DCS自控方案
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药厂空调DCS自控系统抗干扰措施分析摘要:为满足GMP要求,制药企业普遍采用空调自控DCS净化系统,空调控制系统的运行往往受到许多干扰,因此,分析药厂空调控制系统的抗干扰措施就显得很重要。
关键词:药厂;空调DCS自控;抗干扰前言近年来随着科学技术的进步和药品法规GMP的不断实施,净化空调自控系统逐渐成为制药环节中至关重要的一环。
然而许多药厂在自控设计和施工中并没有考虑到自控系统抗干扰环节,从而导致系统的稳定性和可靠性大大降低,存在空调系统停运和提供不合格空气的可能,直接影响到药品的质量。
因此,分析适用药厂空调自控系统尤其是得到广泛应用的DCS系统中各种干扰产生的原因和影响及其对应措施对药厂空调自控系统的稳定运行,保证了药品生产环境具有重要的意义。
1.药厂空调自控系统常见干扰及来源1.1 接地干扰接地是防止干扰和抑制噪声的重要手段。
DCS控制系统的地线包括系统地、交流地、保护地和屏蔽地等。
正确的接地,不仅可以抑制电磁干扰的影响,还能抑制设备向外发出干扰。
但是一旦出现接地混乱将会导致产生环路电流的情况,造成DCS系统经常不明原因的“死机”或信号数据失真。
1.2 电网干扰。
药厂空调自控系统普遍采用直接电网供电方式,由于电网覆盖范围广,电网上各种大型电源设备的起停、操作浪涌、短路暂态波动、交直流传动装置引起的高次谐波甚至是雷电等都会在线路造成电磁干扰,给系统造成极大的危害,引起空调自控系统的误动作或失控,甚至引起现场控制器DDC死机。
1.3变频器干扰变频器是药厂空调自控系统常用设备,且数量众多,DCS系统中变频器与现场控制器DDC的应用非常普遍。
变频器是利用电力电子半导体器件的频繁快速通断实现电信号的频率变换的,整流电路和逆变电路使得变频器的输入侧和输出侧的电压、电流都含有丰富的谐波,造成电网波形的畸变,【1】从而将干扰引入DCS系统中。
另外,变频器的输出还会产生较强的电磁辐射干扰,影响周边设备的正常工作。
精品文档规程编号:KF-HD-CYJSB-***版本号:2013-9受控号:DCS系统浙大中控操作规程二零一三年九月实施日期:开发事业部哈得作业区发布单位:.精品文档目录一、使用范围和编制依据二、管辖范围三、系统介绍四、主要技术参数五、风险及控制措施六、装置介绍集散控制系统(一)浙大中控JX-300XP七、操作规定(一)浙大中控自控系统监控操作八、注意事项浙大中控DCS系统操作规程一、使用范围和编制依据本规程适用于哈得作业区DCS系统正常维护和操作管理。
本规程依据浙大中控JX-300X DCS系统操作维护手册编制。
二、管辖范围哈一联、哈四联、天然气站主控室。
.精品文档三、系统介绍1、DCS系统由硬件系统和软件系统两部分组成1)系统硬件哈四联系统由三个操作站(其中一个兼作工程师站)和3个控制站构成。
哈一联系统由四个操作站(其中一个兼作工程师站)和3个控制站构成。
天然气站系统由三个操作站(其中两个兼作工程师站)和一个控制站构成。
本规程所涉及的操作均在操作站上实现,具体的硬件构成参见相关技术资料。
2)系统软件系统的所有操作均在Advantrol软件下实现,具体的Advantrol操作参见相关技术手册。
四、主要技术参数1、浙大中控DCS系统五、风险及控制措施六、装置介绍万方天然气处理站,配备了一套独东河天然气站设计为日处理量22.5自动化监控系统,本系统由硬件、通讯网络、操作立的浙大中控JX-300XP.精品文档站计算机、监控软件等组成。
主服务器从服务器监控机1#操作站操作站2#3#工程师站监控网络RS232/RS485主控单元AB主控单元现场分子筛PLC现场压缩机PLC现场压缩机PLC 控制网络I/O模块I/O模块信号I/O现场仪器仪现场仪器仪表表JX-300XP系统硬件1、机柜天然气站仪控室有I/O卡件机柜两套,哈四联机柜间有I/O卡件机柜五套,哈一联机柜间有I/O卡件机柜五套。
2、系统软件系统的所有操作均在Advantrol软件下实现,具体的Advantrol操作参见相关.精品文档技术手册。
氧化铝综合自动化系统本集成过程控制系统以罗克韦尔自动化的集成架构为核心,是一套全面集成的过程控制解决方案。
