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一、原係統分析
株洲硬質合金廠空調係統共有溴化鋰機組兩台，其中冷凍水泵2台功率為200KW，采用自耦降壓啟動。操作工根據負荷情況開1台或2台。單台水泵最大輸出流量為600m3/h，係統全開時為1200m3/h。現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。yalibodongjiaodadeyuanyinwei，lengdongshuibengliuliangbunenggenjufuzaibianhuatiaojie，yidanhoujigongduanlengdongshuiliangjianshaoshuibengchukouyalijiuhuijijushangsheng。lengdongshuizaiguanlulikuaisuxunhuanweichongfenhuanrejiuhuishui，zaochenghuishuiwendudi。shuibenghezhujidoubaibaixiaohaonengliang。
當1#機組開起後，1#流量必須滿足最低流量值200 m3/h，如ru果guo用yong戶hu流liu量liang沒mei有you達da到dao最zui低di流liu量liang值zhi時shi，機ji組zu就jiu會hui停ting機ji保bao護hu，值zhi班ban人ren員yuan必bi須xu提ti前qian打da開kai旁pang通tong閥fa，使shi部bu分fen冷leng凍dong水shui在zai機ji組zu內nei循xun環huan來lai保bao證zheng機ji組zu內nei有you200 m3/h以上的流量。2#也如此。
二、改造控製要求：
分三個階段完成自動控製，下麵以1#空調機組為例詳細說明如下：
機組冷水出口流量不得低於200 m3/h；
當1台泵輸出壓力不能滿足要求時，係統提示手動開啟另一台泵；
選擇1#或2#泵為變頻運行泵。
當需求流量為0～300 m3/h時，1#泵定頻運行，保證300 m3/h的總流量輸出，旁通調節閥打開並做PID調節，以保證輸出用戶所需的流量；
當需求流量為300 m3/h～600 m3/h時，1#泵變頻運行並做PID調節，同時旁通閥門全關；
當需求流量為600 m3/h～900 m3/h時，1#泵定頻運行，輸出300 m3/h 的流量；2#泵工頻運行，輸出600 m3/h的流量；旁通調節閥打開並做PID調節，保證6kg的輸出壓力；
當需求流量為900 m3/h～1200 m3/h時，1#泵變頻運行，並做PID調節，2#泵工頻運行，旁通閥門全關。
變(bian)頻(pin)係(xi)統(tong)通(tong)過(guo)控(kong)製(zhi)櫃(gui)上(shang)選(xuan)擇(ze)開(kai)關(guan)，選(xuan)擇(ze)任(ren)意(yi)一(yi)台(tai)水(shui)泵(beng)采(cai)用(yong)變(bian)頻(pin)控(kong)製(zhi)方(fang)式(shi)，其(qi)他(ta)水(shui)泵(beng)還(hai)采(cai)用(yong)原(yuan)控(kong)製(zhi)模(mo)式(shi)。被(bei)選(xuan)擇(ze)作(zuo)為(wei)變(bian)頻(pin)水(shui)泵(beng)的(de)機(ji)組(zu)作(zuo)為(wei)整(zheng)個(ge)係(xi)統(tong)的(de)調(tiao)節(jie)水(shui)泵(beng)，來(lai)自(zi)動(dong)調(tiao)節(jie)冷(leng)凍(dong)水(shui)流(liu)量(liang)。在(zai)自(zi)動(dong)控(kong)製(zhi)模(mo)式(shi)下(xia)，利(li)用(yong)PLC采集總管壓力信號並根據PID運算發出變頻器頻率給定信號，自動調節電機（水泵）轉速使冷凍水壓力變化來實現自動控製。還采集輸出流量送到PLC進行PID計算後再輸出4～20mA的電流信號控製旁通閥，來實現恒流的效果。
同時PLC將現場參數，進出口壓力值、變頻器頻率、電流、電機轉速等上傳至控製室內的人機界麵進行參數顯示。在控製室可通過人機界麵對給定壓力值、下限流量值、PID參數、變bian頻pin泵beng選xuan擇ze和he啟qi動dong遠yuan程cheng控kong製zhi。遠yuan程cheng實shi現xian各ge種zhong操cao作zuo，極ji大da的de方fang便bian了le係xi統tong控kong製zhi。控kong製zhi方fang式shi本ben方fang案an在zai保bao留liu原yuan工gong頻pin係xi統tong的de基ji礎chu上shang與yu原yuan工gong頻pin係xi統tong之zhi間jian設she置zhi連lian鎖suo以yi確que保bao係xi統tong工gong作zuo安an全quan。
