基于PLC的水源热泵节能控制系统

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基于PLC控制的自动泵水系统

基于PLC控制的自动泵水系统

基于 PLC控制的自动泵水系统[摘要]PLC(可编程逻辑控制器),使用可编程存储器作为数据存储器存储系统的运行程序,通过控制数字量、模拟量的变化及信号的输入和输出控制各类机械的工作从而控制整个系统的运行达到要求的工作状态,使用方便,编程简单,适应性强,可靠性高,抗干扰强,性价比高,安装调试工作量小,易于维修等优点,普遍用于现代工业控制系统。

关键词:水位控制,矿井泵水,PLC1.绪论1.1 课题背景以及意义工业化、智能化是当前煤矿行业的发展趋势,实现煤矿自动化生产对于我国工业的转型升级有着重要的意义。

围绕煤炭生产过程,建设采煤、皮带、轨道、供电、排水、通风、提升、选煤等环节的自动化系统,并集成形成矿井综合自动化平台,实现井下及地面现场的无人值守,大幅度提高煤矿安全程度、生产效率、生产能力。

同时,矿井自动化是煤矿降低成本、提高效率、保证安全生产的重要保障,提高煤矿自动化水平,从而全面推进煤矿综合自动化生产进程,可见,煤矿自动化系统对煤矿安全生产起着举足轻重的重要性。

泵水系统是煤矿生产中必不可少的一部分,其主要做作用是将矿井内的涌水排除所在水平,保证工作现场的安全。

排水系统的正常运转是煤矿安全生产的前提之一。

1.2 我矿泵水系统现状我矿使用的是传统的继电器控制方式,传统的继电器控制方式采用人工检测井下数据的方法,这种检测方法效率低,工人操作量大,对水位、涌水量大小等现场数据的判断依赖于工人的经验,检测控制方法效率低,排水效率不能保证,安全可靠性低,作业过程复杂,要求工人有很强的责任心,否则将存在极高的安全隐患,一旦出现操作失误极有可能出现事故。

所以引进了排水自动控制系统来取代传统的人工检测控制方法。

在矿井自动排水系统中,使用PLC进行数据的采集、记录、故障警报、事故分析、水泵运行方式切换等,与传统的检测控制方法相比,数据准确,检测效率高,控制可靠性高。

1.3 PLC控制系统的优点和趋势使用PLC设计的排水自动控制系统,采用微电子技术,大量开关动作由无触点的电子存储器件完成,在需要控制时只需在PLC的端子上接入相应的输入/输出信号线即可,取代了继电器等物理电子器件,可靠性大大提高而且寿命更高。

PLC在水源热泵空调系统中的典型应用

PLC在水源热泵空调系统中的典型应用

PLC在水源热泵空调系统中的典型应用PLC在水源热泵空调系统中的典型应用将HOLLiAS-LECG3小型一体化PLC应用于水源热泵空调控制系统,给出了PLC的I/O 点分配表,介绍了控制系统组成和软件设计思路,提出了一种随机启停的压缩机控制方法。

1引言水源热泵空调系统是一种利用自然水源作为冷热源的空调系统,其核心技术是水源热泵技术。

所谓水源热泵技术,是利用地球表面浅层水源所吸收的太阳能和地热能而形成的低温低位热能资源,并采用热泵原理,通过少量的高位电能输入,实现低位热能向高位热能转移的一种技术。

河水、湖水、地下水等地球表面浅层水源吸收了太阳辐射的能量,水源的温度十分稳定。

在夏季,水源热泵空调系统将建筑物中的热量转移到水源中,由于水源温度低,所以可以高效地带走热量。

在冬季,水源热泵空调系统从水源中提取能量,根据热泵原理,通过空气或水作为载冷剂提升温度后送到建筑物中。

通常,水源热泵消耗1kW的能量,用户可以得到4kW以上的热量或冷量。

由于水源热泵空调系统具有高效、节能和环保等优点,近年来得到了越来越多的应用[1][2]。

空调系统的控制主要分为继电器控制系统、直接数字式控制器(DDC)系统和可编程序控制器(PLC)系统等级几种。

由于故障率高、系统复杂、功耗高等明显的缺点,继电器控制系统已逐渐被淘汰。

DDC控制系统虽然在智能化方面有了很大的发展,但由于其本身抗干扰能力差、不易联网、信息集成度不高和分级分步式结构的局限性,从而限制了其应用。

相反,PLC控制系统以其运行可靠、使用维护方便、抗干扰能力强、适合新型高速网络结构等显著的优点,在智能建筑中得到了广泛的应用。

为了提高空调系统的经济性、可靠性和可维护性,目前空调系统都倾向于采用先进、实用、可靠的PLC来进行控制[3]。

本文介绍和利时公司HOLLiAS-LECG3小型一体化PLC在水源热泵空调控制系统中的成功应用,说明了HOLLiAS-LECG3小型一体化PLC可以很好地实现中央空调智能化控制,达到减少无效能耗、提高能源利用效率和保护空调设备的目的。

PLC控制在供热系统中的节能应用浅析

PLC控制在供热系统中的节能应用浅析

PLC控制在供热系统中的节能应用浅析摘要:供热系统中的温度控制,是衡量供热效果的标准,控制中具有不确定、非线性、变参数等因素。

本文首先对PLC控制在供热系统节能中的应用进行分析,进而探讨其供热模式的选择,包括现行供热模式和基于PLC技术的科学供热模式,在此基础上,研究PLC控制在供热系统节能应用方面的具体实现方案。