集成架构作为一种技术框架,将车间现场不同的应用项目通过统一的控制、可视化和通信平台集成在一起。
这样一来,所有的数据都能够在整个企业内进行无逢的传递。
这正是现代化铝厂真正需要的东西。
氧化铝集成过程控制系统下设原料磨、石灰消化、溶出、沉降、种子过滤、蒸发、成品过滤、焙烧八个子系统,负责全厂生产的数据采集和实时控制,并通过以太网光纤环网将信息集中到中央控制室的服务器,实现分散控制和集中管理的目的。
本文详细介绍在ControlLogix平台上开发的集成过程控制系统硬件、软件设计。
主要功能特点1通过建立全厂集中控制与调度中心,实现氧化铝生产过程的集中控制,提高整条生产线设备控制协调性。
2通过建立全厂集中控制与调度中心,压缩车间级管理职能,整合车间操作岗位,优化岗位设置,实现全厂生产管理扁平化,显著提高生产管理协同性,从而提高劳动生产率,提升设备运转率和设备台时产能。
3集中管理过程数据和管理数据,建立全厂生产指标监视体系,开发生产指标监视平台,随时随地为各级领导提供全方位的生产和管理数据信息,辅助领导高效决策,从而提高领导决策效率,改善生产管理效率。
4建立全厂管控一体化控制系统信息平台,实现质量管理、设备管理、物料管理、能源管理的精细化,从而实现全厂“物流、资金流、信息流”三流同步,精细化成本核算,改善经济技术指标,降低生产成本。
5建立氧化铝生产全流程优化管理、运行与控制系统,优化全流程综合生产指标、运行指标、控制指标,使之全面、持续、稳定的提高氧化铝产量、改善氧化铝质量、降低氧化铝成本。
6在传统过程控制系统基础之上,通过建立全流程一体化控制系统,提高产量1-2 %、提高氧化铝回收率0.5-1 %、节能能耗2-3 %。
主要技术指标1系统容量ControlLogic处理器提供的用户内存(2M字节到32M字节)能解决大量I/O问题,控制规模可达到4000点模拟量和128,000点数字量。
dcs控制方案概述DCS(Distributed Control System,分散式控制系统)是一种广泛应用于工业自动化领域的控制系统方案。
本文将对DCS控制方案进行详细介绍,包括其基本原理、应用领域以及优势等方面。
一、DCS控制方案的基本原理DCS控制方案是一种基于计算机网络的分散控制系统,它通过在工业生产过程中的各个关键位置部署分布式控制器,实现对工艺的集中控制和监控。
其基本原理如下:1. 分布式架构:DCS系统采用分布式架构,将控制任务分散到各个节点上,实现了控制的并行化。
这种架构不仅提高了系统的可靠性和容错性,还使得系统的扩展更加灵活。
2. 通信技术:DCS系统利用现代通信技术实现节点之间的数据传输,如以太网、无线通信等。
这些通信手段能够确保数据的实时性和准确性,在数据传输过程中实现了高速、可靠的通信。
3. 开放性:DCS系统具有高度的开放性,可以与其他控制系统进行无缝对接。
这使得DCS系统在工业自动化领域得到了广泛的应用,不仅可以与传统的PLC系统集成,还可以与ERP系统等进行整合。
二、DCS控制方案的应用领域DCS控制方案具有广泛的应用领域,在许多工业自动化场景中发挥着重要的作用。
以下是几个常见的应用领域:1. 石油化工:DCS系统在石油化工行业中被广泛应用,可以对化工过程进行实时监控和控制,提高生产效率和质量。
2. 电力系统:DCS系统在电力系统中用于对电厂的发电过程进行控制和监控,确保稳定供电和优化能源利用。
3. 制造业:DCS系统在制造业中可以对生产过程进行精细化控制,实现智能制造和自动化生产。
4. 建筑物自动化:DCS系统可以应用于大型建筑物的自动化控制,如楼宇自控系统,实现对建筑设备的集中管理和控制。
三、DCS控制方案的优势DCS控制方案相较于传统的集中式控制系统具有许多优势,下面列举几个主要的优势点:1. 高可靠性:DCS系统采用分布式架构,使得系统具有较高的可靠性和容错能力。
DCS和PLC实现、设计案例分析04083134 张晓辉一、DCS控制系统A)DCS控制系统:DCS是分布式控制系统的英文缩写(Distributed Control System),在国内自控行业又称之为集散控制系统。
即所谓的分布式控制系统,或在有些资料中称之为集散系统,是相对于集中式控制系统而言的一种新型计算机控制系统,它是在集中式控制系统的基础上发展、演变而来的。
