PLC变频器、触摸屏在中央空调节能改造技术中的应用-江西丹巴赫工业机器人

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PLC变频器、触摸屏在中央空调节能改造技术中的应用
DANBACH ROBOT


某大厦中央空调为一次泵系统,该大厦冷冻水泵和冷却水泵电机全年运行,冷却水和冷却水温差约为2度,采用继电接触器控制,采用两台电机功率为300KW的冷水机组、两台电机功率为55KW,电机启动方式为自耦变频器降压启动的冷冻水泵、两台电机功率为75KW的冷却水泵,电机启动方式为自耦变频器降压启动的冷去水泵、三座冷却塔风机,风机功率为5.5KW,电机启动方式为直接启动。
该系统存在以下问题:
1、水流量过大使循环水系统的温差降低,恶化了主机的工作条件,引起主机热交换效率下降,造成额外的电能损失。
2、水泵采用自耦变频器启动,电机的启动电流较大,会对供电系统带来一定冲击。
3、传统的水泵起、停控制不能实现软起、软停,在水泵启停时,会出现水锤现角,对管网造成较大冲击。
PLC变频器
PLC(ProgrammableLogicController)中文全名为:可编程逻辑控制器,其主要用途是实现取代继电器的逻辑控制。从本质上讲,可编程控制器为工业控制计算机,硬件结构类似于一般微机控制系统,或者说是相同的系统。可编程序控制器的组成部分包含有CPU存储器,输入/输出模块、编程器和电源等。近些年来,可编程序控制器获得了快速发展,逐渐应用于工业控制装置中。
中央空调系统中冷冻主机的负荷能够感应季节气温变化并进行相应的自动调节,而冷冻泵和冷却泵等与冷冻主机相匹配的设备则不能调节,处于100%负载的运行状况,因此,造成了巨大的能量消耗,也降低运行的环境和质量。变频技术不断发展并逐渐成熟化,目前研究开发了结合变频器、PLC、数模转换模块、温度传感器以及温度模块的温差闭环自动控制系统,能够有效实现节能效果,同时对水泵的输出流量实现自动调节控制。
节能改造措施
结合原中央空调的实际情况,确定水系统节能改造措施如下:
1、由于系统中冷却水泵功率为75KW,占主机功率的30%,故对冷却水系统和冷冻水系统进行变流量改造,在保证机组安全可靠运行的情况下,取得最大化的节能效果。
2、冷冻水系统的控制方案采用温差控制方法,因为冷冻水系统的温差控制适宜用于一次泵定流量的改造,施工较容易,将冷冻水的送回水温差控制在4.5~5摄氏度。
冷冻水控制方法
PLC通过温度传感器及温度模块将冷冻水的出水温度和回水温度读入PLC,根据回水和出水的温度差来控制变频器的转速,从而调节冷冻水的流量,控制热交换的速度。温度大,说明室内温度高,应提高冷冻泵的转速,加快热交换的速度;反之温差小,则说明室内温度低,可降低冷冻泵的转速,减少冷冻水的循环速度以降低流量,减缓热交换的速度,达到节能目的。
3、冷却水系统的控制方案也采用定温差控制方法。因为冷却水系统定温差控制的主机性能优于冷却水出水温度控制,将冷却水的进出水温差控制在4.5~5.0度,控制过程与冷冻水类似。
4、由于冷却塔风机的额定功率为5.5KW,故不考虑对风机进行变频调速。
5、两台冷却水泵M1、M2和两台冷冻水泵M3M4的转速控制采用变频器改造。正常情况下,系统运行在变频节能的状态,其上限运行频率50HZ,下限为30;当节能系统出现故障时,可启动原水泵的控制回路使电机投入工频运行;在变频节能状态下可以自动调节频率,也可以手动调节频率。两台冷冻水泵(或冷却水泵)可进行手动轮换。

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