燃气轮机控制室中央空调自控系统的设计与应用

燃气轮机控制室中央空调自控系统的设计

与应用（上）

王启祥, 谢献纲, 宋春华, 曾光新

(广东交通职业技术学院海事与港航学院, 广东广州510800)

摘要: 针对燃气轮机控制室中央空调设计了一种基于组态软件的自动控制系统, 系统以PLC 和组态软件为核心, 采用分布式远程模块完成数据的采集与控制信号的发送。运行结果表明, 通过自控系统中的传感器、变送器、PLC和执行器之间联系, 采用友好人机界面来设定和反映系统控制参数,便于相关参数的设定、操作及管理, 使中央空调集散的控制系统得到优化。 关键词: 燃气轮机控制室; PLC; 中央空调; 自动控制; 组态软件

引言

国内现有的中央空调控制系统大部分为开环控制系统, 自动化程度不高, 不能根据温湿度的变化实施精确控制, 难以真正实现节能的目的, 并且它所使用的继电器数量多、可靠性差, 容易造成系统故障。而另外一部分虽然能够达到较高的自动控制水平,但是系统设计为复杂, 系统成本较高。为此, 设计了一种基于组态软件的中央空调自动控制系统, 该系统利用组态软件进行系统设计。在控制方法、功能、操作方式上, 由原来手动控制系统, 逐渐被PLC控制系统所代替, 并利用组态软件取代传统的继电器控制, 实现机电一体化控制 , 其不仅能够实现精确的自动控制, 而且构造简单, 建设成本低廉, 具有较好的应用前景。 涡轮在燃机动力设备中得到了广泛的应用, 但其工作时要受环境温、湿度的影响, 若实际使用环境温度超过40, 功率就会降低; 若其低于40 , 则其功率会有所提高。本研究就以某燃机电厂控制室的中央空调系统为例, 对中央空调的自控系统进行了设计。该室总面积为1 200 m2, 机房内设置了多台空气处理机组和新风机组, 空调主机房设备配置为: 输入功率为75 kW 的水冷螺杆式冷水机一台,输入功率为7. 5 kW 的冷冻水泵一台, 输入功率为15 kW 的冷却水泵一台, 输入功率为1. 5 kW 冷却塔一台。

1自控系统方案设计

本方案旨在对燃机控制室的中央空调机组实现自动控制, 在满足要求的前提下, 力求使控制系统简单, 一次性投资小, 使用时节约能源; 保证控制系统安全、可靠、使用与检修方便。本系统采用IPC +PLC+ 变频器控制系统, 采用集散型结构, 实现集中管理, 子系统在脱离中央控制单元时应能维持空调系统的基本运行。

1. 1 系统配置

计算机与PLC集成的空调监控系统由两个控制层面组成。

1. 1. 1 上位机

系统运行的软件平台采用Windows 2000+ Force Control 2. 6, 它是整个自控系统的核心部分。PC 机的主要作用是对自控系统进行管理监控, 如提供人机界面、外部数据的采集、计算、信号输出和协调等工作,根据现场受控设备和检测点的巡检结果做出故障报警, 存储历史数据并支持数据查询, 及各类报表的生成和打印输出。

1. 1. 2 下位机

由三菱FX1N40MR、台达变频器和RS485总线组成, 传输介质采用屏蔽双绞线。包括开关量输入/输出接口、数模模块和集线器(采集器)。外界被控环境的温度参数与湿度参数通过温湿度变送器, 变成标准的电信号( 0~ 5 V, 0~ 10 V, 或4~ 20 mA )输入EM231, 进行A /

D 转换(内部含有数字滤波) ,PLC 根据当前参数值与设定值比较, 根据内部的软件算法, 控