四平市西门子PLC代理商

 1 引言

大型火力发电厂油库系统在机组启停及机组低负荷时用于向锅炉提供燃油。传统运行方式由值长下达用油命令，油库值班人员启动设备进行运行管理，需要人员长期在油库值班，浪费大量人力，本文将介绍厦门某4*300mw电厂采用组态王软件及plc进行油库控制系统改造，实现油库设备无人职守。

2 工艺流程分析

燃油系统共有两个油罐通过阀门切换可以选择#1油罐、#2油罐进行用油，在供油母管安装有一个气动阀门，通过控制阀门开度，可以控制供油母管回油数量，从而调节供油母管的压力，以确保锅炉用油在正常压力范围内。

2.1 主机监控要求

主机在锅炉需要用油时启动一台油泵电机向锅炉供油，同时打开油泵循环冷却水阀门。当供油管压力小于3mpa时，调小供油母管气动阀，当气动阀调到小时还无法达到母管所需压力要求时，系统启动另一台油泵电机及其油泵循环冷却水阀门。

2.2 辅机控制要求

辅机包括控制一台污油回收泵电机及净化油回收泵电动机，当油库污油池达到高油位时启动污油回收泵，进行污油回收，到低油位时停止电机运行;油库净化油池达到高油位时启动净化油回收泵，进行污油回收，到低油位时停止电机。

2.3 上位机监控要求

模拟量信号主要包括两个油罐温度测点共22个、供油母管压力、供油母管回油气动阀开度、两台油泵电机电流信号、油罐油位;数字量信号——两台油泵电机状态(包括运行、停机、跳闸)、污油回收泵电机及净化油回收泵电动机状态(包括运行、停机、跳闸)、两台油泵出口压力状态(包括低压力、高压力)、污油池高低油位、净油池高低油位、plc通信状态等。

2.4 硬件架构体系

plc主机采用日本欧姆龙c200he-cpu42单元。执行系统逻辑控制，运算及通过软件编程实现模拟量输入信号的采样、滤波、pid控制等功能，上位机通过rs-232c/rs422通信接口转换实现与plc通信。硬件系统有2个数字量输入模块、2个数字量输出模块实现现场各开关状态采集及执行元件驱动，6个温度采集模块用于两个油罐本体温度的采集，ad002模块用于气动阀控制，da002用于油泵电动机电流、母管油压、油罐油位、供油回油阀开度信号采集。

3 plc程序流程设计

3.1 油泵电机控制

当接到启动油泵指令时，操作人员在上位机上进行启动操作，可选择启动a油泵电机或b油泵电机并启动相应的油泵冷却水系统，对油泵进行水冷却，避免油泵温度过高。启动一台油泵无法达到母管压力工作要求(大于3mpa)时，首先对回油气动阀进行调节，调到气动阀小形程时，仍无法达到3mpa以上，启动另一台油泵，并进行判断油压是否大于3mpa，如果还小于3mpa，系统进行报警处理，通知运行人员进行现场检查。当母管油压大于工作压力大值6mpa时，调整气动阀进行压力调节，如果气动阀已调整到大值仍无法满足工作压力要求，进行报警，通知运行人员处理。

3.2 油库辅助系统

油库辅助系统主要根据油池的油位控制两台电机的启停，以及时回收废油，避免环境污染。

3.3 模拟量数据采集处理

为了避免现场干扰，模拟量采集在plc中采用平均值滤波方法进行抗干扰处理。连续采集五次数，并剔除其中高及低两个数，然后在对其余的三个数作平均，并以其值作为采集数。

3.4 气动阀控制

由plc模拟量模块输出控制信号4~20ma，阀门控制器把电流信号转换为步进电机的行程信号，电机转动，由杠杆带动阀杆运作，实现直行程。电机运行，通过齿轮运转，由三接头的滑动变阻器输出阀门的定位信号，此外还有全开，全关数字量限位信号。控制系统根据上位机的给定值及反馈开度信号，通过pid运算进行控制。

4 监控软件设计

上位机监控软件采用组态王5.1版本，该系统运行于bbbbbbs 系统，系统功能完善、稳定，其内嵌的可编程控制器通信协议有广泛的硬件支持，并采用dll通信方式，采样速度快，可靠性高，使用方便。上位机组态王主要功能设计：

4.1 油库设备动态显示

通过与plc进行通信，采集油库各设备状态，并通过程序组态，可以直观显示现场设备运行状态、电机电流、调节阀开度、温度等数值，操作人员在控制室就能获得设备状况并及时做出反应

4.2 远程控制

在供油泵运行主窗口上用鼠标点击设备控制窗口，系统弹出该设备操作画面，就可以对设备进行相应操作，包括两台油泵根据母管油压状态进行连锁/解锁运行、油泵启动/停运、污油泵、回收泵启动/停运，气动阀开度设置等。

4.3 实时曲线及历史曲线

实时曲线可以实时反应各模拟量参数变化情况，以方便运行人员及时掌握设备运行趋势。通过历史曲线查询，设备管理人员可以掌握现存设备运行情况，以便为计划检修提供依据，同时可以在设备发生故障时，查找原因提供数据。

4.4 报警功能

包括实时报警功能及历史报警记录。当出现新的报警数据时，弹出报警窗口及声响，报警窗口包括

4.5 安全管理

组态王提供操作权限分级管理功能，为不同人员提供分级操作功能，并把各项操作记录操作日志上，以方便管理人员查找设备操作情况，提供整套系统安全保障。

5 结束语

通过改造解决旧系统靠继电回路控制，自动化水平低下，需要运行人员长期职守等问题，新系统提高设备自动化水平及生产可靠性，同时为电厂减员增效做出贡献，提高生产效率。

 1 引言

风冷组合式机组基于plc的全新风热泵型屋顶式空调机组，集送风、制冷、加热、加湿、空气净化、电气控制等于一体，具有制冷量大、制冷回路简化、可靠性强、结构紧凑等特点。机组可以安装在屋顶，不占用有效空间，空气处理部分也可安装在机房内，送风管道连接简便。采用plc控制系统能够保证机组的温、湿度。本文结合某单位设计安装的空调系统实例概述该类空调产品的控制特点。空调系统控制要求综述：

