鸠珠、變頻泵選擇和啟動遠程控制巍耗。遠程實現(xiàn)各種操作,極大的方便了系統(tǒng)控制〗ヅ牛控制方式本方案在保留原工頻系統(tǒng)的基礎上與原工頻系統(tǒng)之間設置連鎖以確保系統(tǒng)工作安全馆柬。

二.設備的配置

(1)友好的人機界面:由于系統(tǒng)需對每臺機組的進口壓力、出口壓力烤酌、出口流量吻霎、總壓力的上限值和下限值,PID參數(shù)進行設置,還要對所有的壓力、流量值進行顯示,還有報警信息進行記錄惫康。采用Eview的MT506LV人機界面睹梢。界面編輯了“主畫面”、“控制畫面”赢瘦、“參數(shù)設置”九窿、“故障記錄”、“壓力曲線”汇泰、“幫助”六個基本畫面坦膘。主畫面上對采集的壓力、流量值珊求、變頻器的運行頻率层攀、電流進行顯示,還顯示系統(tǒng)當前狀態(tài)和故障顯示,讓用戶一目了然曾蚊。

(2)PLC:PLC是設備的大腦,選用的是艾默生網(wǎng)絡能源有限公司的新產(chǎn)品EC20系列的PLC及模擬輸入模塊和模擬輸出模塊,EC20系列PLC是高性能的通用PLC,內(nèi)存指令容量達到8k赃阀；典型基本指令執(zhí)行速度0.09~0.42μS典型應用指令則為5~280μS支持高達50kHz的高速輸入和80kHz的高速輸出；具有豐富的中斷功能,有8路輸入中斷,3個定時,6路高速計數(shù),支持工業(yè)標準的Modbus通訊網(wǎng)絡擎颖；指令有浮點運算榛斯、PID、高速I/O搂捧、通訊等20類共243條,具有掉電檢測和后備電池保持,可擴展多個模塊,擴展模塊有數(shù)字型驮俗、模擬型懂缕、溫度型的模塊。EC20的編程采用界面友好的窗口軟件,支持多種編程方式:梯形圖王凑、指令列表搪柑、順序功能圖,方便地監(jiān)控和調(diào)試,可在線修改程序。

(3)PLC的配置 :主模塊選用EC20-2012BRA,20點輸入12點繼電器類型輸出索烹。模擬輸入模塊采用8通道的EC20-8AD,模擬輸出采用4通道的EC20-4DA 工碾。

(4)輸入輸出設備配置:輸入設備有“手動/自動”選擇開關,選擇變頻泵“1#/2#”、系統(tǒng)“啟動”“停止”,還采集了工頻百姓、變頻接觸器信號進行互鎖和狀態(tài)顯示渊额。輸出設備有1#泵變頻運行、2#泵變頻運行垒拢、故障和復位繼電器驶滚。

(5)模擬輸入輸出設備配置:利用EC20-8AD采集了總管壓力、旁通閥位置反饋北拔、1#機組出口壓力换秧、2#機組出口壓力、1#泵出口流量以搏、2#泵出口流量注欧；用EC20-4DA輸出電流信號給定EV2000-4T2000P頻率,另一路輸出4~20mA的電流信號到旁通閥。

三．工作原理

系統(tǒng)采用工變頻互備,另外可以靈活的選擇需變頻的電機是1#還是2#由KM3鲜附、KM4來完成钙蕉。

四．程序要點

EC20的COM0與EVIEW人機界面通過MODBUS協(xié)議進行通訊,COM1通訊口與艾默生的EV2000變頻器進行自由協(xié)議通訊,PLC軟件設置。

COM1的自由口協(xié)議中的波特率屋包、數(shù)據(jù)位官孝、停止位、效驗位必須與變頻器中設置一樣才能通訊上厌圈。EC20時刻檢測著變頻器的頻率门俏、電流、故障再反映到人機界面上摩疑。

系統(tǒng)需恒壓危融、恒流,所以做成雙PID對變頻器和旁通閥進行控制,控制的壓力和流量在EVIEW人機界面上進行設置。在現(xiàn)場調(diào)試過程中,發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場的負載在每天下午五點下班時會突變,由于負載500m3/h的流量突變成幾十的流量,這個突變的時間只有兩三秒的時間,而旁通閥動作的速度很慢,一個行程38mm需2分鐘的時間,這樣會造成空調(diào)機組保護停機,為了解決這一問題,采用實時時鐘定時開度旁通閥,也就是每天在五點之前就給旁通閥一個開度,當設定的時間到達后,系統(tǒng)又恢復PID調(diào)節(jié)雷袋。

五．結束語

本系統(tǒng)已完成,已正式投入使用吉殃。由于采用艾默生的EC20系列的PLC進行控制,性能穩(wěn)定,運行可靠,系統(tǒng)結構緊湊,節(jié)省能耗,便于維護。變頻器的頻率在40HZ左右穩(wěn)定壓力,節(jié)能率達到48%楷怒。因此不但大大的提高了產(chǎn)品的技術含量和自動化水平,而且還極大地提高了企業(yè)的經(jīng)濟效率,非常具有推廣價值蛋勺。

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