关键词:PLC控制;供热系统;节能应用一、PLC控制技术在供热系统节能中的应用分析PLC自动化控制技术是在传统的顺序控制器基础上,通过釆用微电子技术、先进的计算机和通信技术,以及自动控制技术,设计并实现一套完整的工业控制装置,达到对电气系统进行自动化控制的目的。

目前PLC控制在工业中的应用,已经能够取代传统系统中的技术顺序控制器、继电器、计时器、执行逻辑组件等功能,建立一套新型的软件控制系统,具有更强的通用性、可靠性和抗干扰性。

而且PLC控制的编程实现较为简单,为其大范围应用奠定了良好基础。

PLC控制器的内部运行方式一般釆取循环扫描方式,在大中型PLC控制器中,也会使用到中断运行方式。

完成初始的程序编程和调试工作后,可以将编程器程序写入PLC存储器中,接受现场输入信号,连接执行元件,通过输入端和输出端的运行,实现PLC自动化控制。

同时也支持控制模式的切换,可在特殊情况下进行手动控制。

PLC硬件系统主要由微处理器、电源组件、输入和输出模块、存储器等部分组成。

目前市场上的这些产品种类繁多,价格较低,为PLC控制技术在工人系统节能中的应用提供了有利条件,可以有效降低供热系统优化调整过程中的成本投入。

二、供热系统节能应用中的供热模式选择1.现行供热模式传统供热换热站的一次网系统主要由电动调节阀、压力传感器、电动执行器、流量传感器和相关控制软件组成。

在其运行过程中,需要根据实际的使用需求,对供热温度进行调节,一般釆用人工控制方法,将实际供水温度需求与设定供水水温进行比较,如果不满足供水温度要求,则调整电动调节阀门,从而改变换热器的一次侧水流量,达到对水温进行调节的目的。

基于PLC和变频器的集中供热换热站节能控制系统设计论文

基于PLC和变频器的集中供热换热站节能控制系统设计论文

摘要换热站是供暖系统中重要的部分,与我们的工作和生活有着密切的关系,因此对它进行安全可靠地供电和完善的系统控制是必不可少的。

本文首先简单介绍了换热站的供暖方式,主要介绍了换热站的弱点系统设计,这是换热站正常运行的先决条件,换热站的结构、换热站的工作原理以与系统构成并对控制方案作了详细介绍。

毕业设计(论文)原创性声明和使用授权说明原创性声明本人重承诺:所呈交的毕业设计(论文),是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作与取得的成果。

尽我所知,除文中特别加以标注和致的地方外,不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果,也不包含我为获得与其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。

对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体,均已在文中作了明确的说明并表示了意。

作者签名:日期:指导教师签名:日期:使用授权说明本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计(论文)的规定,即:按照学校要求提交毕业设计(论文)的印刷本和电子版本;学校有权保存毕业设计(论文)的印刷本和电子版,并提供目录检索与阅览服务;学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文;在不以赢利为目的前提下,学校可以公布论文的部分或全部容。

作者签名:日期:学位论文原创性声明本人重声明:所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。

除了文中特别加以标注引用的容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。

对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。

本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。

作者签名:日期:年月日学位论文使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。

本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。

涉密论文按学校规定处理。

基于PLC的换热站循环泵智能控制系统设计

基于PLC的换热站循环泵智能控制系统设计

智城实践NO.06 20239智能城市 INTELLIGENT CITY 基于PLC的换热站循环泵智能控制系统设计王院生(合肥瑞纳智能能源管理有限公司,安徽 合肥 230001)摘要:文章提出了基于PLC技术设计换热站循环泵的智能控制系统。

系统利用调节阀门与变频器实现分层控制,基于PLC系统增加智能PID算法,减少振荡与控制不稳定现象发生;设计不同时段与温度调节相结合的策略,利用水流量控制二次网供水温度;将供、回水压维持在恒定状态下,实现循环泵的智能控制。

测试结果表明,智能控制系统增加PLC技术后,控制后的温度在-49~97 ℃范围内,误差维持在1~3 ℃之间,系统满足对循环泵智能控制的需求。

关键词:PLC;换热站;循环泵;智能控制中图分类号:TP273 文献标识码:A 文章编号:2096-1936(2023)06-0009-03DOI:10.19301/ki.zncs.2023.06.003随着城镇化步伐的加快,我国经济效益也得到了大幅度提升,居民生活质量持续提高,这也使得在全国不同区域采暖所耗费的燃料资源都处于逐渐增加状态中。

