時間:2007-06-29 10:54:00來源:shixiang
圖1 電動執(zhí)行器的電路原理圖[/align]
5﹑供電電源
共3 塊,分別為電動執(zhí)行閥門﹑壓力傳感器﹑電流傳感器及現(xiàn)場模塊供電。
6﹑通訊網(wǎng)(屏蔽線雙絞線)
為減少對信號的干擾,整套系統(tǒng)均用屏蔽雙絞線進(jìn)行信號的傳輸。
三﹑硬件構(gòu)成
1﹑硬件框架圖如圖2 所示。
[align=center]
圖2 上地基地?fù)Q熱系統(tǒng)自動控制硬件構(gòu)成[/align]
2﹑硬件主體:對各類傳感器﹑現(xiàn)場模塊及執(zhí)行器等分述如下:
1)傳感器
(1)壓力傳感器
4040PC 型壓力傳感器為霍尼韋爾開發(fā)的第一個采用單芯片的壓力變送器,它的封裝適合用于嚴(yán)酷環(huán)境,工作溫度為-45~125℃,結(jié)構(gòu)由不銹鋼﹑玻璃﹑焊劑﹑硅和黃銅組成。采用全校整和溫度補償,提供線性放大的輸出,基于阻特性的單芯片技術(shù)極大地提高了長期使用的可靠性。變送器由5VDC 供電,輸出變化幅度4V,? 0.5~4.5VDC 線性正比于輸壓力.
(2)液位傳感器
霍尼韋爾LL 系列液位開關(guān)可提供非常準(zhǔn)確的液位測量,1 個LED 和1 個光電接收器被放入塑料的半圓球內(nèi),根據(jù)光的內(nèi)部反射原理,當(dāng)無液體時,絕大多數(shù)LED 光都會被光電接收器接收到,當(dāng)液體覆蓋球表面時,圓球頂與液體界面的折射系數(shù)發(fā)生變化,光電接收器接收的LED 光將會減少,因此輸出將會發(fā)生變化,開/關(guān)輸出信號與現(xiàn)場模塊數(shù)字量輸入端相連從而為計算機(jī)定時讀取。
供電電源:光電施密特管5V
輸出電流:最大40mA,NPN
輸出:空氣中高電頻﹑液體中低電頻
(3)電流傳感器
型號CSNE151 電流傳感器是基于霍爾效應(yīng)及零磁場平衡原理(反饋系統(tǒng))來測量電流的。傳感器內(nèi)部磁場總是被控制在零點,用以平衡零磁場的電流是流過導(dǎo)體的初級電流乘以初次級線圈的比例系數(shù)。死循環(huán)電流就是傳感器的輸出,且反映初級電流被次級線圈減少的關(guān)系,電流輸出可以通過外接電阻轉(zhuǎn)換為電壓輸出。
供電電源:±15VDC
輸出/輸入電流比:25mA/25A
(4)溫度傳感器
選用熱電阻溫度傳感器,熱電阻是隨溫度變化的測溫組件,其電阻值隨溫度上升而增大,其受熱部分(感溫組件)用細(xì)金屬絲均勻地雙繞在絕緣材料制成的骨架上,工業(yè)上用的熱電阻有鉑熱電阻和銅熱電阻兩大類,本系統(tǒng)使用的是鉑熱電阻,分度號為Pt100,適用溫度范圍-200~850℃,兩個接線端柱,允差±(0.3+0.005|
t|),普通熱電阻基本結(jié)構(gòu)除感溫組件外,還有保護(hù)套管﹑安裝固定裝置﹑接線盒等。鎧裝鉑熱電阻的外殼采用堅固耐磨的不銹鋼作鎧套,內(nèi)部充滿高密度氧化物作為絕緣體,感溫組件被緊固在鎧套端部內(nèi)。
2)現(xiàn)場模塊
本系統(tǒng)選用ICP DAS 的I-7000 系列現(xiàn)場模塊,全部為9600bps,功能及地址﹑信道分配如下:
(1) I-7060
功能
通過液位傳感器采集凝結(jié)水箱的液位信號,根據(jù)液位狀況在高液位有水時起凝水泵,低液位無水時停凝水泵