它是一个由过程控制级和过程监控级组成的以通信网络为纽带的多级计算机系统,综合了计算机,通信、显示和控制等4C技术,其基本思想是分散控制、集中操作、分级管理、配置灵活以及组态方便。
在系统功能方面,DCS和集中式控制系统的区别不大,但在系统功能的实现方法上却完全不同。
首先,DCS的骨架—系统网络,它是DCS的基础和核心。
由于网络对于DCS整个系统的实时性、可靠性和扩充性,起着决定性的作用,因此各厂家都在这方面进行了精心的设计。
对于DCS的系统网络来说,它必须满足实时性的要求,即在确定的时间限度内完成信息的传送。
这里所说的“确定”的时间限度,是指在无论何种情况下,信息传送都能在这个时间限度内完成,而这个时间限度则是根据被控制过程的实时性要求确定的。
因此,衡量系统网络性能的指标并不是网络的速率,即通常所说的每秒比特数(bps),而是系统网络的实时性,即能在多长的时间内确保所需信息的传输完成。
系统网络还必须非常可靠,无论在任何情况下,网络通信都不能中断,因此多数厂家的DCS均采用双总线、环形或双重星形的网络拓扑结构。
为了满足系统扩充性的要求,系统网络上可接入的最大节点数量应比实际使用的节点数量大若干倍。
这样,一方面可以随时增加新的节点,另一方面也可以使系统网络运行于较轻的通信负荷状态,以确保系统的实时性和可靠性。
在系统实际运行过程中,各个节点的上网和下网是随时可能发生的,特别是操作员站,这样,网络重构会经常进行,而这种操作绝对不能影响系统的正常运行,因此,系统网络应该具有很强在线网络重构功能。
自控调试方案第1篇自控调试方案一、项目背景随着科技的发展,自动化控制系统在工业生产中的应用日益广泛,为提高生产效率、降低生产成本、保障产品质量提供了有力保障。
为确保自动化控制系统的稳定运行,充分发挥其效能,需对系统进行严格的自控调试。
本方案针对某项目自控调试需求,制定一套合法合规的调试方案。
二、调试目标1. 确保系统设备按照设计要求正常运行,满足生产工艺需求;2. 优化系统控制参数,提高系统运行效率;3. 消除系统隐患,降低故障率;4. 培训操作人员,使其熟练掌握系统操作和维护方法。
三、调试范围1. 控制系统:包括PLC、DCS、现场仪表等;2. 执行机构:包括电动执行器、气动执行器、液压执行器等;3. 传感器:包括温度、压力、流量、液位等传感器;4. 通信网络:包括工业以太网、现场总线等;5. 监控系统:包括SCADA、组态软件等。
四、调试流程1. 调试准备(1)收集项目相关资料,包括设备说明书、电气图纸、控制系统配置表等;(2)组织调试团队,明确各成员职责,制定调试计划;(3)准备调试工具和仪器,如示波器、万用表、调试计算机等;(4)编制调试程序和调试脚本。
2. 设备检查(1)检查设备外观,确认无损坏、无松动现象;(2)检查设备接线,确认接线正确、牢固;(3)检查设备电源,确认电源电压、频率等参数符合要求;(4)检查设备接地,确认接地良好。
3. 系统调试(1)对控制系统进行初步调试,包括硬件检查、软件配置等;(2)对执行机构进行调试,包括动作测试、位置反馈等;(3)对传感器进行调试,包括校准、补偿等;(4)对通信网络进行调试,包括网络配置、通信测试等;(5)对监控系统进行调试,包括画面组态、报警设置等。
4. 系统优化(1)根据实际运行情况,调整系统控制参数;(2)对系统进行性能测试,如响应时间、稳态误差等;(3)消除系统隐患,提高系统稳定性。
5. 培训与验收(1)对操作人员进行培训,包括系统操作、维护保养等;(2)组织系统验收,确认系统满足调试目标;(3)编制调试报告,整理调试资料。
玻璃熔窑DCS 节能自动控制技术开发与应用方案一、背景随着中国产业结构的不断转型与升级,玻璃制造行业正面临着严峻的能源消耗和环境污染问题。
传统的玻璃熔窑控制方式由于效率低下和能源浪费严重,已经无法满足现代制造业的发展需求。
为此,开发一种能够实现节能自动控制的玻璃熔窑DCS(分布式控制系统)技术成为了当务之急。
二、工作原理DCS系统主要采用集散控制方式,对玻璃熔窑的各个工艺参数进行实时监测和自动控制。
具体来说,该系统通过采集熔窑内的温度、压力、气体浓度等参数,经由数据处理和分析,自动调整窑炉的燃烧和冷却过程,以达到节能和提高产品质量的目的。
