壓力變送器在換熱站智能控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

【摘　要】可編程、變頻器、壓力變送器和溫度變送器等元件組成的換熱站智能控制系統(tǒng)，主要介紹了換熱站系統(tǒng)構(gòu)成、自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。此控制系統(tǒng)在多家電廠進(jìn)行了調(diào)試，用戶比較滿意。系統(tǒng)自動(dòng)化程度高，可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控，安全可靠、便于檢修與維護(hù)。

1 前言
        隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，全國(guó)范圍內(nèi)的環(huán)保、節(jié)能的呼聲越來(lái)越高，利用先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)，合理分配熱量，讓現(xiàn)有的熱能充分發(fā)揮作用，為更多的用戶提供更好的供熱服務(wù)是供熱企業(yè)的首要任務(wù)。將微機(jī)監(jiān)控和自動(dòng)化控制引入供熱系統(tǒng)中，對(duì)供熱系統(tǒng)的調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)由手動(dòng)到自動(dòng)的轉(zhuǎn)變，這才能滿足新形勢(shì)下的供熱需求。
2 換熱站的概述
        換熱站主要是通過(guò)換熱器設(shè)備將熱電場(chǎng)產(chǎn)生一次高溫水和用戶二次網(wǎng)低溫回水進(jìn)行封閉，將熱量進(jìn)行交換，然后通過(guò)循環(huán)泵設(shè)備來(lái)克服二次網(wǎng)形成的阻力，最后將熱水傳送到室內(nèi)的散熱裝置中。
3 換熱站系統(tǒng)的控制
3.1 控制目的及主要受控設(shè)備
        換熱站系統(tǒng)控制目的：通過(guò)對(duì)循環(huán)泵、補(bǔ)水泵、熱交換器、溫控閥、系統(tǒng)管路調(diào)節(jié)閥進(jìn)行控制，調(diào)整系統(tǒng)各應(yīng)用工況的運(yùn)行模式，在最經(jīng)濟(jì)的情況下給末端提供一穩(wěn)定的供水溫度。同時(shí)，提高系統(tǒng)的自動(dòng)化水平，提高系統(tǒng)的管理效率和降低管理勞動(dòng)強(qiáng)度。
        如圖1 所示控制柜對(duì)管道中的壓力溫度進(jìn)行采集然后對(duì)控制循環(huán)泵、補(bǔ)水泵、溫控閥、水箱液位等進(jìn)行控制。
3.2 電控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
    （1）根據(jù)設(shè)備運(yùn)行流程及控制的電氣元件，安排PLC 的接口，寫(xiě)出I/O 地址分配表。
    （2） 觸摸屏與PLCCOM1 口進(jìn)行通訊， 打印板通過(guò)PLCCOM2 口進(jìn)行通訊。
    （3）程序設(shè)計(jì)。
        ①控制流程：PLC 上電運(yùn)行后，首先對(duì)程序進(jìn)行初始化，通過(guò)觸摸屏設(shè)定二次側(cè)供回水壓力、溫度、一次側(cè)回水壓力溫度、換熱器出水溫度和超溫溫度等控制參數(shù)。打到自動(dòng)位置后，啟動(dòng)控制。程序進(jìn)行周期掃描和PID 控制，分別進(jìn)行壓力、溫度等數(shù)值的采樣，經(jīng)過(guò)程序內(nèi)部運(yùn)算，與設(shè)定值比較，根據(jù)結(jié)果進(jìn)行PID 調(diào)節(jié)，計(jì)算出的數(shù)值給出開(kāi)關(guān)量和模擬量信號(hào)，控制水泵啟停和變頻器頻率調(diào)節(jié)。
        ②可編程程序設(shè)計(jì)：自動(dòng)控制系統(tǒng)由PLC、變頻器、壓力變送器、溫度變送器、液位變送器等主要電氣元件構(gòu)成。補(bǔ)水泵通過(guò)回水壓力控制啟停；循環(huán)泵變頻運(yùn)行，頻率通過(guò)供回水壓差來(lái)調(diào)節(jié)；冷凝泵通過(guò)冷凝水箱水位運(yùn)行。補(bǔ)水泵控制原理：通過(guò)回水壓力變送器將電流信號(hào)傳送到PLC，通過(guò)PLC 運(yùn)算，反饋值與設(shè)定值作比較，當(dāng)壓力到設(shè)定下限值時(shí)，PLC 給出信號(hào)自動(dòng)啟動(dòng)補(bǔ)水泵；當(dāng)壓力到設(shè)定上限值時(shí)，PLC 給出信號(hào)自動(dòng)停止補(bǔ)水泵；同時(shí)補(bǔ)水水箱水位低于保護(hù)值時(shí)，補(bǔ)水泵強(qiáng)制停泵。
        循環(huán)泵控制原理：通過(guò)回水壓力變送器與供水壓力變送器分別將電流信號(hào)傳送到PLC，通過(guò)PLC 運(yùn)算，反饋的供回水壓差值與設(shè)定的壓差值作比較，當(dāng)?shù)陀谠O(shè)定值時(shí)，PLC 輸出電壓信號(hào)給變頻器，循環(huán)泵頻率線性遞增，轉(zhuǎn)速加快；當(dāng)高于設(shè)定值時(shí)，PLC 內(nèi)同樣輸出電壓信號(hào)給變頻器，循環(huán)泵頻率線性遞減，轉(zhuǎn)速降低；當(dāng)接近設(shè)定值時(shí)，循環(huán)泵恒速運(yùn)行。
        冷凝泵控制原理：冷凝水箱中的磁翻板液位計(jì)將電流信號(hào)傳送到PLC，通過(guò)PLC 運(yùn)算，反饋值與設(shè)定值作比較，當(dāng)水箱水位到設(shè)定上限值時(shí)，PLC 給出信號(hào)自動(dòng)啟動(dòng)冷凝泵指令；當(dāng)水位到設(shè)定下限值時(shí)，PLC 給出信號(hào)自動(dòng)停止冷凝泵指令。
        例：下圖的程序?yàn)闇囟扰c壓力的采集程序，首先將AIW0（通道一）中采集的模擬數(shù)據(jù)傳送至VW140 中，通過(guò)運(yùn)算得到溫度或壓力值；圖中的程序同時(shí)還可以檢測(cè)變送器的是否損壞，如果損壞將會(huì)發(fā)出一個(gè)變送器損壞請(qǐng)檢修的指令，此檢測(cè)功能還可以手動(dòng)選擇取消。
        ③觸摸屏程序設(shè)計(jì)：該設(shè)備使用了西門(mén)子6AV6648-0AE11-3AX0 系列觸摸屏，能實(shí)時(shí)監(jiān)視系統(tǒng)和設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)、運(yùn)行參數(shù)，及時(shí)報(bào)告設(shè)備的故障和解決方法，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行操作。
4 結(jié)語(yǔ)
        換熱站控制系統(tǒng)采用了PLC 控制技術(shù)、變頻調(diào)試技術(shù)和電子信號(hào)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)換熱站的壓力和溫度的自動(dòng)控制，不僅節(jié)省設(shè)備成本還提高了設(shè)備的自動(dòng)化程度，使設(shè)備可靠、穩(wěn)定地運(yùn)行。并且能通過(guò)以太網(wǎng)通訊，使中控室接收各種信號(hào)，還可以通過(guò)觸摸屏設(shè)定參數(shù)，一鍵啟停，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控功能。