利用集中热源所形成的热水,能够节约能源,实现节能减排,对于降低污染和改善居民生活质量也具有十分关键的意义。

换热站是联系热源企业和消费者的重要纽带和桥梁,对城市供暖体系的顺利运转具有重要意义。

目前,企业对于换热站管理仍以人工作业为主[1]。

PLC变频技术是一种在工业环境下,利用数字化技术进行控制和设计的电子系统,主要通过数字或模拟的形式对各种设备进行控制调节。

随着自动化、信息技术的不断发展以及国家节能环保政策的实施,换热站循环泵智能控制系统开发备受关注。

文章根据PLC的基本特征,设计了基于PLC的换热站循环泵智能控制系统,系统具有效率高、性能稳定以及精准度高等优点。

1 智能控制系统结构设计一次管网主要指集中供暖系统的总供热源以及各区域换热站中间的管线,而二次管线则是从供暖区域换热站到所有系统之间的供暖管线。

PLC和HMI在水源热泵自动控制系统设计实例

PLC和HMI在水源热泵自动控制系统设计实例
详 见 表 1所 示 PLC控 制 点 数 统 tt‘表 。
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图 1 水 源 热 泵 热 水 机 组 制 热 实 际 系 统 图
80 l电气技柬 2011年第4期
技 术 与 应 用
3 自控 系 统 主 电路 设 计
本 水 源 热 泵 白控 系 统 包 括 主 电 路 设 汁 、 摔 制 电 路 设 计 。主 电 路 设 计 包 括 热 水 泵 主 电 路 ,冷 水 泵 1/2 主 电路 ,压 缩 机 主 电 路 。 主 电 路 需 完 成 的 功 能 由 热 水 泵 起 动 及 运 转 ; 冷 水 泵 1和 2起 动 及 运 转 ;压 缩 机 起 动 及 运 转 。
关键词 :水 源热泵 ;制热机组 ;可编程控 制器 ;触摸 屏
Design Case of PLC & H M I Auto·control System on W SH P
Li Gang
(New Northeast Electric Group Electrical Equipments Co.,Ltd,Shenyang 1 1 0044)

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基于PLC技术的给排水工程水泵组自动控制优化策略

基于PLC技术的给排水工程水泵组自动控制优化策略

基于PLC技术的给排水工程水泵组自动控制优化策略随着社会的发展和人们对安全、便利、低能耗的要求越来越高,自动化控制技术在给排水工程中的应用越来越广泛。

水泵组作为给排水工程中最常用的设备之一,其自动控制优化策略的研究对改善工程的运行效率和节约能源具有重要意义。

本文将重点探讨基于PLC技术的水泵组自动控制优化策略。

PLC技术被广泛应用于水泵组的自动控制系统中。

PLC(Programmable Logic Controller)是一种数字化的电器控制系统,具有可编程性和灵活性好的特点。

通过PLC 控制器,可以实现对水泵组各项参数的实时监测和控制,如水位、压力、流量等。

PLC还可以与其他设备进行联网通信,实现对整个水泵组的远程监控和操作。

水泵组自动控制优化策略的核心是根据实时的工程运行情况,合理调节水泵的工作状态,以提高其效率和节约能源。

可以设置不同的工作模式,如定时模式、定量模式、测控模式等,根据不同的工况要求选择最合适的工作模式。

通过实时监测水泵组的运行参数,如水位、压力、流量等,判断工程的运行状态,及时发现运行异常或故障,并进行相应的处理。

利用PLC控制器的自学习和自适应能力,通过对水泵组运行数据的分析和比对,优化水泵组的运行策略,使其达到更佳的工作状态。

还可以通过与其他设备的联动控制,实现整个给排水系统的协调运行。

将水泵组与水质监测设备联动,实现对水质的实时监测和控制;将水泵组与电网设备联动,实现对电能的实时监测和控制。

通过这种方式,可以更好地协调各个设备之间的运行,提高整个系统的稳定性和安全性。

在实际应用中,还需要考虑到水泵组的使用寿命和维护保养。

通过对水泵组运行数据的实时监测和分析,可以提前预测设备的寿命和故障情况,及时进行维护保养,减少停机时间和维修成本。

基于PLC技术的水泵组自动控制优化策略能够实现对水泵组的实时监测和控制,提高工程的运行效率和节约能源。

通过与其他设备的联动控制,实现整个给排水系统的协调运行。

基于PLC的空气源热泵热水器的控制系统设计

基于PLC的空气源热泵热水器的控制系统设计

智能加热控制系统——基于PLC的空气源热泵热水器的控制系统设计摘要环境问题和能源问题已成为制约国民经济发展的两大难题。

近些年来,空气源热泵热水系统因其节能、环保等显著特点而越来越受到广大消费者的关注。

PLC也因其可靠性高、控制功能强等优势逐渐在控制领域占据着举足轻重的地位。

而一个热泵热水器如果没有好的控制系统,将会产生不必要的材料浪费和环境污染。

所以本课题基于PLC的空气源热泵热水器的控制系统设计,就是要结合二者的特点使热泵的优势和效能得到最大程度的体现,从而达到缓解环境和能源问题的目的。

基于电机的功耗与其转速的立方成正比关系,所以本设计还用到了变频器,充分结合了系统的特点,同时也达到了节能的目的。

在控制领域,PID调节目录第一章绪论 (1)1.1课题背景及意义 (1)1.2国内外的研究现状简述 (5)1.3本课题的主要内容 (9)第二章硬件设计 (10)2.1使用变频器的原因 (10)..................................................................10........................................................................14...........................................................................14..................................................................14...........................................................................16........................................................................16........................................................................17.........................................................18........................................................................23..................................................................23...........................................................................23....................................................................................274.1设计内容总结 (27)4.2心得体会..............................................................................28.......................................................................................29.............................................................................................30 (31)第一章绪论1.1 课题背景及意义随着经济的快速发展和人们生活的逐步提高,人们对生活品质的追求使得对生活热水的需求也越来越高。

PLC在热泵自动控制系统中的应用

PLC在热泵自动控制系统中的应用

PLC在热泵自动控制系统中的应用摘要:随着社会的发展与进步,重视plc在热泵自动控制系统中的应用对于现实生活中具有重要的意义。

本文主要介绍plc在热泵自动控制系统中的应用的有关内容。

关键词 plc;热泵;控制系统;结构;应用;中图分类号:th3文献标识码: a 文章编号:引言热泵所提供的热量与所消耗的机械功之比一般可达三倍以上,是一个有效的节能产品。