三、实施计划步骤1.系统调研:对现有玻璃熔窑进行深入调研,了解工艺流程、设备状况以及生产需求。
2.方案设计:根据调研结果,制定DCS系统的整体设计方案。
3.系统开发:开发DCS系统软件和硬件设备,包括数据采集模块、控制模块、通信模块等。
4.实验验证:在实验环境中对DCS系统进行验证,确保系统的稳定性和可靠性。
5.现场安装与调试:在生产现场安装DCS系统,并进行调试和优化。
6.培训与推广:对生产人员进行培训,确保他们能够熟练使用DCS系统。
7.运行维护:建立长期的运行维护机制,保证DCS系统的正常运行。
四、适用范围该DCS系统适用于各种类型的玻璃熔窑,包括平板玻璃、玻璃瓶罐、光学玻璃等。
同时,该系统也可用于其他需要实现自动控制的玻璃制造设备。
五、创新要点1.采用先进的集散控制技术,实现多变量实时优化控制。
2.引入智能算法,如神经网络、模糊控制等,提高控制精度和鲁棒性。
3.结合大数据和云计算技术,实现数据挖掘和分析,为生产决策提供支持。
4.开发友好的人机界面,方便生产人员操作和维护。
六、预期效果1.节能:通过实时监测和自动控制,减少能源浪费,预计节能率可达20%。
2.提高产品质量:精确的控制可以提高产品质量和稳定性。
3.降低运营成本:减少人力成本和维护成本,预计可降低15%。
制药行业DCS自动控制系统解决方案DCS自动化控制系统是过程控制的核心,自控网络搭建对系统的稳定通信稳定性、有效性、安全性起着至关重要的作用。
常采用的网络架构:环形网络、星型网络、对等网络以及FTE冗余容错网络。
特点:C/S架构中操作员站兼直读站功能支持常用开放、通用网络协议,如:modbus、profibus、profinet、tcp/ip、ff、hart等;方便网络扩展;避免网络风暴,保证网络安全。
通过构建DCS自控网络,可以集中管理,分散控制,降低生产中因部分设备问题导致全部停车风险,提高设备设备整体的运行的稳定性。
对于制药行业,主要就是对温度、流量、压力等各种模拟信号采集以及一些阀门的控制,是典型的DCS自控系统,现在DCS自控系统已经广泛的应用于制药行业,包括发酵、中药和化学合成的自动控制。
下面就简单的讲解一下三个制药行业的解决方案:1、发酵提取类自动化解决方案1)发酵单元一键式全自动控制通过对发酵流程中实消、空消、保压、移种、倒种、放料等单元实现一键自动化;并结合对发酵过程中常规各类参数和部分生化参数进行监测和控制,有效的提高发酵单位和提升产品质量。
2)提取、分离纯化膜过滤过程自动化控制系统为保证膜过滤装置在生产中安全、稳定运行,提出了膜过滤自动化控制系统,此系统已广泛应用在陶瓷膜、金属膜、有机膜等过滤系统中,达到了提高工作效率,节能降耗、延长设备使用寿命,分离完全纯化简单的目的。
3)连续离交自动化控制系统主要的控制对象是进料和出料流量,离交柱的液位,出料PH或者浓度。
对树脂柱、欲解脱、解脱等设备上面的关键点进行监控,例如:液位、串柱、出料总流量等,从而达到了提高生产效率,减少操作人员的劳动强度,减少废水排放的效果。
4)发酵连消自动化控制系统解决方案○1物料连消自动化控制系统优点:物料在消毒过程中,营养成分破坏小,利于发酵水平的提高;提高设备的周转率,延长使用寿命;全自动化控制,节约能耗(水、电、蒸汽)消毒彻底,有利于降低染菌率○2水消自动化控制系统将连消中的水消工艺推广到发酵设备、管路的空消过程中,用过热水代替原有的饱和蒸汽。
仪表DCS集散控制系统介绍集散控制系统(Distributed control system)是以微处理器为基础的对生产过程进行集中监视、操作、管理和分散控制的集中分散控制系统,简称DCS系统。
该系统将若干台微机分散应用于过程控制,全部信息通过通信网络由上位管理计算机监控,实现最优化控制,整个装置继承了常规仪表分散控制和计算机集中控制的优点,克服了常规仪表功能单一,人-机联系差以及单台微型计算机控制系统危险性高度集中的缺点,既实现了在管理、操作和显示三方面集中,又实现了在功能、负荷和危险性三方面的分散。
DCS系统在现代化生产过程控制中起着重要的作用。
集散控制系统一般有以下四部分组成:现场控制级:又称数据采集装置,主要是将过程非控变量进行数据采集和预处理,而且对实时数据进一步加工处理,供CRT操作站显示和打印,从而实现开环监视,并将采集到的数据传输到监控计算机。
