西门子6ES7222-1BD22-0XA0现货包邮

2－－3、制冷系统特点：

2－－3－－1、两个低温系统采取配搭式螺杆机双级压缩。单机双级螺杆机大多是国外的产品，价格十分昂贵，而采用螺杆配搭式双级压缩可以以较低的，可以取得同样的效果。具有节省系统的运行费用、降低了压缩机的压缩比、容积效率提高的优点。本工程由于把-35℃、-30℃的高压级与-10℃系统合并为同一系统，比起其各自为独立的系统，可以大大减少压缩机组的使用台数，并使得压缩机组在部分负荷下的运行概率减低，增加系统的运行可靠性，并节约了能耗，节省了投资。

2－－3－－2中间冷却器使用了二次节流完全冷却方式。该方式在国内刚处于起步阶段，其优点是可以减少节流过程中的不可逆损失，减低了低压循环桶的供液温度（传统的一次节流中间冷却器盘管温度比中间温度高5－7℃，而二次节流完全冷却向低压循环桶的供液温度即为中间温度），从而提高了低压级的产冷量。二次节流的中间冷却器它除作低温系统的中冷外，还兼作-10℃系统的循环桶，附带了部分负荷，使单位功率的制冷量增大，系统运行费用降低，能取得更大的节能。由于没有了独立的中间冷却器，使制冷系统的管道简化了许多，也减少了初始的投资。

2－－3－－3、安装了蒸发式冷凝器，节约了水、电能的消耗。

2－－3－－4、系统中安装的‘多点自动空气分离器’，能够连续不断地将不凝性气体从设备中分离出来，以维持系统工作的经济性。

三、冷库自动控制情况：

3—1、综述：

冷库自动化由制冷工艺系统的自动化和贮藏系统的自动化两项构成。目前，我们所做的只是制冷系统的自动化－－-它包括自动运行控制、实时监测、自动保护、数据的采集与处理，以及报表的自动生成。

新型的工业自动化控制系统是以标准的工业计算机软、硬件平台构成的集成系统。现代冷库制冷系统自动化的概念，应当是利用信息技术为依托，通过各种检测和控制器件，按照制冷工艺的要求，组成一个较为完善的自控体系，使其在没有人直接参与的情况下，对受控对象及生产过程的运行状态实时监控，使设备与工艺系统按照预置的程序运行，并能自动保护。同时，对使用者提供人机对话界面, 能够显示各种参数的动、静态画面。可以打印、输出报表，进行相关数据处理和历史记录地追忆。在授权的情况下，能自由设定系统的运行状态。

PLC(Programmable Logie Controller)是一种非常成熟的工业控制器，已被广泛地应用于工业自动化控制。它用一台**工业控制计算机作为上位机，与主控柜上的PLC、机组上的PLC和设备上的PLC通过通讯电缆将数据采集、显示，实现对设备的监测、控制、参数调节以及报警等功能，并可自动记录设备运行的参数数据及报警情况，以备查考。

3－－2、控制系统的结构：

控制系统采用工业总线型网络，保各节点之间的可靠通讯。系统为集中监控、分散控制的控制模式。

整个控制系统可划分为三个层次，即监控层、控制层和设备层。

3—2—1、监控层：由一台配备了组态软件的**工控机，负责下位机（多个PLC）的集中监控和系统的参数配置、管理。在微机上显示各个监测点动态模拟画面、对系统的数据自动生成表格、定时或人为输出到打印机打印，并可在授权的范围内进行设置点的数据设置。

硬件配置：监控计算机、打印机、通讯卡、通讯电缆等。

软件配置：系统软件（bbbbbbs/xp的操作系统），监控组态软件。

3—2－－2控制层：控制层由多个PLC组成，每个PLC都是一个独立的子系统，负责对本地设备即PLC的I/O点进行数据采集和控制。

通过通讯网络将所有相关的数据上传给上位监控机。

主要硬件设备：PLC控制器、通讯卡、通讯电缆转接器、人机界面、接口模块、通讯电缆等。

软件：PLC编程软件、人机界面组态软件、应用软件。

3—2－－3设备层：设备层在整个控制系统中处于底层，是整个控制系统的关键环节，是控制系统的执行机构和数据采集部分。主要包括执行器、单元。如果将PLC比作人的大脑，那么执行机构就是人的手、脚，而检测元件就是人的眼、鼻、耳。