三、設備的配置
（1）友好的人機界麵：由於係統需對每台機組的進口壓力、出口壓力、出口流量、總壓力的上限值和下限值，PID參數進行設置，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。采用Eview的MT506LV人機界麵。界麵編輯了“主畫麵”、“控製畫麵”、“參數設置”、“故障記錄”、“壓力曲線”、“幫助”六個基本畫麵。主畫麵上對采集的壓力、流量值、變頻器的運行頻率、電流進行顯示，還顯示係統當前狀態和故障顯示，讓用戶一目了然。
（2）PLC：
PLC是設備的大腦，選用的是艾默生網絡能源有限公司的新產品EC20係列的PLC及模擬輸入模塊和模擬輸出模塊，EC20係列PLC是高性能的通用PLC，內存指令容量達到8k；典型基本指令執行速度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，支持工業標準的Modbus 通訊網絡；指令有浮點運算、PID、高速I/O、通訊等20類共243條，具有掉電檢測和後備電池保持，可擴展多個模塊，擴展模塊有數字型、模擬型、溫度型的模塊。EC20 的編程采用界麵友好的窗口軟件，支持多種編程方式：梯形圖、指令列表、順序功能圖，方便地監控和調試，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。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。
（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#”、係統“啟動”“停止”，還采集了工頻、變頻接觸器信號進行互鎖和狀態顯示。
輸出設備有1#泵變頻運行、2#泵變頻運行、故障和複位繼電器。
（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、1#機組出口壓力、2#機組出口壓力、1#泵出口流量、2#泵出口流量；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。
四．工作原理
主電路圖如下：
係統采用工變頻互備，另外可以靈活的選擇需變頻的電機是1#還是2#由KM3、KM4來完成。
PLC的I/O接線圖如下：
五．程序要點
EC20的COM0與EVIEW人機界麵通過MODBUS協議進行通訊，COM1通訊口與艾默生的EV2000變頻器進行自由協議通訊，PLC軟件設置：
COM1的自由口協議中的波特率、數據位、停止位、效驗位必須與變頻器中設置一樣才能通訊上。EC20時刻檢測著變頻器的頻率、電流、故障再反映到人機界麵上。
係統需恒壓、恒流，所以做成雙PID對變頻器和旁通閥進行控製，控製的壓力和流量在EVIEW人機界麵上進行設置
在現場調試過程中，發現現場的負載在每天下午五點下班時會突變，由於負載500m3/h的流量突變成幾十的流量，這個突變的時間隻有兩三秒的時間，而旁通閥動作的速度很慢，一個行程38mm需2分(fen)鍾(zhong)的(de)時(shi)間(jian)，這(zhe)樣(yang)會(hui)造(zao)成(cheng)空(kong)調(tiao)機(ji)組(zu)保(bao)護(hu)停(ting)機(ji)，為(wei)了(le)解(jie)決(jue)這(zhe)一(yi)問(wen)題(ti)，采(cai)用(yong)實(shi)時(shi)時(shi)鍾(zhong)定(ding)時(shi)開(kai)度(du)旁(pang)通(tong)閥(fa)，也(ye)就(jiu)是(shi)每(mei)天(tian)在(zai)五(wu)點(dian)之(zhi)前(qian)就(jiu)給(gei)旁(pang)通(tong)閥(fa)一(yi)個(ge)開(kai)度(du)，當(dang)設(she)定(ding)的(de)時(shi)間(jian)到(dao)達(da)後(hou)，係(xi)統(tong)又(you)恢(hui)複(fu)PID調節。負載突變的時段設置和旁通閥的開度設置畫麵如下：
六．結束語
本係統已完成，已正式投入使用。由於采用艾默生的EC20係列的PLC進行控製，性能穩定，運行可靠，係統結構緊湊，節省能耗，便於維護。變頻器的頻率在40HZ左右穩定壓力，節能率達到48%。因此不但大大的提高了產品的技術含量和自動化水平，而且還極大地提高了企業的經濟效率，非常具有推廣價值。
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