输出装置在有上位机的情况下,能以开关量或者模拟量信号的方式,向终端元件输出计算机控制命令。
这一个级别直接面对现场,跟现场过程相连。
比如阀门、电机、各类传感器、变送器、执行机构等等.它们都是工业现场的基础设备、同样也是DCS的基础。
在DCS系统中,这一级别的功能就是服从上位机发来的命令,同时向上位机反馈执行的情况。
拿军队来举例的话,可以形容为最底层的士兵。
它们只要能准确地服从命令,并且准确地向上级汇报情况即完成使命。
至于它与上位机交流,就是通过模拟信号或者现场总线的数字信号。
由于模拟信号在传递的过程或多或少存在一些失真或者受到干扰,所以目前流行的是通过现场总线来进行DCS信号的传递。
过程控制级:又称现场控制单元或基本控制器,是DCS系统中的核心部分.生产工艺的调节都是靠它来实现.比如阀门的开闭调节、顺序控制、连续控制等等。
上面说到现场控制级是“士兵",那么给它发号施令的就是过程控制级了。
它接受现场控制级传来的信号,按照工艺要求进行控制规律运算,然后将结果作为控制信号发给现场控制级的设备。
DCS调试与方案DCS(分布式控制系统)是一种在工业自动化领域广泛应用的控制系统。
它将多个分散的控制设备通过网络连接起来,实现集中控制和管理。
DCS调试是指在系统建设或者维护过程中,对DCS系统进行调试,确保其正常运行。
本文将从DCS调试的背景、调试方案和调试注意事项三个方面进行阐述。
一、DCS调试的背景随着工业自动化的发展,DCS系统的应用日益广泛。
DCS系统具有多元化、分布式、柔性和网络化等特点,能够提高生产效率、降低成本、改进产品质量。
然而,在DCS系统的建设或者维护过程中,由于硬件配置、软件编程、网络设置等的不完善或错误,会导致系统无法运行或者运行异常。
因此,DCS调试成为确保系统正常运行的重要环节。
二、DCS调试的方案1.设计阶段调试DCS系统的设计阶段,主要包括硬件配置的设计和软件编程的设计。
在硬件配置设计阶段,需要根据实际需求选择合适的传感器、执行器和控制器,并按照系统要求进行连接和设置。
在软件编程设计阶段,需要编写相应的控制程序,实现逻辑控制和数据处理。
设计阶段调试的主要目的是验证硬件和软件的正确性,并进行功能测试。
可以通过模拟输入和输出信号,检查控制效果以及判断系统是否满足要求。
2.安装阶段调试DCS系统的安装阶段,主要包括设备的安装和网络的连接。
在设备安装阶段,需要对硬件设备进行验证和安装,确保其正常工作。
在网络连接阶段,需要创建适当的网络拓扑结构,配置网络参数,并进行网络连接测试。
安装阶段调试的主要目的是确保硬件设备和网络连接正常,并进行设备的初步调整和校准。
3.联调阶段调试DCS系统的联调阶段,主要包括设备之间的联调和系统整体的联调。
在设备之间的联调阶段,需要对不同设备之间的接口进行调试,确保数据的正常传输和交互。
在系统整体的联调阶段,需要对整个系统进行调试,验证系统的各项功能和性能指标,同时进行必要的优化和调整。
联调阶段调试的主要目的是确保系统各部分之间协调工作,并达到整体功能和性能的预期。
本项目设置一套DCS控制系统,DCS系统电源采用市电+UPS不间断供电。
控制室与机柜室单独设置,并分别安装UPS电源一套。
控制室内设置两台操作站,其中一台操作站兼作工程师站,UPS电源容量不小于2KVA。
机柜室设置DCS控制柜、电源柜各一面,UPS电源容量不小于3KVA。
DCS系统应采用冗余结构, 使故障对系统影响限制在最小范围内。
当卡件出现故障时过程输出应保持不变或输出预先设立安全值。
电源模块、通讯模块、主控模块1:1冗余配置,I/O点备用量为总点数的30%。
冗余的设备要求具备在线故障诊断和报警、并可自动切换以及进行维修提示。
冗余I/O卡件在检测到故障时可自动切换至备用卡件。
系统应可识别现场接线断路或短路并发出报警。
系统所用卡件应可在线热插拔而不会影响整套系统的正常工作, 冗余卡件热插拔时应不会影响现场设备的正常运行。
DCS 系统包括控制节点、操作节点、通信网络。
控制节点包括控制站,通信接口。
操作节点包括工程师站,操作员站,服务器站,数据管理站。
通信网络包括管理信息网,过程信息网,过程控制网,I/O 总线。