 3－－3、系统控制功能

3－－3－－1、制冷压缩机的控制

制冷系统采用自动型制冷压缩机，它是整个系统的关键设备。机组采用PLC 控制，每个机组使用一台PLC来控制本机组的运行，并进行保护。

机组的人机界面可以就地显示制冷压缩机组的运行参数，如排气压力和温度、吸气压力、供油压力和供油温度、滑阀位置、开机次数、累计运行时间、主电机电流等。

机组上的PLC根据系统的需冷情况、吸气压力的变化自动调节压缩机能量滑阀的位置，使机组运行处在较佳的工作点。

机组的界面能记录最后数次故障的情况，包括发生的时间、故障类别、故障时的数据，这有助于维修人员对发生的故障进行分析。

机组具有完善的保护功能。它有排气压力超高、油压差低、油温高、吸气压力低、主电机过载、油泵电机过载、吸气过滤器前后压差过大等保护与报警功能。

为了实现系统的自动运行和适应调试与维修的需要，制冷压缩机的人机界面上设有‘本地’和‘远程’两种控制方式。当 控制模式设为‘本地’ 时，压缩机的开停由人工控制；当控制模式设为‘远程’时，压缩机的开停为自动；如果系统运行状态为‘自动’，压缩机设为‘本地’，系统不能开启压缩机，整个系统不能自动运行。一般情况，系统运行状态为自动，压缩机应设为‘远程’。

3－－3－－2、系统的控制

整个制冷系统设有‘自动’和‘手动’两种运行模式，可由‘系统配置菜单’选择“投入”模式。当系统处于‘自动运行’模式，压缩机设在‘远程’状态时，系统的开、停是根据库温和生产指令执行的，这时循环水泵、蒸发冷、冷风机、低压循环桶泵、压缩机都是由系统PLC按自动程序，判断系统的要求自动工作的。当系统处于‘手动’运行模式，压缩机设在‘本地’状态时，系统PLC不根据库温发出开停机的指令，水泵、蒸发冷、冷风机、低压循环桶和压缩机的开、停都由人工进行手动操作。手动操作和一般的手动冷库相同，不同之处是所有的开关是在PLC的人机界面上操作，或在计算机的显示器上点击‘鼠标’进行，使得操作更加简单方便。

3－－3－－2－－1、蒸发式冷凝器和水泵的控制：

可在组态界面选择手动、自动运行方式。自动运行方式具有‘夏季’和‘冬季’两种运行模式可选。自动运行时根据机组运行信号和冷凝压力自动控制水泵和蒸发式冷凝器的投入台数。当冷凝器的所有风机、水泵全部开启，冷凝压力**1.5MPa时，报警停机电流保护。

冬季运行模式，根据冷凝压力依次先开各台冷凝器的风机，风机全部开启后再开各冷凝器的水泵；并可冬季根据负荷采取干式运行。

3－－3－－2－－2、中间冷却器及低压循环桶的液位控制：

采用丹麦Danfoss公司的氨用SV4（伺服控制器）+PMFL（液位调节阀）+AKS38（浮球液位开关）控制供液和液位，当液位超高自动报警－－循环桶液位超高与压缩机组连锁。容器上装有磁浮子式液位计和压力表，由远程液位变送器与压力传感器和计算机连接。

氨泵的控制，根据系统实际负荷控制氨泵的开启台数。氨泵与冷风机供液电磁阀、回气电磁阀及压缩机连锁，设有氨泵压差过低、氨泵缺液及电机过载短路等保护措施。并按照均匀磨损自动替补的原则自动换开氨泵。

3－－3－－2－－3、自动空分的控制:

