在換熱站智能控制系統(tǒng)中壓力變送器的應(yīng)用

摘　要】可編程、變頻器、壓力變送器和溫度變送器等元件組成的換熱站智能控制系統(tǒng)，主要介紹了換熱站系統(tǒng)構(gòu)成、自動控制系統(tǒng)設(shè)計。此控制系統(tǒng)在多家電廠進行了調(diào)試，用戶比較滿意。系統(tǒng)自動化程度高，可實現(xiàn)遠程監(jiān)控，安全可靠、便于檢修與維護。

1 前言

        隨著經(jīng)濟的發(fā)展，全國范圍內(nèi)的環(huán)保、節(jié)能的呼聲越來越高，利用先進的科學(xué)技術(shù)，合理分配熱量，讓現(xiàn)有的熱能充分發(fā)揮作用，為更多的用戶提供更好的供熱服務(wù)是供熱企業(yè)的首要任務(wù)。將微機監(jiān)控和自動化控制引入供熱系統(tǒng)中，對供熱系統(tǒng)的調(diào)節(jié)實現(xiàn)由手動到自動的轉(zhuǎn)變，這才能滿足新形勢下的供熱需求。

2 換熱站的概述

        換熱站主要是通過換熱器設(shè)備將熱電場產(chǎn)生一次高溫水和用戶二次網(wǎng)低溫回水進行封閉，將熱量進行交換，然后通過循環(huán)泵設(shè)備來克服二次網(wǎng)形成的阻力，非常后將熱水傳送到室內(nèi)的散熱裝置中。

3 換熱站系統(tǒng)的控制

3.1 控制目的及主要受控設(shè)備

        換熱站系統(tǒng)控制目的：通過對循環(huán)泵、補水泵、熱交換器、溫控閥、系統(tǒng)管路調(diào)節(jié)閥進行控制，調(diào)整系統(tǒng)各應(yīng)用工況的運行模式，在非常經(jīng)濟的情況下給末端提供一穩(wěn)定的供水溫度。同時，提高系統(tǒng)的自動化水平，提高系統(tǒng)的管理效率和降低管理勞動強度。

        如圖1 所示控制柜對管道中的壓力溫度進行采集然后對控制循環(huán)泵、補水泵、溫控閥、水箱液位等進行控制。

3.2 電控系統(tǒng)的設(shè)計

    （1）根據(jù)設(shè)備運行流程及控制的電氣元件，安排PLC 的接口，寫出I/O 地址分配表。

    （2） 觸摸屏與PLCCOM1 口進行通訊， 打印板通過PLCCOM2 口進行通訊。

    （3）程序設(shè)計。

        ①控制流程：PLC 上電運行后，首先對程序進行初始化，通過觸摸屏設(shè)定二次側(cè)供回水壓力、溫度、一次側(cè)回水壓力溫度、換熱器出水溫度和超溫溫度等控制參數(shù)。打到自動位置后，啟動控制。程序進行周期掃描和PID 控制，分別進行壓力、溫度等數(shù)值的采樣，經(jīng)過程序內(nèi)部運算，與設(shè)定值比較，根據(jù)結(jié)果進行PID 調(diào)節(jié)，計算出的數(shù)值給出開關(guān)量和模擬量信號，控制水泵啟停和變頻器頻率調(diào)節(jié)。

        ②可編程程序設(shè)計：自動控制系統(tǒng)由PLC、變頻器、壓力變送器、溫度變送器、液位變送器等主要電氣元件構(gòu)成。補水泵通過回水壓力控制啟停；循環(huán)泵變頻運行，頻率通過供回水壓差來調(diào)節(jié)；冷凝泵通過冷凝水箱水位運行。補水泵控制原理：通過回水壓力變送器將電流信號傳送到PLC，通過PLC 運算，反饋值與設(shè)定值作比較，當(dāng)壓力到設(shè)定下限值時，PLC 給出信號自動啟動補水泵；當(dāng)壓力到設(shè)定上限值時，PLC 給出信號自動停止補水泵；同時補水水箱水位低于保護值時，補水泵強制停泵。

        循環(huán)泵控制原理：通過回水壓力變送器與供水壓力變送器分別將電流信號傳送到PLC，通過PLC 運算，反饋的供回水壓差值與設(shè)定的壓差值作比較，當(dāng)?shù)陀谠O(shè)定值時，PLC 輸出電壓信號給變頻器，循環(huán)泵頻率線性遞增，轉(zhuǎn)速加快；當(dāng)高于設(shè)定值時，PLC 內(nèi)同樣輸出電壓信號給變頻器，循環(huán)泵頻率線性遞減，轉(zhuǎn)速降低；當(dāng)接近設(shè)定值時，循環(huán)泵恒速運行。

        冷凝泵控制原理：冷凝水箱中的磁翻板液位計將電流信號傳送到PLC，通過PLC 運算，反饋值與設(shè)定值作比較，當(dāng)水箱水位到設(shè)定上限值時，PLC 給出信號自動啟動冷凝泵指令；當(dāng)水位到設(shè)定下限值時，PLC 給出信號自動停止冷凝泵指令。

        例：下圖的程序為溫度與壓力的采集程序，首先將AIW0（通道一）中采集的模擬數(shù)據(jù)傳送至VW140 中，通過運算得到溫度或壓力值；圖中的程序同時還可以檢測變送器的是否損壞，如果損壞將會發(fā)出一個變送器損壞請檢修的指令，此檢測功能還可以手動選擇取消。

        ③觸摸屏程序設(shè)計：該設(shè)備使用了西門子6AV6648-0AE11-3AX0 系列觸摸屏，能實時監(jiān)視系統(tǒng)和設(shè)備的運行狀態(tài)、運行參數(shù)，及時報告設(shè)備的故障和解決方法，對現(xiàn)場設(shè)備進行操作。

4 結(jié)語

        換熱站控制系統(tǒng)采用了PLC 控制技術(shù)、變頻調(diào)試技術(shù)和電子信號技術(shù)，實現(xiàn)了對換熱站的壓力和溫度的自動控制，不僅節(jié)省設(shè)備成本還提高了設(shè)備的自動化程度，使設(shè)備可靠、穩(wěn)定地運行。并且能通過以太網(wǎng)通訊，使中控室接收各種信號，還可以通過觸摸屏設(shè)定參數(shù)，一鍵啟停，實現(xiàn)遠程監(jiān)控功能。