控制站硬件包括机柜,机笼,供电,卡件。
机柜包括机笼、交换机、电源模块、端子板、卡件。
机笼分为电源机笼和卡件机笼;卡件包括主控卡、数据转发卡、I/O 卡件及端子板。
现场接线箱里面包括接线端子和接线端子排。
DCS 的硬件体系结构考察DCS 的层次结构,DCS 级和控制管理级是组成DCS的两个最基本的环节。
过程控制级具体实现了信号的输入、变换、运算和输出等分散控制功能。
在不同的DCS 中,过程控制级的控制装置各不相同,如过程控制单元、现场控制站、过程接口单元等等,但它们的结构形式大致相同,可以统称为现场控制单元FCU 。
过程管理级由工程师站、操作员站、管理计算机等组成,完成对过程控制级的集中监视和管理,通常称为操作站。
DCS 的硬件和软件,都是按模块化结构设计的,所以DCS的开发实际上就是将系统提供的各种基本模块按实际的需要组合成为一个系统,这个过程称为系统的组态。
(1)现场控制单元现场控制单元一般远离控制中心,安装在靠近现场的地方,其高度模块化结构可以根据过程监测和控制的需要配置成由几个监控点到数百个监控点的规模不等的过程控制单元。
现场控制单元的结构是由许多功能分散的插板(或称卡件)按照一定的逻辑或物理顺序安装在插板箱中,各现场控制单元及其与控制管理级之间采用总线连接,以实现信息交互。
现场控制单元的硬件配置需要完成以下内容:插件的配置根据系统的要求和控制规模配置主机插件(CPU插件)、电源插件、I/O插件、通信插件等硬件设备;硬件冗余配置对关键设备进行冗余配置是提高DCS可靠性的一个重要手段,DCS通常可以对主机插件、电源插件、通信插件和网络、关键I/O插件都可以实现冗余配置。
硬件安装不同的DCS,对于各种插件在插件箱中的安装,会在逻辑顺序或物理顺序上有相应的规定。
DCS自控5.1 中央操作站:监控中心设于首层控制室内,分别设置能源机房、屋顶冷却塔、地热泵站和配电室4个子站。
工作站采用全中文的 SIMATIC SOFTWARE控制软件,全中文的 SIMATIC HMI 人机接口,西门子 SIMATIC S7-400 控制器,西门子专用的高性能工业计算机。
利用温度传感器、压力传感器、压差传感器、流量计以及制冷机组负荷传感器等装置对所控设备的供回水温度、温差、压力、压差、供水流量、机组负荷以及室外环境温湿度等运行过程参数进行采集,通过内置专业软件的控制算法技术调节变频调速设备的转速以改变介质的流量,从而获得一定的节能效果。
即通过过程参量的采集实施过程参量控制实现集中控制,分散管理之目的。
5.2 锅炉及锅炉换热系统自控:此系统主要由12台模块化燃气热水锅炉、4台锅炉热水循环泵、1台换热机组、1套集分水器及系统的相关电动水阀等被控设备构成;主要是通过安装在各设备供水管的水流开关信号自动控制锅炉、循环泵及换热机组的启动和停止,防止损坏电机设备。
对锅炉负荷侧电动阀、换热机组一次侧供回水电动阀作开关控制并显示在人机界面上,通过安装在锅炉二次侧集分水器之间的压力传感器信号,对集分水器之间的压差旁通阀进行开关及开度控制并显示在人机界面上,维持管路压差平衡,设置时间和冷热量控制的上下限范围,防止机组的频繁启停;对锅炉供回水近端温度、换热机组两侧供回水近端温度进行检测,对换热机组一次侧、二次侧供回水总管的温度和压力进行检测;对锅炉、循环泵、换热机组的手自动状态/运行状态/故障告警进行远端监视,很好保护设备节省运营成本。
5.3单冷冷水机组自控:此系统主要由1台单冷冷水机组,2台冷冻循环泵,3台冷却循环泵,4台冷却塔及相关的电动水阀等被控设备组成。
在冷水机组两侧供回水近端安装温度传感器检测供回水温度,在各设备的供水管安装水流开关检测水流状态,保护电机设备;对于冷冻泵自控系统按照时间表或者现场空调机组使用情况开启冷冻泵,根据供回水压差自动调节水泵的运行台数和频率,根据冷机的流量要求以及水泵的流量特性曲线确定最低运行频率,在节能的同时保证系统的安全运行,通过降低频率降低转速的方式将获得30%以上的节能效果在冷冻侧安装电动阀控制供水量[因为水泵的功耗和转速是3次方关系];对于冷却水泵,自控系统充分利用冷水机组低温冷却水高效率的特点,调整冷却水流量从而控制冷水机组的蒸发压力在最佳的范围内,实现高运行效率而降低能耗,另外自控系统调整冷却水泵的运行台数使冷水机组获得高效率省电运行的工况,采用此种方式将使冷水机组获得5~10%的节能效果;对于冷却塔,自控系统按照冷却水回水温度的情况启停冷却塔风机,根据冷却水回水温度期望值自动调节冷却塔风机的运行台数和频率,通过降低频率降低转速的方式将获得30%以上的节能效果[因为冷却塔风机的功耗和转速是3次方关系]。
