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輪胎車間空調(diào)設(shè)備自動化系統(tǒng)設(shè)計論文
摘 要：本文是基于西門子S7-200、S7-300系列PLC和富士變頻器實現(xiàn)工廠車間空調(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。同時利用WINCC組態(tài)軟件實現(xiàn)車間的所有設(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。有資料統(tǒng)計，在建筑自動化系統(tǒng)中采用了最優(yōu)投運設(shè)備的臺數(shù)控制、最優(yōu)啟�？刂�、焓值控制、工作面照度控制、公共區(qū)域分區(qū)自動照明控制、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是西門子S7系列PLC，主要有S7-200PLC和 S7-300PLC。西門子的S7系列PLC具備高度的可靠性和強大的抗干擾能力和處理能力。
1·車間空調(diào)設(shè)備自控系統(tǒng)PLC實現(xiàn)
PLC在輪胎車間空調(diào)設(shè)備自動化系統(tǒng)中控制功能說明如下。(1)當(dāng)啟動空氣處理機時，PLC發(fā)出控制指令。首先開戶回風(fēng)門和新風(fēng)門到設(shè)定位置，然后啟動送風(fēng)機。(2) 露點溫度與系統(tǒng)設(shè)定值相比較后,用PID方式調(diào)節(jié)冷水電動閥控制冷水流量或啟動加熱器控制加熱量 , 使送風(fēng)溫度達(dá)到設(shè)定值。(3)當(dāng)過濾網(wǎng)前后壓差超出設(shè)定值時，PLC發(fā)出過濾堵塞報警信號。(4)當(dāng)空氣處理機停止運行后，新風(fēng)門、回風(fēng)門和冷水電動閥回復(fù)到全關(guān)位置，并關(guān)停冷水環(huán)泵。
受篇幅限制，以下僅對冷凍系統(tǒng)的PLC控制過程進行闡述。
1.1冷凍系統(tǒng)PLC控制手動模式
�。�1）蝶閥開啟：上位機上開啟主機對應(yīng)蝶閥："自動控制"切換為"手動強制"
�。�2）選擇按鈕在手動模式下，按對應(yīng)設(shè)備（風(fēng)機、水泵）啟動按鈕即可啟動對應(yīng)設(shè)備。
�。�3）手動開啟冷凍主機。
1.2冷凍系統(tǒng)PLC控制自控模式
自控模式實現(xiàn)程序流程圖，如圖2所示。
PLC程序流程圖說明：
�。�1）加機過程：當(dāng)冷凍水出水溫度>9℃且主機平均負(fù)荷滿足>90%超過20分鐘 或冷凍水出水溫度>15℃超過1分鐘，主機加機。加機過程如系統(tǒng)開啟過程。
�。�2）減機過程：
當(dāng)冷凍水出水溫度<11℃且平均負(fù)荷滿足以下條件之一：
四臺主機運行中平均負(fù)荷<70%；三臺主機運行中平均負(fù)荷<60%；二臺主機運行中平均負(fù)荷<50%；選擇運行時間最長的主機，遠(yuǎn)程停止。
5分鐘后關(guān)閉對應(yīng)冷凍、冷卻蝶閥；蝶閥關(guān)閉后選擇運行時間最長的冷凍泵、冷卻泵停止。冷卻塔運行數(shù)量仍由冷卻臺數(shù)量控制圖所示進行控制。
�。�3）主機故障切換過程：停止發(fā)生故障的主機。5分鐘后關(guān)閉對應(yīng)冷凍、冷卻蝶閥；選擇備用主機中運行時間最少的主機，開啟對應(yīng)冷凍、冷卻蝶閥；冷卻塔運行數(shù)量仍由冷卻臺數(shù)量控制圖所示進行控制
(4)停止冷凍系統(tǒng)過程：先后遠(yuǎn)程停止運行中的主機；5分鐘后間隔約30s先后停止運行中的冷凍泵、冷卻泵；關(guān)閉主機對應(yīng)冷凍、冷卻蝶閥；關(guān)閉冷卻塔；
(5)冷凍水泵頻率PID控制：檢測集水器、分水器之間的壓差，同設(shè)定壓差進行比較，進行PID控制，控制運行水泵的頻率，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： 檢測進出冷卻水溫差，同設(shè)定值進行比較，進行PID控制，控制運行水泵的頻率，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)
通過利用西門子S7-200、S7-200系列PLC實現(xiàn)了廈門海燕正新橡膠503車間空調(diào)系統(tǒng)、冷凍水系統(tǒng)、冷卻塔系統(tǒng)的整體控制，真正實現(xiàn)了生產(chǎn)車間"需要多少冷源，冷凍系統(tǒng)提供多少" ，大大減少能耗。同時利用WINCC組態(tài)軟件實現(xiàn)車間的所有設(shè)備的遠(yuǎn)程監(jiān)測控制，降低設(shè)備管理管理成本，提高效率。也存在一定缺點，那就是PPI通信速率較慢，更新現(xiàn)場某個空調(diào)的數(shù)據(jù)大約需要30S時間。此點需要再進行提升。
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