笔者所设计的热泵系统可提供 75—80℃的热空气,主要应用于茶叶和食用菌的干燥过程。

考虑到茶叶和食用菌的加工工序,本系统设有三种工作状况:供热工况、除湿工况和制冷工况。

热泵系统对控制方面的主要要求有:能实现以上三种工况的自动控制;能进行单机调试及手动控制;系统发生故障时,能发出声光报警,并能根据情况做出相应的保护措施;能对系统的工况做出相应的指示。

由于系统的工况和控制对象较多,而控制对象又以小容量的负载居多。

为了使控制系统能达到既简单、安全、可靠又能方便灵活地进行各种控制,选择plc作为整个系统的控制核心,能实现热泵系统对控制方面的要求。

一、 plc控制系统概述plc是一种集自动控制技术、通信技术以及计算机技术为一体的数字运算操作的电子系统。

随着软、硬件的设计与开发,使之编程过程变得简单,并且能够更为灵活地控制plc,并具有高度的可靠性与抗干扰能力等优点。

plc的功能也有了本质的变化,使之从最初较为简单的顺序控制、逻辑控制,一步步进化到复杂的过程控制和连续控制方面,这样的演变代表了工业自动化程度的不断提高以及标志着现代工业的进步与发展。

二、控制系统硬件结构本控制系统硬件结构框图如图 1所示。

它有输入部分、pie部分和输出部分。

图1 控制系统硬件结构框2.1 输入部分输入部分由工况识别电路及检测回路组成。

工况识别电路用于传输手动一自动”控制及各种工况命令等信息,而检测回路主要由传感器组成,用于检测系统的各种参数(温度、压力、湿度等)。

2.2 plc部分本系统采用了一台三菱 fxon—60型的可编程序控制器。

李刚-PLC和HMI在水源热泵空调系统自动控制系统设计实例

李刚-PLC和HMI在水源热泵空调系统自动控制系统设计实例

PLC & HMI 在水源热泵冷热空调自控系统设计实例李 刚 杨 旭(新东北电气集团电器设备有限公司 辽宁 沈阳 110044)摘要 摘 要:论文针对笔者自行开发设计的水源热泵的冷热空调机组,设计可编程控制器PLC 和触摸屏HMI 自动控制系统。

关键词:水源热泵,空调机组,可编程控制器,触摸屏Design case of PLC & HMI auto-control systemon WSHP air-conditioningLi Gang Yangxu(New northeast electric group electrical equipments co,.LTD , Shenyang zip 110044)Abstract : This thesis, designed & developed for the author's source heat pump air-conditioning unit,was designed auto-control system of PLC & HMI.Key words: WSHP(Water Source Heat Pump); air-conditioning unit; PLC; HMI.1. 引言水源热泵以其高效节能、运行稳定可靠、属于可再生能源、环境效益显著、一机多用、自动控制程度高、使用寿命可达20年以上、占地面积小等诸多优势,得到许多厂家应用。

笔者于2007年曾在沈阳某大型宾馆立项,开发设计了一套大型水源热泵冷热空调系统,经过几年的实际应用,效果良好。

笔者愿把开发设计的经验献与同仁。

2. 用户需求及系统工艺系统2.1 用户需求用户商谈提到,项目洗浴部分可利用太阳能,其它可用水源热泵供暖和制冷,实现冬夏季节空调。

2.2 系统工艺结构该项目机械部分本着简洁实用原则,V1,V3,V5,V7为一组;V2,V4,V6,V8为另一组;因冬夏两季节,V1-7 与V2-8一年中同时开/闭互换两次,因此制热及制冷采用8套手动阀,分成两组。

基于PLC的水源热泵空调系统在大型商业建筑中的应用

基于PLC的水源热泵空调系统在大型商业建筑中的应用

基于PLC的水源热泵空调系统在大型商业建筑中的应用中央空调系统是现代大型商业建筑中不可缺少的配套设施之一,电能的消耗非常大,约占建筑物总电能消耗的50%。

而当今社会环境污染与能源危机已成为全人类必须面对并要加以解决的重大课题,在这种背景下,以环保和节能为主要特征的绿色建筑及相应的空调系统应运而生,而基于PLC的水源热泵技术正是满足这些要求的比较有代表性的低耗能新型供暖空调技术。

标签:中央空调系统商业建筑PLC 水源热泵技术一、引言水源热泵系统(WLHPS:Water Loop source Heat Pump System)国外又习惯称作闭式环路水源热泵系统。

水源热泵空调系统只取水中的热或冷而不消耗水,并且基本作到水体或地层蓄能的年平均能量平衡,不会造成任何污染。

近几年以来,我国采用水源热泵空调系统的现代大型商业建筑也逐年增多。

目前,在深圳,上海,北京以及一些中小城市均有工程实例,例如,北京天安大厦、上海锦江饭店、西安建国饭店、青岛华侨饭店、深圳同贸大厦等均采用了闭式环路水源热泵空调系统。

特别是2008年奥运会将在北京举行,为办好本届绿色奥运,水源热泵式中央空调已成为2008年北京奥运会指定选用的空调型式。

水源热泵在我国的推广应用前景极其广阔。

二、系统硬件设计本文结合一个正在运行的工程实例,对水源热泵空调系统作进一步探讨。

该工程实例用GP和PLC技术对水源热泵机组系统进行运行监控,包括井水泵、循环泵和压缩机的启停控制,压缩机的加卸载控制以及各温度的实时监控、显示和各种故障情况的报警及连锁保护控制等。