自动空分单独采用一台PLC进行自动控制。空分和压缩机运行联锁，在压缩机运行时自动放空。多点式空分可以对系统进行实时监测，对各个管路进行巡检放空。

3－－3－－2－－4、库温的控制：

考虑到冷库面积较大，温度波动较大且分布不均匀，故每间冷库设二只‘温度传感器’（中德合资久茂德牌），库温取两者的平均值。并将温度值输送到控制系统的PLC和主机，利用库温控制压缩机的开停，并可进行库温超高报警。

3－－3－－2－－5、冷风机除霜控制：

除霜控制设有手动和自动定时除霜两种选择（除霜时间及除霜间隔时间可根据实际情况自由设定）。由于热氨除霜存在一定的危险性，故除霜系统全部采用Danfoss的EVRA电磁阀和PMLX主阀（两级开启）进行精确控制。手动和自动除霜方式指除霜的指令是由人工发出或系统根据间隔时间自动发出，整个除霜的过程（即对供液电磁阀、回汽电磁阀、热氨阀等的开关及延时）可以由程序自动完成的。
需要指出，由于氨具有一定的危险性，即便是非常可靠的自动控制系统，也需人来监护，仍要定期或不定期的进行巡视，以保系统更加可靠、安全地运行。

系统加氨、加冷冻机油和放油因操作频率很低，仍用手动操作。
 

四、经验教训与问题：

4－－1、需要有性能可靠的监控工具和程序软件。 氨制冷系统对安全性要求较高，它的自动化控制比用于其他工业的控制复杂，所以选择可靠、先进的控制器材和控制方式非常重要。PLC是以*处理器为核心综合计算机和自动控制等先进技术发展起来的一种工业控制器，是取代传统控制模式的有效工具；而基于PLC的SA (Supervisory Control And Data Acquisition)－－-数据采集与监视控制系统，为我们提供了一种可靠、灵活的监控方式。

编制程序是一件细致而艰巨的重要工作。要求与制冷工艺人员密切配合，以装置的整体为受控对象，综合考虑运行中各种参数之间的关联和影响，以保证其在任何条件下，它都是一个符合实际的、安全的和节能的较佳操作程序。

4－－2、自动系统控制元器件的可控性、可靠性是整个系统自动安全运行的关键。Danfoss公司的阀门质量可靠，并有良好的技术支持和售后服务，使用该公司的产品，是理想的选择，但资金投入较高。

相反，同时安装的还有其他厂家的产品，都出现一些问题，有的甚至不能用。

4－－3、采用自动化控制，要求系统必须十分干净。为此，我们将管材全部作了酸洗、钝化处理。即使如此，仍可能有点杂质，需要检查清洗。

Danfoss阀门的易损件（如线圈）要有备件，因为进口的手续非常繁琐，需要较长的时间，必须早有准备。

4－－4、自动化的设计与安装要选择有实力、经验的承包商总包，并要求他们有优良好的售后服务，以取得技术支持。施工时较好连电控柜的制作和电缆的敷设都由一家负责，减少施工单位之间的扯皮。

4－－5、冷藏系统的自动化运行较容易，冻结系统的自动投入相对繁琐和困难。因为冻结间不经常使用，该系统平时的压力较高，而厂家所产‘配搭低压级’配备电机较小，要求Te ≤-25℃（0.5bar）时才能满载运行，需要先用高压机作单级拉低温系统，而后，再转为双级拉中冷。因此，在拉-35℃时，有时需要手动操作，先将低压系统的压力降下来。

4－－6、自动化与用电避峰有矛盾。自动化的程序要求以库温为指令启、停设备，而单位大多要求在低谷时间用电。当然，按时间设定程序也可以做到避峰操作，但用‘鼠标’点击也很方便，因此在某种程度上说，还要人工干预。

4－－7、原设计压缩机单机排气量过大，使高低压机的排气量配比不尽经济合理。一般说在Te≥-40℃时，高、低压级的排气量的配比以1：3为宜，而现在我们只能配为1：2。如果多装几台LG16机组，可以使自动控制的配组更加灵活。