地址 01
In3 采集高液位信號
In4 采集低液位信號
RL3NC 控制凝水泵停止
RL1NO 控制凝水泵起動
(2) I -7017
功能 通過壓力傳感器采集各種壓力信號
地址 02
Vin0 供水壓力
Vin1 補水泵出口壓力
Vin2 循環(huán)泵出口壓力
Vin3 凝水泵出口壓力
Vin5 除污器后回水壓力
Vin6 換熱器入口蒸氣壓力
Vin7 入戶蒸氣壓力
(3) I -7033
功能 通過溫度傳感器采集供回水溫度
地址 03
Sense0 供水溫度
Sense1 回水溫度
(4) I-7060
功能
通過液位傳感器采集膨脹水箱的液位信號,根據(jù)液位狀況在低液位無水時起
補水泵,高液位有水時停補水泵
地址 04
In3 采集高液位信號
In4 采集低液位信號
RL3NC 控制1#補水泵停止
RL1NO 控制1#補水泵起動
RL4NC 控制2#補水泵停止
RL2NO 控制2#補水泵起動
(5) I-7024
功能
根據(jù)軟件程序計算得出的值向電動執(zhí)行閥門發(fā)送0~10V 的電壓信號以控制
閥門開度
地址 05
Vout0 輸出電壓信號至電動執(zhí)行閥門
(6) I-7017
功能 通過電流傳感器采集循環(huán)泵的電流
地址 06
Vin3 1#循環(huán)泵電流
Vin4 2#循環(huán)泵電流
(7) I-7060
功能 控制循環(huán)泵的起停
地址 07
RL3NC 控制1#循環(huán)泵停止
RL1NO 控制1#循環(huán)泵起動
RL4NC 控制2#循環(huán)泵停止
RL2NO 控制2#循環(huán)泵起動
(8)I-7520
功能 實現(xiàn)RS485 與RS232 通訊方式的轉(zhuǎn)換
四﹑軟件的流程
1﹑軟件功能綜述
1)識別與記錄:對于進(jìn)入系統(tǒng)的人員進(jìn)行密碼識別,進(jìn)入時間及姓名的記錄
2)自動采集運行參數(shù)及狀況?
(1)以數(shù)值顯示下列參數(shù)
a.壓力(MPa):供水壓力﹑補水泵出口壓力﹑凝水泵出口壓力﹑循環(huán)泵出口壓力﹑回水除污器后壓力﹑換熱器入口蒸氣壓力﹑入戶蒸氣壓力;
b.溫度(℃):供水溫度﹑回水溫度;
c.顯示閥門開度(0~1):全關(guān)至全開;
(2)以圖片顯示下列狀?
a.水箱高低液位:低水位常態(tài)有水→綠色﹑異常無水→紅色,高水位常態(tài)無水→綠色﹑異常有水→紅色;
b.泵類起停顯示:起時開關(guān)閉合顯示紅色,停時開關(guān)斷開顯示綠色;
3)自動或遠(yuǎn)程手動控制運行狀況?
(1)自動
a.根據(jù)凝水箱液位自動控制凝水泵的啟停:高液位有水起泵,低液位無水停泵;根據(jù)膨脹水箱液位自動控制補水泵的啟停:低液位有水起泵,高液位無水停泵;對補水泵而言系統(tǒng)不是隨機(jī)啟泵,一般啟動的是累計運行時間長的泵;
b.循環(huán)水泵遠(yuǎn)程手動啟動或現(xiàn)場手動啟動后進(jìn)入自動控制狀態(tài),根據(jù)連續(xù)運行時間進(jìn)行換泵;
c.根據(jù)一段時間內(nèi)采集到的回水溫度對電動執(zhí)行閥門進(jìn)行PID(比例積分微分調(diào)節(jié));
(2)遠(yuǎn)程手動
a.循環(huán)水泵必須通過點擊圖片的方式進(jìn)行啟??刂疲?