实验结果表明,PLC和GP技术可以保证水源热泵空调机组正常可靠运行。

本控制系统的核心部件采用德国SIEMENS公司S7-200系列可编程控制器,考虑到控制系统的规模,CPU选用6ES7-CPU214,带有扩展模块2块EM235、1块EM222和1块EM223;本控制系统的实际物理点数为13点数字量输入、22点数字量输出、6点模拟量输入。

基于PLC的水源热泵节能控制系统

基于PLC的水源热泵节能控制系统
触摸屏 系统主要包括 系统初始化设 置、运行模式选择 、PID 参数设置、温度 显示 、故障报警及 复位等界面组成 ,其结构如 图 6所 示 。
l 引 言
水源热泵作为一种用地下恒温水源代替冷却塔的高效 节能 空调 ,在实 际应 用中,为 了进一步提 高节能效果 ,还 应尽 可能 减 少主机 冷冻水泵和冷却水泵等主要耗能设备 的用能。传统 的空调水 系统使 用定 流量 的运 行方式 ,水源热泵主机本 身具有 能量调节机构 ,根据 负载变化输出的能量可以在额定值的25%一 100%的范 围内调整 。但是 ,冷冻水泵和冷却水泵却不随着 负载 变化做 出相应 的调节 ,流量保持不变 ,导致水系统经 常在大流 量 、小温差 的工况下运行 ,电能浪费很大 。采用定温差变流量 的水系统控制 ,可以避免这种 浪费。
Abstract:W ater Source Heat Pum p,w hich is an efficient energy—saving air— conditioning m ethod,is used for an alternative ofcooling tow er.This altern ative is achieved through the exploitat ion of heated underground water sources.In actual application,w e should consider fully the energy—saving issues of big energy including refr igeration com pressors、 f reezing w ater pum ps and cooling water pum ps.This article focuses on the f requency energy conservation pr inciple of the freezing w ater and cooling w ater system s,the control program m ing of energy— saving closed—loop,and the design of control system in W SHP.The experim ents proved that t h e cont rol system achieves the m ost ef i ciency cont rol from the circuits a n d w ater system s. K ey w ords:W ater Source H eat Pum p; Energy—savi n g; PLC ; Cont rol system

PLC控制在供热系统中的节能应用

PLC控制在供热系统中的节能应用

3科 学的 供热 模式
t _ - — 埘 间变量 I _一 周期 T . = I 天 N 一 周期数 N = 0 、 1 、 2 、 3 …
i f 三=N B 1 l l e n =P

i f
=N S t h e n = P S

根据环境气温变化确定的供热量函数 O ( t ) 的计算式 可由下式 ( 2 ) 确定
2 基础 及现 状
图 2 模 糊控 制 示意 图
供热换热站一次网系统见图 1 。 主要元件是 : 电动调节阀、 温度传感 器、 压力传感器 、 流量传感器 、 电动执行器 、 相应控制软件。换热站根据 测出的室外温度 , 和设定 的供水温度对 比, 与供水温度不符时 , 调整一 次侧 的电动调节阀门, 以改变流过水一水热交换器的一次侧水流量。 从 而使二次侧热交换器出口 水温达到设定值。 从原 理E 讲, 只要给出合理 的室外温度与二次网供水温度之间的关系式,设计好电动调节阀门的 调节算法 ,是能够使用户侧采暖建筑达到供暖要求的。但从整个热网 看, 由于各换热站与热网皆为并联连接, 换热站之间存在相互 的耦合作 图3 P I D参数 的模糊化 用, 某一个站阀门有动作 , 其余的换热站的电动阀门都将 随之动作 , 总 热网及各热力站之间将产生较长时间振荡现象 ,尤其是当室外温度变 是必然结果。 这种供热方式在热电联产供热系统中尤为突出, 进行有效 化较大 , 热负荷变化较大 , 而热源调整又不及时的时候 , 这种振荡会非 快速调节十分必要。 常严重甚至系统不能工作。 4 P I D参数 的模 糊控 制

通过分析得知一次网从供热中心热源出水 ,用户采用换热站将热 通过分析 , 对于经常的环境平均气温变化不大的天气情况 , 其供热 量通过交换送 至用户 , 一般供热区域 , P L C控制器m 的控制执行机构是 过程可以用 以下周期函数表示 ( —个取暖季可看作由多个相邻稳定的 变频器 , 调节阀 , 供热效果由控制精度决定 , 为了达到快速稳定的调节 , 天气区I 司和突发 的寒 、 暖流区间组成 ) 本文对控制器的 P I D函数进行模糊化处理( 图2 ) , 将P I D的参数纳入 Q( t 一 1 f 1 ) 模糊 域 。 式中 ) ——气温变化不大 的相邻几 日供热周期函数 模糊规则 , 语言描述如下:

PLC在水源热泵空调系统中的应用

PLC在水源热泵空调系统中的应用

PLC在水源热泵空调系统中的应用摘要常紧张的阶段,如何节约能源能为了一项新的课题。

而水源热泵空调技术正是这种情况下的产物。

热泵采用电能驱动,从低温热源中吸取热量,并将其传输给高温热源以供使用,传输到高温随着现代工业的迅猛发展,自动化机械有了越来越广泛的应用,同时世界的能源也进入了非热源中的热量不仅大于所消耗的能量,而且大于从低温热源中吸收的能量,从而达到节能的目的。

