自控数据采集系统控制方案(3)

2018-12-27 20:14

运行时间的平衡,最大程度地减少设备的不平衡运行,延长压缩机和设备的寿命。 ? 联锁控制:

为了确保冷水机组及相关设备的正常运作,控制程序在设备启停次序上将作以下编排。

i. 启动:水源潜水泵→冷热水泵→空调机组 ii. 停止:空调机组→水源潜水泵→冷热水泵 ? ?故障转机:

制热系统中,各台空调机组/冷冻水泵/水源潜水泵互为备用。当任何一台设备出现故障时,空调管理系统会停止该设备运转,并根据有关设备的运行时间累计,启动运行时间最短的同类设备,以保证整个系统的连续运作。 ? 水流开关检测:

当系统检测到任何一台压缩机组的冷却水或冷冻水的水流开关报警后将停止有关机组的运行,并投入另一机组运行。 ? 其它控制模式同制冷相同。

2.1.4.系统的几个控制过程

? 螺杆机的开机、加载、减载受开机指令和出水温度A控制。 ? 在螺杆机开机时候,A、B冷冻水循环泵的开机和运行主要受出水压

力A控制,建议B使用变频器控制,并且C变频器控制作为备用。 ? 螺杆机开机时候,冷凝风机投入的数量,受冷凝水温度B控制。 ? 冷凝水泵的投入仅仅受螺杆机运行控制。O、Q是受自己的螺杆机控

制,P作为备用水泵。

? 制冷时候水源热泵的开机受开机、加载、减载受出水温度A1和螺杆

机满载信号的控制。

? 制热时候水源热泵的开机受开机指令和出水温度A1控制。 ? 在水源热泵开机时候,D、E冷冻水循环泵的开机和运行主要受出水

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压力A1控制,建议D使用变频器控制,并且C变频器控制作为备用。 ? 热泵水源水泵,受出水压力C和温度C控制,建议3台水泵有一台使

用变频器控制,并且C变频器控制作为备用。

2.1.5.空调机组的节能及优化控制

为保证冷源及水系统的正常运行,充分利用空调管理系统强大的数据处理与分析功能,恰当地对系统进行调节,从而达到提高运行品质,降低运行能耗的作用,产生经济效益。

冷源及水系统的能耗由冷水机组主机电耗、冷冻水、冷却水和各循环水泵电耗、冷却塔风机电耗等构成。如果冷冻水末端各都有良好的自动控制,冷水机组供冷量在满足各站需求的前提下,其节能就要靠恰当地调节机组的运行状态,提高其制冷效率(即COP值)和降低冷冻水循环泵、冷却水循环泵及冷却塔风机的电耗来获得。由于冷冻水系统为多个空调末端提供供冷,冷冻水循环泵须提供足够的循环水量并满足各站的压降,同时通过关闭可能不需要空调的区域或者减少冷量需要不大的区域的供冷量,并尽可能使循环水泵在效率最高点运行。这样,冷源与水系统的节能控制就主要通过如下3个途径完成:

? 维持各空调区域的最低冷量需求,在满足空调区域所需要的冷量的前

提下,尽可能提高冷水机组出口水温以提高冷水机组的COP;当某些区域不需要制冷时关断冷冻水,某些区域制冷量要求低时减少冷冻水供应量,同时适当减少冷冻水加泵的运行台数或降低泵的转速或者调节电控阀,以减少水泵的电耗;根据冷负荷状态恰当地确定冷水机组运行台数,以提高冷水机组COP值;

? 在冷水机组运行所允许的条件下,尽可能降低冷却水温度,同时又不

增加冷却泵和冷却塔的运行电耗。

? 冷水机组控制:冷水机组与冷水系统其他设备的连锁关系设备开启顺

序:冷冻水泵、冷却泵、冷却塔、冷水机组。

? 设备关闭顺序:冷水机组、冷却塔、冷却泵、冷冻水泵。

? 冷却塔风机的控制主要是根据冷却水温度进行调节,按照设定温度通

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过管理器设定的运行模式进行计算,根据需要开启风机,开启顺序根据时间平衡计算,优先开启运行时间较少的风机,通过顺序开启,可以避免风机同时开启对电网造成冲击。