4－－8、除霜操作虽然可以选择‘自动’方式进行，但因热氨除霜有一定的危险性和防止水冲霜时管道会溢水等问题，一般还是以手动除霜为宜。为此，我们现在只采用水冲霜，但在用水冲霜时，需开启回气阀，以防“液爆”。

   恒压供水控制系统的基本控制策略是：采用电动机调速装置与可编程控制器(PLC)构成控制系统,进行优化控制泵组的调速运行,并自动调整泵组的运行台数,完成供水压力的闭环控制,在管网流量变化时达到稳定供水压力和节约电能的目的。系统的控制目标是泵站总管的出水压力,系统设定的给水压力值与反馈的总管压力实际值进行比较,其差值输入CPU运算处理后,发出控制指令,控制泵电动机的投运台数和运行变量泵电动机的转速,从而达到给水总管压力稳定在设定的压力值上。随着电力电子技术的发展,电力电子器件的理论研究和制造工艺水平的不断提高,电力电子器件在容量、耐压、特性和类型等方面得到了很大的发展。进入90年代电力电子器件向着大容量、高频率、响应快、低损耗的方向发展。作为应用现代电力电子器件与微计算机技术**结合的交流变频调速装置,随着产品的开发创新和推广应用,使得交流异步电动机调速领域发生一场巨大的技术。目前自动恒压供水系统应用的电动机调速装置均采用交流变频技术,而系统的控制装置采用PLC控制器,因PLC不仅可实现泵组、阀门的逻辑控制,并可完成系统的数字PID调节功能,可对系统中的各种运行参数、控制点的实时监控,并完成系统运行工况的CRT画面显示、故障报警及打印报表等功能。自动恒压供水系统具有标准的通讯接口,可与城市供水系统的上位机联网,实现城区供水系统的优化控制,为城市供水系统提供了现代化的调度、管理、监控及经济运行的手段。

控制方案

在住宅小区水厂的管网系统中,由于管网是封闭的,泵站供水的流量是由用户用水量决定的,泵站供水的压力以满足管网中压力较不利点的压力损失ΔP和流量Q之间存在着如下关系： ΔP=KQ2;式中K—为系数设PL为压力较不利点所需的较低压力,则泵站出口总管压力P应按下式关系供水,则可满足用户用水的要求压力值,又有较佳的节能效果。

P=PL+ΔP=PL+　KQ2;

因此供水系统的设定压力应该根据流量的变化而不断修正设定值,这种恒压供水技术称为变量恒压供水,即供水系统较不利点的供水压力为恒值而泵站出口总管压力连续可调。典型的自动恒压供水系统的结构框图如图1所示;系统具有控制水泵出口总管压力恒定、变流量供水功能,系统通过安装在出水总管上的压力传感器、流量传感器,实时将压力、流量非电量信号转换为电信号,输入至可编程控制器(PLC)的输入模块,信号经CPU运算处理后与设定的信号进行比较运算,得出较佳的运行工况参数,由系统的输出模块输出逻辑控制指令和变频器的频率设定值,控制泵站投运水泵的台数及变量泵的运行工况,并实现对每台水泵根据CPU指令实施软启动、软切换及变频运行。系统可根据用户用水量的变化,自动确定泵组的水泵的循环运行,以提高系统的稳定性及供水的质量。

系统功能

该系统选用FR-500日本三菱变频器。该系统中具有功能：

1自动切换变频/工频运行功能

变频器提供三种不同的工作方式供用户选择：

方式0：基本工作方式。变频器始终固定驱动一台泵并实时根据其输出频率：控制其他辅助泵启停。即当变频器的输出频率达到较大频率时启动一台辅助泵工频运行、当变频器的输出频率达到较小频率时则停止最后启动的辅助泵。由此控制增减工频运行泵的台数。

方式1：交替方式,变频器通常固定驱动某台泵,并实时根据其输出频率,使辅助泵工频运行,此方式与方式0不同之处在于若**次泵启动的顺序是泵1→泵2,当变频器输出停止时,下一次启动顺序变为泵2→泵1。