论文研究了水源热泵空调系统的PLC控制。

文章首先对水源热泵技术进行了概述,介绍了水源热泵技术的发展现状及前景。

然后根据水源热泵中央空调系统的特点,分析和研究船舶热泵系统的工作原理,并构建了水源热泵控制系统结构的组成和控制方案。

文中对输入、输出信号进行归纳,并据此设计出PLC电气控制原理图,并合理选用PLC。

接着编写了语句表与梯形图。

通过PLC来控制热泵系统,不仅可以通过编程实现复杂的逻辑控制,而且可以很大程度上简化硬件接线,提高控制系统的可靠性,便于实现智能控制。

并且结合变频器节能省电,符合国家提倡的节能减排,建设节能型社会的需求。

关键词:水源热泵;空调;PLC控制AbstractWith the rapid development of modern industry and automated machinery has been more widely used, the world's energy into the very tight stage, how to save energy to a new subject. Water source heat pump technology is in this case the product. Water-heat pump absorbs heat from cryogenic heat source, and sends it to high-temperature source by using electric energy. The quantity of heat sent to high-temperature heat source is not only larger than the consumed heat, but also larger than that absorbed from cryogenic heat source, thus reaching the aim of saving energy.The article first described the water source heat pump technology, to understand the status and prospects of development of water source heat pump. Then according to the characteristics of the water source heat pump central air conditioning system, analysis and research ship heat pump system works, and build water source heat pump control system, the composition and control programs. Article to the design of input and output signals, and accordingly design the PLC electrical control schematics. And accordingly the design selection of the PLC, and then write the statement table with ladder.Finally, through the PLC to control the heat pump system can be programmed not only to implement complex logic control, and can greatly simplify the hardware wiring and enhance the reliability of the control system is easy to realize the intelligent control. And the combination of the inverter, energy saving, with the state to promote energy conservation, construction, energy-saving needs of the community.Keywords:water heat pump;air-conditioning;PLC control目录摘要 (I)Abstract (II)第1章绪论 (1)1.1 研究船舶空调的背景 (1)1.2 国内外研究情况 (1)1.3 课题的研究意义 (2)1.4 课题研究的内容 (3)1.5 小结 (3)第2章热泵技术的简述 (5)2.1 热泵系统的工作原理 (5)2.1.1 热泵的定义 (5)2.1.2 热泵系统的工作原理 (5)2.1.3 热泵节能原理 (7)2.2 热泵系统的分类 (8)2.2.1 空气源热泵系统 (8)2.2.2 土壤源热泵系统 (9)2.2.3 水源热泵系统 (9)2.3 对水源热泵的介绍 (10)2.4 水源热泵空调系统组成 (11)2.5 水源热泵空调系统的优缺点 (11)2.6 水源热泵空调系统的背景意义 (12)2.7 水源热泵空调系统的发展前景 (12)2.8 小结 (13)第3章 PLC可编程控制器的概述 (14)3.1 PLC可编程控制器概述 (14)3.2 PLC的分类及结构 (14)3.3 PLC的基本组成及各部分的作用 (14)3.3.1 中央处理单元(CPU) (15)3.3.2 存储器 (15)3.3.3 I/0单元 (16)3.3.4 电源部分 (16)3.3.5 扩展接口 (17)3.3.6 通信接口 (17)3.3.7 编程器 (17)3.4 PLC的优点 (17)3.4.1 可靠性 (17)3.4.2 易操作性 (18)3.5 PLC的应用领域 (19)3.5.1 开关量逻辑控制 (19)3.5.2 工业过程控制 (19)3.5.3 运动控制 (19)3.5.4 数据处理 (19)3.5.5 通信及联网 (20)第4章 PLC控制船舶水源热泵空调系统设计 (21)4.1 系统总原理框图设计 (21)4.2 电气控制部分的设计 (21)4.3 PLC控制部分设计 (22)4.3.1 PLC控制部分原理图 (23)4.3.2 PLC选型及I/O功能表 (24)4.3.3 PLC控制系统工作流程图 (26)4.3.4 PLC控制系统梯形图 (27)4.3.5 PLC控制系统语句表 (28)4.4 小结 (30)第5章结论 (31)参考文献 (32)致谢 (33)第1章绪论1.1 研究船舶空调的背景船舶空调的制冷和制热以及船员用生活用水的能耗将占船舶运行总能耗的较大比例,它是以消耗燃油为代价的,而生产燃油时要产生由于燃烧将产生二氧化硫、二氧化碳等大量污染物,形成温室效应气体。

基于PLC控制技术的智慧供暖系统设计

基于PLC控制技术的智慧供暖系统设计

基于PLC控制技术的智慧供暖系统设计摘要:对于某些突发性失水,设备受损异常等影响供热系统安全和工况稳定的故障也可及时纠察。

温度控制采用PID控制算法,与PLC相配合,分区域、分时段地为用户提供个性化的服务,有效解决因热网温度失衡所造成的资源浪费、体验不佳等问题。

关键词:PLC控制技术;智慧供暖;系统设计1智慧供暖系统设计1.1智慧供暖系统总体结构根据换热站-二次网-用户端的分布情况及各硬件配套体系,智慧供暖控制系统结构框架图如图1所示。

用户端及二次网的传感器采集到用户端室内外温度压力流量等数据信息,利用通信技术将采集到的数据远程传输到网络端,经过局域网传至控制器,通过控制系统对数据进行分析、处理并作出相应的控制调节。