各设备启动顺序:冷冻/冷却水泵→冷却塔风机(若冷却水供水温度高于设定值)→主机;停止顺序则相反。
5.4 地源热泵系统自控:此系统由3台地源热泵机组,4台负荷侧循环水泵,4台地埋侧循环水泵,共用1套集分水器,1套定压补水装置及相关的电动阀门组成。
系统按内部预先编写的时间程序或通过管理中心操作员,启动地源热泵机组及各相关设备之联锁控制。
1)系统能保证各设备开机\关机的顺序。
当其中一台水泵出现故障时,另一台水泵会自动投入工作。
主机自身具备控制功能,能够完成主机的启停工作,自动控制系统对机组自带的控制功能做分控接口,对主机的运行状态进行监测,并对主机的运行数据进行采集、存储、分析和统计;2)根据供/回水温差和回水流量计算系统在该区域的冷(热)负荷,并根据实际冷(热)负荷以及机组的运行时间累计决定机组的启停组合及台数;3)对地源热泵机组的电动蝶阀进行分组控制,并与地源热泵机组实现联动功能;4)对地源侧循环水泵的启停进行控制,并对其运行状态进行监测;对每台水泵的运行时间进行记录,启动机组时,根据水泵的运行时间决定开启哪台水泵;当水泵运行到一定的时间时,自动提示对水泵进行监测和保养;5)对用户侧的循环水泵和相关电动蝶阀进行控制,相关的电动蝶阀分为办公模式(全开)、加班模式(单独开启指定相关的电动蝶阀)和下班模式(全关);对用户侧的循环水泵的启停进行控制,并对其运行状态进行监测;5)自动控制监测数据,通过上述控制和监测系统,能够实时监测系统的各项指标。
如冷冻水温度、流量和冷却水温度、流量等。
通过数据处理,计算出整个系统主机、各个单体用户、地埋管系统、冷却塔系统等各个系统的耗能和产生的能量,从而计算整个空调系统以及各个分系统的能效。
通过数字终端系统以图表的形式直观地呈现各项数据。
5.5 井水及水源热泵系统自控:在能源站的北面设有一口地热井,出水量130m3/h,出水温度 60℃,采用梯级利用水源热泵系统。
地热井水一次侧第一级温度 60-41℃,第二级温度 41-8℃,回灌水温度 8℃,按百分之百回灌设计,井水采用间接换热未产生井水污染。
地热井水二次侧第一级提供 40-47℃热水直接供给供暖空调系统,第二级提供 23-7℃热水作为水源热泵系统的源水。
在能源站设 2 台水源热泵机组,冬季提供 40-47℃热水,夏季提供 6-13℃冷水;机组夏季提供冷量,冬季提供热量;水源热泵机组水源侧采用串联连接方式,第一级进出水温度 23-15℃,第二级进出水温度 15-7℃;水源热泵机组夏季采用冷却塔冷却,冷却塔进出水温度 32-37℃。
此系统主要由 2 台水源热泵,2 台井水换热机组,3 台负荷侧循环水泵,3台水源侧循环水泵,共用 1 套集分水器,7 台冷却塔,1 套井水回灌系统及相关的电动阀门等被控设备组成。
1)启停控制-井水第一级换热机组、井水第二级换热机组、水源热泵机组第一级、水源热泵机组第二级、负荷侧循环泵、冷却侧第一级循环泵、冷却侧第二级循环泵冷却塔风机等的启停控制;2)开关及开度控制:控制管路系统各部位电动阀的开关及电动阀开启度控制并在上位机人机界面显示;3)量度负荷侧分集水器之间的压差,控制其旁通阀的开度,维持压差平衡;4)根据冷却水回水温度,控制冷却塔风机的运行台数,并联冷却塔控制电动阀的开度调节水量平衡;5)设置时间和冷热量控制的上下限范围,防止机组的频繁启停;6)对于冷量需求阶段,通过量度冷冻水供回水温度,计算空调实际冷负荷,根据冷负荷确定开启冷水机组台数和开启顺序,制冷阶段机组开启顺序为:优先开启地源热泵机组,再根据冷量需求开启水源热泵机组或单冷冷水机组;7)对于热量需求阶段,通过量度供暖空调热水供回水温度,计算供暖空调实际热负荷,根据热负荷确定开启供热机组台数和开启顺序,供热阶段机组开启顺序为:优先开启地热井水一次换热机组,再开启水源热泵第一级机组,再开启水源热泵第二级机组,再开启地源热泵机组,最后开启燃气热水锅炉。
