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輪胎車(chē)間空調(diào)設(shè)備自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)論文
摘 要：本文是基于西門(mén)子S7-200、S7-300系列PLC和富士變頻器實(shí)現(xiàn)工廠(chǎng)車(chē)間空調(diào)、冷凍水系統(tǒng)、冷卻塔系統(tǒng)、空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)的整體控制。同時(shí)利用WINCC組態(tài)軟件實(shí)現(xiàn)車(chē)間的所有設(shè)備的遠(yuǎn)程監(jiān)控，降低設(shè)備管理成本，提高效率。
關(guān)鍵詞：車(chē)間空調(diào)節(jié)能；S7-300PLC；PROFIBUS-DP；遠(yuǎn)程監(jiān)控
空調(diào)系統(tǒng)是智能建筑集成系統(tǒng)的重要組成部分，而空調(diào)系統(tǒng)本身是建筑的耗能大戶(hù)。有資料統(tǒng)計(jì)，在建筑自動(dòng)化系統(tǒng)中采用了最優(yōu)投運(yùn)設(shè)備的臺(tái)數(shù)控制、最優(yōu)啟�？刂啤㈧手悼刂�、工作面照度控制、公共區(qū)域分區(qū)自動(dòng)照明控制、供水系統(tǒng)壓力控制、溫度自適應(yīng)控制等節(jié)能措施后，可以減少約20%的能耗。本系統(tǒng)采用的PLC是西門(mén)子S7系列PLC，主要有S7-200PLC和 S7-300PLC。西門(mén)子的S7系列PLC具備高度的可靠性和強(qiáng)大的抗干擾能力和處理能力。
1·車(chē)間空調(diào)設(shè)備自控系統(tǒng)PLC實(shí)現(xiàn)
PLC在輪胎車(chē)間空調(diào)設(shè)備自動(dòng)化系統(tǒng)中控制功能說(shuō)明如下。(1)當(dāng)啟動(dòng)空氣處理機(jī)時(shí)，PLC發(fā)出控制指令。首先開(kāi)戶(hù)回風(fēng)門(mén)和新風(fēng)門(mén)到設(shè)定位置，然后啟動(dòng)送風(fēng)機(jī)。(2) 露點(diǎn)溫度與系統(tǒng)設(shè)定值相比較后,用PID方式調(diào)節(jié)冷水電動(dòng)閥控制冷水流量或啟動(dòng)加熱器控制加熱量 , 使送風(fēng)溫度達(dá)到設(shè)定值。(3)當(dāng)過(guò)濾網(wǎng)前后壓差超出設(shè)定值時(shí)，PLC發(fā)出過(guò)濾堵塞報(bào)警信號(hào)。(4)當(dāng)空氣處理機(jī)停止運(yùn)行后，新風(fēng)門(mén)、回風(fēng)門(mén)和冷水電動(dòng)閥回復(fù)到全關(guān)位置，并關(guān)停冷水環(huán)泵。
受篇幅限制，以下僅對(duì)冷凍系統(tǒng)的PLC控制過(guò)程進(jìn)行闡述。
1.1冷凍系統(tǒng)PLC控制手動(dòng)模式
�。�1）蝶閥開(kāi)啟：上位機(jī)上開(kāi)啟主機(jī)對(duì)應(yīng)蝶閥："自動(dòng)控制"切換為"手動(dòng)強(qiáng)制"
�。�2）選擇按鈕在手動(dòng)模式下，按對(duì)應(yīng)設(shè)備（風(fēng)機(jī)、水泵）啟動(dòng)按鈕即可啟動(dòng)對(duì)應(yīng)設(shè)備。
�。�3）手動(dòng)開(kāi)啟冷凍主機(jī)。
1.2冷凍系統(tǒng)PLC控制自控模式
自控模式實(shí)現(xiàn)程序流程圖，如圖2所示。
PLC程序流程圖說(shuō)明：
�。�1）加機(jī)過(guò)程：當(dāng)冷凍水出水溫度>9℃且主機(jī)平均負(fù)荷滿(mǎn)足>90%超過(guò)20分鐘 或冷凍水出水溫度>15℃超過(guò)1分鐘，主機(jī)加機(jī)。加機(jī)過(guò)程如系統(tǒng)開(kāi)啟過(guò)程。
�。�2）減機(jī)過(guò)程：
當(dāng)冷凍水出水溫度<11℃且平均負(fù)荷滿(mǎn)足以下條件之一：
四臺(tái)主機(jī)運(yùn)行中平均負(fù)荷<70%；三臺(tái)主機(jī)運(yùn)行中平均負(fù)荷<60%；二臺(tái)主機(jī)運(yùn)行中平均負(fù)荷<50%；選擇運(yùn)行時(shí)間最長(zhǎng)的主機(jī)，遠(yuǎn)程停止。
5分鐘后關(guān)閉對(duì)應(yīng)冷凍、冷卻蝶閥；蝶閥關(guān)閉后選擇運(yùn)行時(shí)間最長(zhǎng)的冷凍泵、冷卻泵停止。冷卻塔運(yùn)行數(shù)量仍由冷卻臺(tái)數(shù)量控制圖所示進(jìn)行控制。
�。�3）主機(jī)故障切換過(guò)程：停止發(fā)生故障的主機(jī)。5分鐘后關(guān)閉對(duì)應(yīng)冷凍、冷卻蝶閥；選擇備用主機(jī)中運(yùn)行時(shí)間最少的主機(jī)，開(kāi)啟對(duì)應(yīng)冷凍、冷卻蝶閥；冷卻塔運(yùn)行數(shù)量仍由冷卻臺(tái)數(shù)量控制圖所示進(jìn)行控制
(4)停止冷凍系統(tǒng)過(guò)程：先后遠(yuǎn)程停止運(yùn)行中的主機(jī)；5分鐘后間隔約30s先后停止運(yùn)行中的冷凍泵、冷卻泵；關(guān)閉主機(jī)對(duì)應(yīng)冷凍、冷卻蝶閥；關(guān)閉冷卻塔；
(5)冷凍水泵頻率PID控制：檢測(cè)集水器、分水器之間的壓差，同設(shè)定壓差進(jìn)行比較，進(jìn)行PID控制，控制運(yùn)行水泵的頻率，壓差小于設(shè)定值，增加頻率；壓差大于設(shè)定值，減少頻率；水泵的最低頻率為35Hz。
(6)冷卻水泵PID控制： 檢測(cè)進(jìn)出冷卻水溫差，同設(shè)定值進(jìn)行比較，進(jìn)行PID控制，控制運(yùn)行水泵的頻率，溫差小于設(shè)定值，增加頻率；溫差大于設(shè)定值，減少頻率；水泵的最低頻率為35Hz。
2．總結(jié)
通過(guò)利用西門(mén)子S7-200、S7-200系列PLC實(shí)現(xiàn)了廈門(mén)海燕正新橡膠503車(chē)間空調(diào)系統(tǒng)、冷凍水系統(tǒng)、冷卻塔系統(tǒng)的整體控制，真正實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)車(chē)間"需要多少冷源，冷凍系統(tǒng)提供多少" ，大大減少能耗。同時(shí)利用WINCC組態(tài)軟件實(shí)現(xiàn)車(chē)間的所有設(shè)備的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)控制，降低設(shè)備管理管理成本，提高效率。也存在一定缺點(diǎn)，那就是PPI通信速率較慢，更新現(xiàn)場(chǎng)某個(gè)空調(diào)的數(shù)據(jù)大約需要30S時(shí)間。此點(diǎn)需要再進(jìn)行提升。
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