(1) 温控范围及灵敏度：夏季10±2℃，冬季8±2℃;

(2) 湿控范围及灵敏度：夏季55±10%，冬季40±10%;

(3) 变风量运行，且配置备用送风机段，在风机故障时自动投入运行;

(4) 机组制冷量200kw，制热量(热泵式)124kw，能量控制分如下几档：0%，25%，50%，75%，。

2 系统设计

2.1 硬件架构

(1) 各回路均配置空气开关、交流接触器及热继电器;

(2) 送风机配置变频器，频率可调节范围30~50hz;

(3) 控制系统采用西门子s7-200cn可编程控制器，人机界面采用全中文显示的西门子触摸屏，具体配置为：cpu226一块、em222一块、em235一块、em231rtd三块、em232一块、触摸屏ktp178一台、新风、室内温湿度传感器各一只、除霜探头四只、露点温度传感器一只。

2.2 控制对象

机组控制对象包括：送风电机(一用一备)、送风机变频器、预加热电加热器、电加热器、加湿器、风阀、涡旋式压缩机、冷凝风机、四通换向阀等。

3 系统原理设计

3.1 夏季控制

机组做制冷运行，并按露点温度控制。露点温度由用户在触摸屏上设置。当蒸发器露点温度大于设定值△t1℃时先启动压缩机1，大于设定值△t2时启动压缩机2，压缩机1运行延时一段时间后，由室内温湿度传感器测量值与室内温湿度设定值比较，若温度偏高△t3，再启动压缩机3，偏高△t4时启动压缩机4，与此同时若室内湿度大于设定值，投入电加热(如果室内温度低于设定值也要投入电加热)，若新风温度低于设定值，压缩机1，2停止，同时湿度低于设定值时压缩机3，4也停止。

3.2 冬季控制

冬季机组热泵运行，当新风温度低于默认值t1℃时，压缩机1启动，低于默认值t2℃启动压缩机2，当新风温度低于默认值t3℃且室内温度偏低t4℃以上，压缩机3启动，当新风温度低于默认值t5℃且室内温度偏低t6℃以上，压缩机4启动，若新风温度低于t7℃预加热投入;若室内温度低于各设定值t8℃时电加热分组启动;高于设定值t9℃时电加热依次停止;若新风温度升至t10℃时，预加热和电加热都停止;如果压缩机启动，则电加热停止。热泵运行一段时间后，当室内温度高于各设定值t11℃时依次停各压缩机。此外，室内温湿度还可根据实测值由热回收装置和加湿器进行加热控制和加湿调节。

3.3 除霜控制

冬季机组做热泵运行时，特别是当环境温度接近0℃或低于0℃时，机组将出现结霜状况。除霜时采用互锁控制，避免温度波动过大，即系统1进入除霜时，系统2不能同时进入除霜，系统3进入除霜时，系统4不能同时进入除霜;除霜时投必要的电加热。当机组进入制热工况后，低温低压的制冷剂进入翅片换热器，盘管温度不断下降，吸气温度也随着下降，当盘管温度下降到设定值时，并且除霜周期已到，plc控制四通换向阀换向进入除霜模式，同时停止冷凝风机，启动电加热器;当蒸发器盘管温度上升到 设定值，或除霜执行时间到达设置的长除霜时间，四通阀换向，除霜结束，电加热停止运行，机组又进入制热工况，如此循环下去。

3.4 加湿器控制

送风机启动后，当室内相对湿度低于设定值时，加湿器按比例投入。若选用电极加湿器，则在加湿器上配有加湿控制板，能自动进行进、排水控制，为方便用户使用，在plc还加上加湿器手动排水和定时排水控制。

3.5 送风机控制

当主用送风机故障并停机时，可自动切换为备用送风机运行，并关闭主用送风机相应风阀，启动备用送风机相应风阀。在备用送风机工作时，应修理好主用送风机。送风机通过变频器改变频率，从而改变送风机的转速，终达到变风量运行且节能目的。

3.6 变频器防干扰处理

变频器很容易产生干扰源，使温湿度波动加剧，严重时会使控制器误动作，影响空调机正常的逻辑控制，因此，无论从硬件还是软件方面都必须考虑消除变频干扰。布线时，动力线与控制线分开，变频器必须可靠接地，热电阻pt100应使用桥式接法。软件方面应对各模拟量输入接口进行滤波处理等措施。这样基本能消除变频器所带来的干扰。

3.7 人机界面

采用全中文的触摸屏显示器，操作简易，显示内容丰富。可实时监控各处的温、湿度参数，设定室内温、湿度值，定时开、关机功能，显示实时故障与历史故障。为安全起见，对一些重要参数设置多级密码保护。

3.8 安全保护

机组主要设置如下保护：送风机变频故障、送风机风压故障、电加热高温保护、用户外部故障连锁、电源相序保护、压缩机高、低压保护、压差报警、加湿故障。

4 结束语

全新风热泵型屋顶式空调机已经在某单位可靠运行一年以上，满足用户温、湿度控制要求，用户反映良好，机组运行至今还没有出现任何不良故障。全新风热泵型屋顶式空调机大特点是能向被控环境提供新鲜的舒适空气。对于不同季节，使用不同运行模式，既高效又节能。此类空调机在冶金、化工及机电等行业将得到广泛应用，具有广阔的应用前景。