b.在特殊情況下(如不得回打凝水時),補水泵﹑凝水泵通過手動/自動轉(zhuǎn)換按鈕轉(zhuǎn)換為手動后,通過點擊圖片進(jìn)行泵類啟停;
4)異常情況報警
(1)報警設(shè)置:除供回水溫度因需要進(jìn)行經(jīng)常性的調(diào)節(jié)而不設(shè)限制外,系統(tǒng)其它主要參數(shù)由具備一定權(quán)限的人員進(jìn)行高﹑低限的設(shè)置;
(2)警報功能:詳見警報明細(xì)表
5)生成運行記錄表及日曲線
6)統(tǒng)計與查詢及打印與更新
(1)統(tǒng)計與查詢
統(tǒng)計泵類連續(xù)及累計運行時間查詢進(jìn)入及退出系統(tǒng)的人員及時
間查詢警報及警報后處理記錄主要運行參數(shù)的歷史記錄
(2)打印與更新:打印查詢得到的信息無需保留的信息進(jìn)行更新
軟件流程如圖3 所示
[align=center]
圖3 軟件框圖[/align]
五﹑實際運行效果
本系統(tǒng)自1999 年11 月中試運行,經(jīng)過一段時間的測試(主要是軟件程序的測試),至1999 年底運行狀況良好,目前,換熱站內(nèi)不再設(shè)置運行人員,本系統(tǒng)投用具有以下效果及長遠(yuǎn)意義:
1﹑解決原設(shè)計缺項
1)原設(shè)計缺少膨脹水箱液位信號的傳輸而造成運行人員需要經(jīng)常性爬上八層樓觀察液位變化,發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)虧水后還需要回到換熱站內(nèi)再啟動補水泵;
2)原設(shè)計缺少凝水水箱液位信號的傳輸(甚至無玻璃管液位顯示)而造成運行人員需要依靠個人經(jīng)驗或是爬上凝結(jié)水箱觀察液位狀況后進(jìn)行啟停凝水泵的操作。
2﹑節(jié)約能源確保穩(wěn)定運行
以往冬季供暖運行一般就是運行人員將換熱器入口的蒸汽閥門調(diào)整到一定的開度后系統(tǒng)運行,一個運行季只有兩三次根據(jù)天氣的變化而進(jìn)行的調(diào)節(jié),根據(jù)蒸氣壓力的變化的調(diào)節(jié)幾乎不進(jìn)行。其弊端在于:當(dāng)蒸汽壓力較高時,供回水溫度均呈現(xiàn)上升趨勢而不做調(diào)整,造成運行不穩(wěn)定和能源的極度浪費。系統(tǒng)投運后,對應(yīng)某一期待回水溫度,系統(tǒng)電動執(zhí)行閥門的開度隨著蒸氣壓力的改變而不斷變化,實現(xiàn)節(jié)約能源消耗的目的;當(dāng)蒸汽壓力較穩(wěn)定時,閥門開度也就穩(wěn)定了,回水溫度保持在期待水平 ,從而使系統(tǒng)運行穩(wěn)定。
3﹑指向性作用
由于基地建設(shè)周期較長,集中供熱工程相對超前,設(shè)計是幾年前完成的,工藝水準(zhǔn)目前看來已經(jīng)落后,再者設(shè)計人員長期脫離生產(chǎn)運行實際,所以在基地建設(shè)的中﹑前期設(shè)計的換熱制冷站的自動化不多﹑技術(shù)程度較低,能耗浪費嚴(yán)重。這種情況不符合上地基地為高科技開發(fā)區(qū)的形象,更與進(jìn)駐企業(yè)的要求存在差距,改變這種局面已成為企業(yè)生產(chǎn)中的關(guān)鍵問題,我們認(rèn)識到:為確保安全生產(chǎn)和設(shè)備正常運行,為降低消耗﹑提高設(shè)備運行效率和經(jīng)濟(jì)效益而進(jìn)行技改是一項長期性策略。而在節(jié)約能源﹑提高設(shè)備性能以及控制系統(tǒng)的數(shù)字化﹑智能化等方面加以改善和提高就必須采用新技術(shù),這不僅是一個觀念問題,它反映了管理部的技術(shù)能力和管理水平,為此更是管理問題﹑科學(xué)問題。