图1智慧供暖控制系统结构框架图1.2智慧供暖系统的硬件结构智慧供暖系统能够监测的数据信息包括用户端室内/外温度二次网供/回水温度二次网供/回水压力二次网供/回水流量水箱液位泵的转速及阀门的开度等。

智慧供暖控制系统由温度/压力/流量传感器数据采集模块,控制柜和通信器组成。

智慧供暖自动控制系统硬件架构如图2所示。

图2智慧供暖自动控制系统硬件架构设计图各模拟量传感器将采集到的温度、压力和流量等物理量转化为模拟量,通过模拟输入接口传入PLC,上位机对实时采集的数据进行分析与储存,进而根据反馈信号改变变频器的频率来智能化控制设备。

1.3智慧供暖系统的软件设计智慧供暖系统可分为温度控制系统、恒压补水系统、循环控制系统、报警保护系统、实时监控系统。

1.3.1温度控制系统设计由于用户室内温度和耗热量的影响因素复杂多变,所以在保证水网稳定运行的前提下,要求温度控制系统能最大程度地满足用户真实需求。

因此将室外温度作为参考对象,对供水温度进行补偿,通过建立不同的供水温度同室外温度的关系规则,使供水温度可自我动态调节,保证用户端室内温度始终维持在舒适区间内,推动热能资源的合理高效利用。

温度控制方式为PID控制,其参数根据所处地区环境、用户实际情况进行合理设定。

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防范措施
一次调频参数的小小改动,造成了一次机组跳闸事
故,可见,逻辑参数设置的不当,也会危及机组的安全 运行。DEH 逻辑设计严密,必须对逻辑进行全面深入分 析,对其彻底掌握后,才允许对逻辑参数进行修改。 设置一次调频参数时,要根据调频量的单位,对其 转换系数进行正确的设置,如本案例中的调频量 X 1 5 1 是以 MW 为单位的,所以正确的 K1、K2 应分别为 0.15625 和 1,若单位为 %,则 K1、K2 分别为 1 和 6.4。机组投
图6 触摸屏程序结构
入一次调频前,K1 、K2 默认值为 1 是不正确的,必须 设置正确后才能投入一次调频,这一点需要特别的注 意。 DEH 系统静态调试时,要对各项功能进行所有情况 下的仿真测试,彻底消除逻辑存在的隐患。如对 DEH 遥 控功能测试时,至少要在 DEH 变负荷过程中、功率回路 投入、调节级压力回路投入、一次调频投入(分有 / 无 调频量情况下分别进行)等方式下进行投 / 退遥控功能 的测试,检查 D E H 系统是否正常。
图3 PLC控制系统组成图
3.3 控制系统软件设计 方案的控制系统以回水温度为控制目标,通过控制压缩机 的能级及水泵的流量,把回水温度控制在给定值上。基于 PLC 的水源热泵节能控制系统程序流程图如图 4 所示。
图2 冷却水系统闭环控制框图

控制系统设计
3.1 水源热泵系统设备 以某医院病房水源热泵系统为例,有两台螺杆压缩机,每 台输入功率 65kW,Y- △起动,每台压缩机带有 3 个能量调节电 磁阀,使压缩机能分别工作在 25%、50%、75%、100% 能级。每 台压缩机带有排气温度过高保护,内部温度过高保护,高、低 压力保护,油压差保护,均为开关量。系统有冷冻水泵两台(1 台备用),功率均为 11kW,冷却水泵两台(1 台备用),功率均为 15kW,每台泵各匹配一个变频器。系统设水流开关两个,一个用 于冷冻水水流,一个用于冷却水水流,两个水流开关中任何一 个在断时,压缩机不能起动。这些设备和保护元件都需要检测 其运行状态和起、停控制,都是开关量。 3.2 控制系统硬件配置 根据系统分析和控制要求,系统安全运行要求控制端计有:系 统启动 / 停机按扭 2 个,压缩机排气温度保护 2 个,高、低压保护 4个,内部温度过高保护2个,油压差保护2个,电机过流保护6个, 水泵电机保护 4 个,水流继电器 2 个,出水温度过低保护 1 个,电 源相序保护2个,共要求控制系统根据运行输入27个开关量以及 4 个模拟量信号,对这些信号进行处理后,给出的控制信号包 括:驱动水泵变频器 4 个,驱动压缩机运行 6 个,驱动压缩机能量 调节电磁阀 6个, 驱动水回路电磁阀2个,共计输出开关量18个。 根据以上系统要求的输入/输出端数量和系统特性, 选择日 本欧姆龙(OMRON)公司生产的 PLC 系列产品组成控制系统,包 括有 CP1H-XA40DR-A 型号的 PLC 1 台,NT5Z-ST121B-EC 型 号的触摸屏 1 台,3G3RV 系列的变频器 4 台,CPM1A-TS102 型 号温度传感器单元 1 台组成。其中触摸屏和变频器通过 RS-485 串行通讯接口连接到 PLC 。温度传感器单元通过其所带的扩展 I/O 连接电缆和 PLC 相连,4 路 Pt100 直接连接在温度传感器单 元的接线端。
Abstract: Water Source Heat Pump, which is an efficient energy-saving air- conditioning method, is used for an alternative of cooling tower. This alternative is achieved through the exploitation of heated underground water sources. In actual application, we should consider fully the energy-saving issues of big energy including refrigeration compressors、 freezing water pumps and cooling water pumps. This article focuses on the frequency energy conservation principle of the freezing water and cooling water systems, the control programming of energy- saving closed-loop, and the design of control system in WSHP. The experiments proved that the control system achieves the most efficiency control from the circuits and water systems. Key words: Water Source Heat Pump Energy-saving PLC Control system ; ; ;
图1 冷冻水系统闭环控制框图
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2008 年 10 月刊
AUTOMATION PANORAMA
当水源热泵系统首次起动时,电机在工频下全速运行,冷 冻水系统充分循环一段时间,然后再根据冷冻回水温度对频率 进行无级调速。其目的是促进冷冻水的流动,保证换热效果。 2.2 冷却水系统 水源热泵系统采用温度不变的地下恒温水源作为冷凝器的 冷却水源,负荷变化,冷凝器散发的热量也会变化。取冷凝器 两侧冷却水的温度作为控制参数,维持温差不变, 采用温度传感 器、PLC 和变频器及冷却水泵组成闭环控制系统,调节冷却水泵 的转速,从而调节冷却水流量跟随热负载变化。系统在满足冷 却需要的前提下,可以避免水泵全功率运行,达到节电的目的。
摘要:水源热泵作为一种用地下恒温水源代替冷却塔的高效节能空调, 在实 际应用中,还应充分考虑主机、 冷冻水泵和冷却水泵等消耗能量最大的设备 的节能问题。 本文重点阐述了水源热泵系统中冷冻水和冷却水系统的变频节 能原理、闭环节能控制方案和对控制系统的设计。实践证明,此控制系统实 现了对水源热泵系统从电路到水路的最高效率控制。 关键词:水源热泵;节能;PLC;控制系统
(郑州牧业工程高等专科学校,河南 郑州 450011)胡晓波,程花蕊 (河南科技大学, 河南 洛阳 471003) 彭晓楠
采用这种控制方式,可以把进回水的温差固定在一个较大
胡晓波(1977 -)
男,陕西岐山人,讲师,硕士,主要从事自动 控制教学及科研工作。
的给定值上,在用户负荷较小时,通过减少流量来满足用户要 求,这样水泵的能耗可以大大减少。随着冷机技术的进步,蒸 发器的流量可以在额定流量的 60%-100% 范围内变化,这样就 为采用交流变频调速器对水源热泵系统中的水泵进行变流量节 能控制提供了技术保证。本文将利用 PLC 、触摸屏和变频器对
水源热泵进行变频节能控制。