检测内容主要有:1)温度检测:水源热泵机组两侧供/回水温度,机组负荷侧供/回水总管路温度,分水器到各设备供回水总管温度,机组冷却塔各单体两侧供回水温度,机组冷却塔供回水总管温度,井水一、二级换热机组两侧供/回水管路温度,回灌井口装置水管温度。
2)压差检测:负荷侧供回水压差检测,水源侧供回水压差检测,换热机组一次侧和二供回水压差检测,地热井水供水和回灌水压力检测。
3)水流开关信号检测:各机组负荷侧水流开关检测,机组水源侧水流开关检测,各换热机组一次侧和二次侧水流开关检测。
根据水流开关信号,自动控制相应机组的开启和停机。
连锁和保护:1)根据温度检测信号和节能及值班供暖模式等控制要求连锁开启和关闭各机组,根据控制要求连锁各机组的开启和关闭。
机组开启顺序:季供热机组开启顺序为:优先开启地热井水一次换热机组——再开启水源热泵第一级机组——再开启水源热第二级机组,停机时顺序相反;2)根据压差检测信号连锁控制供回水之间的电动阀调节水量平衡;3)根据水流开关检测信号控制机组的启停;4)根据各检测信号连锁安全保护装置并设置报警装置。
5.6 太阳能热水系统自控:此系统由 6 号楼集热装置,7/8 号楼集热装置,国际教育后勤保障楼集热装置,1 套辅助加热系统,1 台太阳能集热水箱,1台生活热水储热水箱,2 台变频集热循环泵,2 台水箱间循环泵,2 台辅热循环泵,2 台热水给水泵,自来水补水装置及相关的电动阀门等被控设备构成。
此系统设计为 PLC 远程自动控制和监测系统。
分站和监控中心可通过CDMA、GPRS、无线电波等无线通讯链接,也可通过 485 通讯、以太网等有线方式连接。
控制系统包括以下运行模式的控制:集热运行、放热运行、停电保护、防冻保护、辅助加热、过热防护、放空排水等。
使用西门子 PLC 远程自控系统的优势:1)控制关系合理,运行稳定、可靠; 2)太阳能集热系统与辅助能源系统有机的结合,尽可能的利用太阳的能量;3)控制参数可以设定,任意控制温度与水位,保证热水供应;4)系统智能化运行;实现无人值守;5)系统实现自动和手动切换。
系统上位机具有以下显示功能:1)上水、循环、加热、供水、伴热带等状态指示;2)集热器温度、储热水箱温度、储热水箱上部温度、恒温水箱出口温度、集热管道温度、供水管道温度、自来水管道温度等各点的温度检测和显示;3)水位显示(20-100%);4)故障实时显示。
系统具备以下控制功能:1)集热、温差循环控制(温差可调)功能;2)上水控制功能:定温上水(储热水箱上部温度达到设定值时,温度上下限可调),高温上水(当恒温水箱温度高于设定温度);3)手动上水,强制补水(恒温水箱水位低于最低水位)功能;4)加热控制功能:手动加热、低温加热(恒温水箱出口温度低于设定值);5)防冻控制功能:防冻循环(防冻温度上下限可调);防冻伴热输出(防冻温度上下限可调);6)水箱温度修正功能功能;7)温度传感器故障保护水位传感器故障保护防干烧水泵防空转等保护功能;8)可操作现场仪表或远程控制端的上水、循环、加热、供水等键,使其分别工作在自动运行或停止运行或手动运行状态。
5.7 各单体楼电动阀自控系统:此系统主要是对“27 个单体楼供冷/供热管道入户电动阀及相应温度传感器”进行远程自动化控制。
自控要求:在各单体楼热力入口供水管总阀门后,设电动阀,电动阀控制在西区能源站控制室,并显示阀门开启状态。
供冷/供暖空调分设两根管的设两个电动阀。
在单体楼靠近热力入口处的第一个房间设温度检测装置,信号引回西区能源站控制室。
本系统控制逻辑相对简单,但是各个单体楼距离能源站较远,I/0 点分别分散,如果每一个控制点位都分别向能源站布线的话,不仅会增加工作成本,浪费管线,而且传输的信号衰减也会比较严重,甚至无法采集。
综合设计院要求及现场实际难度考虑,我们设计了“1 个中央站+9 个远程站”的方式进行控制,1)中央站设在能源站,主要是对各个远程站的所有温度信息,电动阀的开启状态汇总到中央控制室内,便于远程监视,进行统一的管理;2)把 27 个单体楼分成 9 块,设立 9 个远程站,采用就近原则,离每 3个单体楼最近的位置设置 1 个远程站;远程站主要是采集各个传感器的温度,结合设定温度指令,进行PID 运算后,对相应电动阀发出动作命令;同时把所有的这些数据及指令上传给中央站。