? 冷水机组运行台数及其容量控制:根据目前用户提供的工程现状,冷

站安装了多台冷水机组,根据冷负荷情况适当地确定冷水机组的运行台数使冷量满足负荷要求,系统工作效率高,同时又不使某台冷水机组频繁启停,这对于保障机组安全可靠和节能地运行有着重要意义。螺杆式压缩冷水机组及蒸汽或燃气式吸收冷水机组都具备较好的冷量调节手段,使机组可以在部分负荷下工作。然而,不论采用哪种调节手段,冷水机组的COP总随冷量变化,在最大制冷量附近出现效率最高点。当冷水机组出口温度不变,并且通过蒸发器的水量也不变时,不同的冷负荷相当于具有不同的蒸发器进口温度。较低的部分负荷时蒸发器进口水温较低,这也导致COP降低。因此若两台冷水机组均工作在小于50%的负荷时,改为一台冷水机组运行,冷水机组本身的COP提高,这样可以提高运行机组整体的能效比COP。从这个角度看,少开一台冷水机组,使各台运行的机组均处于全负荷状态总比多开一台冷水机组,使各台机组都处于负荷要好。所以我们采用当运行机组满负荷运行时,如果需要进一步提高冷量,开启备用机组,直道机组全部开启。而当运行机组容量小于50%时候,需要继续降低容量,停止一台运行机组,直道全部停机。而对于已经运行的机组,运行能量尽可能保持一致。这样还可以有效地避免机组的同时启动,造成电网的冲击。

? 回路调控算法设计:工程经验表明,控制与调节质量的优劣绝大部分

因素取决于回路调控算法的选择及设计,一个算法的优劣将直接影响整个冷水及空调系统运行的稳定性,更重要的是,算法的准确性及优化程度,直接影响着水系统及风系统各大功率设备的节能程度。

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冷量需求QQ1:正常冷量供应启动冷机早间量补充早间人流量冷量补充正常工况晚间人流量冷量补充关闭冷机,余冷供应△Q2Q1△Q1△Q3一天时间h图7.一天冷量需要示意图

? 回路调控算法综合分析:一般的回路控制中,基本上采用以下3种方

法调节:1.标准PID算法;2.过程控制PI算法;3.过程控制PID算法。对于空调这样的特殊系统,我们采用PI调节和模糊控制方式相结合。而且此算法功能对不同的调控对象,将采取不同的算式。可以直接通过控件设置被控对象(如:压力、流量、温度、机组容量、运行电流等)来调用不同的算式。

? 机组能量调节方式:对于机组可以采用有级和无级能量调节两种方

式,有级能量调节控制精度比较高,能量控制精确,对于电制冷系统相比较无级能量控制它的成本没有明显变化。建议使用无级能量调节方式。

? 冷却塔风机控制:由于采用多风机控制和冷却水系统,对于冷却塔风

机可以使用变频调速或者风机数量调节两种方式。由于机组对冷却水系统温度没有很高的要求,所以对于是否需要加装变频器我们认为没有太大必要,对系统没有太大的影响。同时由于管理系统主机采用模块结构,可以后期根据需要再加装,不会影响前期施工和后期改造。 ? 系统蓄冷控制:为了节约能源,有效避开用电高峰,系统采用水蓄冷

储冷,用户可以使用强制或者预先设定自动储冷运行,通过设定储冷运行时间,就可以使得机组进入水储冷程序运行状态。

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3.系统设备选型

设备选型我们重注品牌的选用,选用既是国际著名公司,同时在我国又有广泛的使用市场的产品,设备选型按照以下三个方面的内容进行选择:

? PLC

? 通讯网络一级网络采用INTERNET,二级网络采用PROFIBUS ? 触摸屏监控软件 ? 调节阀 ? 仪器仪表

3.1.设备的选型原则:

? 高度的可靠性和稳定性。

? 能快速、有效、可靠、实时的获得运行的实时数据。 ? 能灵活方便的进行扩展。 ? 能方便的嫁接在老系统上。 ? 具有众多供货商和标准。

? 在我国拥有众多的用户和具有良好口碑的产品。

一级网络采用INTERNET使能与现在以及以后的系统能够完美结合,二级网络采用使用现场总线,现场控制总线技术是随着计算机技术、通信技术、集成电路技术及智能传感技术的发展,在工业控制领域出现了一种新兴的控制技术,它是80年代末、90年代初国际上发展形成的,用于过程控制自动化、生产制造自动化、楼宇自动化、设备监控自动化等领域的现场智能设备互连通讯网络。

我公司选用的是目前在工业控制和楼宇控制使用率最高的现场控制总线PROFIBUS,PROFIBUS是目前应用最为广泛的总线系统,在世界范围内有超过10000家供货商,它不仅是国际标准,同时也是目前通过我国标准的总线,在我国许多工厂尤其是化工厂大都采用,它的可靠性、实时性是经过考验的。

PROFIBUS的最高波特率可达12M,设备间是通过一对双绞线或者光纤进行连接的,设备的连接方式灵活可以采用线形、心形、环形等种拓扑结构。为了保证

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