運行實際表明:這項新技術(shù)在企業(yè)生產(chǎn)活動中優(yōu)勢明顯,效益顯著,達(dá)到了社會效益與經(jīng)濟(jì)效益雙豐收的目的。我國能源工業(yè)要"堅持開發(fā)與節(jié)約并重的方針,把節(jié)約放在突出的位置"。技術(shù)改造與能源節(jié)約的重點是技術(shù)改進(jìn)﹑設(shè)備改進(jìn)和產(chǎn)品改進(jìn),從而達(dá)到技術(shù)先進(jìn)﹑運行可靠﹑經(jīng)濟(jì)合理。試用期間將原來站點的邏輯控制系統(tǒng)與改進(jìn)后的控制系統(tǒng)兼容,采用可以隨時切換的方式運作,對于蒸氣系統(tǒng)也通過旁通的方式保證一旦發(fā)現(xiàn)故障時轉(zhuǎn)入手動,此外,電動執(zhí)行閥門本身也具有轉(zhuǎn)入手動的功能。通過試運行和短時間的培訓(xùn),運行員工對系統(tǒng)的熟悉程度達(dá)到較高水平,達(dá)到獨立操作的要求,并通過一個運行季的實際運行使運行和維護(hù)人員對其性能掌握更加深入,這樣就為明年的聯(lián)網(wǎng)自動采集與控制鋪就一條通往成功之路,有利于熱電公司的長期可持續(xù)發(fā)展
六﹑現(xiàn)場環(huán)境照片,如圖4 所示。
[align=center]
圖 4[/align]
7﹑結(jié)語
實創(chuàng)熱力電力公司目前設(shè)備總資產(chǎn)已近八千萬,本項目的投運及計算機(jī)控制的應(yīng)用只是企業(yè)由基本建設(shè)為中心向生產(chǎn)經(jīng)營管理轉(zhuǎn)軌的一步,作為一名從事專業(yè)技術(shù)管理并過渡到參與宏觀企業(yè)管理領(lǐng)域的人員,特別是此次技改的技術(shù)負(fù)責(zé)人和領(lǐng)導(dǎo)者,系統(tǒng)能夠在實際生產(chǎn)運行中取得理想的效果,我感受到新技術(shù)在企業(yè)生產(chǎn)活動中推廣應(yīng)用的重要性,認(rèn)識到在通過技術(shù)改造促進(jìn)企業(yè)技術(shù)進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)效益的同步增長方面今后還有大量的工作有待完成。上地基地的能源管理還涉及到蒸氣熱源和電力供應(yīng)等方面,在其它領(lǐng)域泓格(ICP DAS)產(chǎn)品同樣具有良好的應(yīng)用前景,此外探索其它技術(shù)的應(yīng)用也是今后技改工作的重點,具體內(nèi)容為一些大型電機(jī)的變頻調(diào)速技術(shù)應(yīng)用(如在灰渣泵﹑給水泵等處);變電所內(nèi)改造電量表工作,使其具有集中監(jiān)測與控制功能;幾個獨立變電所(樓花廠房﹑一號標(biāo)廠﹑二號標(biāo)廠等處)低壓配電環(huán)網(wǎng)供電改造工作;變電所負(fù)荷的分級管理技術(shù)的應(yīng)用;基地內(nèi)所屬中央制冷空調(diào)系統(tǒng)﹑換熱系統(tǒng)集中監(jiān)測與控制的網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)等等⋯⋯可以說今后應(yīng)用新技術(shù)的工作任重道遠(yuǎn)。相信新技術(shù)更為廣泛的應(yīng)用必將切實有效地促進(jìn)企業(yè)的生產(chǎn)和經(jīng)營工作。標(biāo)簽:
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