方式2：直接方式。当启信号输入时变频器启动**台泵当该泵达到较高频率时,变频器将该泵切换到工频运行,变频器启动下一台泵变频运行,相反当泵停止条件成立时,先停止较先启动的泵。

2　PID的调节功能

由压力传感器反馈的水压信号(4-20MA或-5V)直接送入PLC的A/D口(可以通过手持编程器),设定给定压力值,PID参数值,并通过PLC计算何以需切换泵的操作完成系统控制,系统参数在实际运行中调整,使系统控制响应趋于完整。

3“休眠”功能

系统运行时经常会遇到用户用水量较小或不用水(如夜晚)情况,为了节能,该系统**设置了可以使水泵暂停工作的“休眠”功能,当变频器频率输出低于其下**,变频器停止工作,2#、3#泵不工作,水泵停止(处于休眠状态)。当水压继续升高时将停止1泵,当水压下降到一定值时将先启动变频器运转2#泵或3#泵,当频率到达一定值后将启动1#泵调节2#或3#泵的转速。

“休眠值”变频器输出的下限频率PR507设置。

“休眠确认时间”用参数PR506设置,当变频器的输出频率低于休眠值的时间如小于休眠时间td时,即tdtn时变频器将进入休眠状态。“唤醒值”由供水压力下限启动,当供水压力低于下限值时由PLC发出指令唤醒变频器工作。

经测试“休眠值”为10HZ

“休眠确认时间”td:20s

“唤醒值”70%

4通讯功能

该系统具有计算机的通讯功能,PLC变频器均提供有RS232或485接口PLC可选用西门子的S7-200计算机可以与一套或多套系统进行通讯,利用计算机同时可以监测：电流、电压、频率、转速、压力等也可以控制变频器的各类参数。

此外该系统还具有手动/自动操作,故障报警,运行状态,电流,电压、频率状态显示缺水保护等功能。

运行特征

以三台水泵的恒压供水系统为例,系统在自动运行方式下,可编程控制器控制变频器软启动1#泵,此时1#泵进入变频运行状态,其转速逐渐升高,当供水量Q<1/3Qmax时(Qmax为三台水泵全部工频运行时的较大流量),可编程控制器CPU根据根据供水量的变化自动调节1#泵的运行转速,以保所需的供水压力。当用水量Q在1/3Qmax 当外供水量减少至1/3Qmax 5.系统经济效益分析及系统优点 1经济效益分析变量泵的功率N1、供水量Q1与泵转速n　1三者的关系如下式：N1/Q1=(n　1/n)3 Q1/Q=　n　1/n 式中Q—额定流量,Q1N—额定流量Q时的轴功率 n—水泵的额定转速因额定流量Q=**时,n=**,N=**,若n　1=n时Q1=Q,N1=72.9%N,即可节电27.1%。若n　1=80%n时Q1=80%Q,N1=51.2%N,即可节电48.8%。

2系统优点

2.1恒压供水技术因采用变频器改变电动机电源|稳压器频率,而达到调节水泵转速改变水泵出口压力,比靠调节阀门的控制水泵出口压力的方式,具有降低管道阻力大大减少截流损失的效能。

2.2由于变量泵工作在变频工况,在其出口流量小于额定流量时,泵转速降低,减少了轴承的磨损和发热,延长泵和电动机的机械使用寿命。

2.3因实现恒压自动控制,不需要操作人员频繁操作,降低了人员的劳动强度,节省了人力。

2.4水泵电动机采用软启动方式,按设定的加速时间加速,避免电动机启动时的电流冲击,对电网电压造成波动的影响,同时也避免了电动机突然加速造成泵系统的喘振。

2.5由于变量泵工作在变频工作状态,在其运行过程中其转速是由外供水量决定的,故系统在运行过程中可节约可观的电能,其经济效益是十分明显的。由于其节电效果明显,所以系统具有收回投资快,而长期受益,其产生的社会效益也是非常巨大