变频节能控制方案
采用变频器配合可编程控制器组成控制单元, 其中冷却水
泵、冷冻水泵均采用温度自动闭环调节,即用温度传感器对冷 却水、 冷冻水的水温进行采样,并转换成电信号(一般为4-20 mA, 0-10 V 等)后送至 PLC,通过 PLC 将该信号与设定值进行比较再 作 PID 运算后,决定变频器输出频率,以达到改变冷冻水泵、冷 却水泵转速,从而达到节能目的。 2.1 冷冻水系统 系统采用定温差变流量的方式运行,在保证最末端设备冷 冻水流量供给的情况下,确定一个冷冻水泵变频器工作的最小 工作频率作为水泵运行的下限频率并锁定;将电动机工频设定 为上限频率,改变变频器频率就可以调节系统的流量。另一方 面,在系统运行时,由于低温冷冻水温度取决于蒸发器的运行 参数,一般冷冻水出水温度设定为 8-10℃,因此, 只需控制高温 冷冻水(回水)的温度,即可控制温差。 为了确保冷冻水的出水回 水温差在设定的范围内,方案采用温度传感器在冷冻水入口测 量水温 T ,并与 P L C 、变频器及水泵组成闭环控制系统,将冷 冻水回水温度控制在△ T(一般取 5-7℃) 。当负荷发生变化,回 水温度跟着变化,控制系统跟着温差的变化调节水泵的转速从 而调节系统冷冻水的流量,直到满足新的负荷对冷冻水流量和 温差要求。

结束语
实践证明:由 PLC、触摸屏和变频器组成的水源热泵节能
控制系统,具有如下优点: (1)根据实际需要负荷的变化自动调节压缩机的能级和水 泵的转速,实现了从电路到水路的最高效率控制。 (2)采用变频控制,实现对电机的软启动和软停止,减少 对电网和设备的电气及机械冲击,还可以减少设备的磨损及维 护,延长主泵电机的使用寿命。 (3)采用触摸屏监控,一方面可以很方便设置系统参数和 调整工况,另一方面能实现对系统运行情况的实时监控。 总之,基于 PLC、触摸屏和变频器的闭环控制系统已在水 源热泵等中央空调系统中得到广泛应用,运行状况良好,节能 效果显著,受到了用户的好评,具有很好的应用前景。
图5 模拟量处理流程 图4 PLC程序流程
主程序主要功能为现场运行各泵的启停切换提供信号、以 及处理模拟量和与触摸屏通信数据等。可以分为 4 个部分:系 统初始化、模拟量处理程序、触摸屏通信程序和主控程序。当 用户的负荷发生变化时,控制系统检测到冷冻水出水和回水的 温差超过触屏设定值之后,程序自动跳入到中断处理程序。及 时调整变频器输出频率,调整水泵的转速改变冷冻水流量,使 冷负荷满足新的要求,中央空调的温度回到设定的范围内。程
技术纵横
Method
方法
文献标识码 B 文章编号 1003-0492(2008)10-0080-03 中图分类号 TP273 : : :
基于 PLC 的水源热泵节能控制系统
The Energy-saving Control System Based on PLC for Water Source Heat Pump
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