EC20 在溴化锂中央空调冷冻水泵改造的应用
The application of EC20 to LiBr transformation of the central air-conditioning chilled water pumps
艾黙生工业自动化(中国)
供稿
一,原系统分析
株洲硬质合金厂空调系统共有溴化锂机组两台,其中冷冻水泵 2 台功率为 200KW,采用自耦 降压启动.操作工根据负荷情况开 1 台或 2 台.单台水泵最大输出流量为 600m3/h,系统全开时 为 1200m3/h. 现水泵运行出口压力为 4.5-9kg, 最小流量需求为 200m3/h, 最大流量需求为 950m3/h. 压力波动较大的原因为, 冷冻水泵流量不能根据负载变化调节, 一旦后级工段冷冻水量减少水泵 出口压力就会急剧上升.冷冻水在管路里快速循环未充分换热就回水,造成回水温度低.水泵和 主机都白白消耗能量.
集水管
旁通阀 冷冻水
1#空调机组
1#冷冻水泵
冷冻水 2#冷冻水泵
2#空调机组
冷冻水管网图 当 1#机组开起后,1#流量必须满足最低流量值 200 m3/h,如果用户流量没有达到最低流量 值时,机组就会停机保护,值班人员必须提前打开旁通阀,使部分冷冻水在机组内循环来保证机 组内有 200 m3/h 以上的流量.2#也如此.
二,改造控制要求:
分三个阶段完成自动控制,下面以 1#空调机组为例详细说明如下:
机组冷水出口流量不得低于 200 m3/h; 当 1 台泵输出压力不能满足要求时,系统提示手动开启另一台泵; 选择 1#或 2#泵为变频运行泵. 当需求流量为 0～300 m3/h 时,1#泵定频运行,保证 300 m3/h 的总流量输出,旁通 调节阀打开并做 PID 调节,以保证输出用户所需的流量; 当需求流量为 300 m3/h～600 m3/h 时,1#泵变频运行并做 PID 调节,同时旁通阀门 全关; 当需求流量为 600 m3/h～900 m3/h 时,1#泵定频运行,输出 300 m3/h 的流量;2#泵工 频运行,输出 600 m3/h 的流量;旁通调节阀打开并做 PID 调节,保证 6kg 的输出压 力; 当需求流量为 900 m3/h～1200 m3/h 时,1#泵变频运行,并做 PID 调节,2#泵工频运 行,旁通阀门全关. 变频系统通过控制柜上选择开关, 选择任意一台水泵采用变频控制方式, 其他水泵还采 用原控制模式.被选择作为变频水泵的机组作为整个系统的调节水泵,来自动调节冷冻水流量. 在自动控制模式下,利用 PLC 采集总管压力信号并根据 PID 运算发出变频器频率给定信号,自 动调节电机 (水泵) 转速使冷冻水压力变化来实现自动控制. 还采集输出流量送到 PLC 进行 PID 计算后再输出 4～20mA 的电流信号控制旁通阀,来实现恒流的效果. 同时 PLC 将现场参数,进出口压力值,变频器频率,电流,电机转速等上传至控制室内的人 机界面进行参数显示.在控制室可通过人机界面对给定压力值,下限流量值,PID 参数,变频泵 选择和启动远程控制.远程实现各种操作,极大的方便了系统控制.控制方式本方案在保留原工 频系统的基础上与原工频系统之间设置连锁以确保系统工作安全.
三,设备的配置
(1)友好的人机界面:由于系统需对每台机组的进口压力,出口压力,出口流量,总压力 的上限值和下限值,PID 参数进行设置,还要对所有的压力,流量值进行显示,还有报警信息进 行记录.采用 Eview 的 MT506LV 人机界面.界面编辑了"主画面""控制画面""参数设置" , , , "故障记录""压力曲线""帮助"六个基本画面.主画面上对采集的压力,流量值,变频器的 , , 运行频率,电流进行显示,还显示系统当前状态和故障显示,让用户一目了然. (2)PLC: PLC 是设备的大脑,选用的是艾默生网络能源有限公司的新产品 EC20 系列的 PLC 及模拟 输入模块和模拟输出模块,EC20 系列 PLC 是高性能的通用 PLC,内存指令容量达到 8k;典型
基本指令执行速度 0.09 ~0.42μS 典型应用指令则为 5~280μS 支持高达 50kHz 的高速输入和 80kHz 的高速输出;具有丰富的中断功能,有 8 路输入中断,3 个定时,6 路高速计数,支持工业标准 的 Modbus 通讯网络;指令有浮点运算,PID,高速 I/O,通讯等 20 类共 243 条,具有掉电检测 和后备电池保持,可扩展多个模块,扩展模块有数字型,模拟型,温度型的模块.EC20 的编程 采用界面友好的窗口软件,支持多种编程方式:梯形图,指令列表,顺序功能图,方便地监控和 调试,可在线修改程序. (3)PLC 的配置 主模块选用 EC20-2012BRA,20 点输入 12 点继电器类型输出.模拟输入模块采用 8 通道的 EC20-8AD,模拟输出采用 4 通道的 EC20-4DA. (4)输入输出设备配置 输入设备有"手动/自动"选择开关,选择变频泵"1#/2#" ,系统"启动" "停止" ,还采集 了工频,变频接触器信号进行互锁和状态显示. 输出设备有 1#泵变频运行,2#泵变频运行,故障和复位继电器. (5)模拟输入输出设备配置 利用 EC20-8AD 采集了总管压力,旁通阀位置反馈,1#机组出口压力,2#机组出口压力, 1#泵出口流量,2#泵出口流量;用 EC20-4DA 输出电流信号给定 EV2000-4T2000P 频率,另一路 输出 4~20mA 的电流信号到旁通阀.

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