浅谈PLC技术在火电厂采暖通风与空调系统中的应用--中国期刊网

字体：大中小

首页> 原创作品> 正文

浅谈PLC技术在火电厂采暖通风与空调系统中的应用

发表时间：2021/6/16 来源：《探索科学》2021年5月作者：王周建

[导读] 本采暖通风与空调系统包括集控室及锅炉电子设备间系统、汽机电子设备间系统、采暖加热站检测系统，简要介绍其监测及控制的主要范围、采暖通风与空调系统的设备组成与工艺流程。

北京中京瑞丰建设工程有限公司王周建

摘要:本采暖通风与空调系统包括集控室及锅炉电子设备间系统、汽机电子设备间系统、采暖加热站检测系统，简要介绍其监测及控制的主要范围、采暖通风与空调系统的设备组成与工艺流程。通过PLC控制系统结构、系统控制方式和控制逻辑介绍，了解PLC控制技术可以有效减少机械电气控制装置的复杂程度，提高系统的稳定性,降低能源消耗；PLC由于其具有耗能低、维护方便、编程简单、功能众多、可靠性和稳定性高等优点而被广泛应用到电力系统自动化工程中。基于此，本文主要介绍通过PLC技术实现对采暖通风与空调控制，以达到节能减排的效果。通过组态软件iFIX实现采暖通风与空调系统的主辅工艺设备的所有被控对象进行监视和单个（或成组）设备的启动和停止操作，包括电机启动停止控制，阀门打开关闭操作、设备启停状态、阀门已开已关状态、远方/就地状态和主要工艺参数如温度、湿度和流量的监视，并完成设备的联锁保护，实现就地无人值守，有效提高生产效率，极大地节约了人力和物力成本。
关键词：PLC技术；电气设备；自动化控制；组态软件
        1 概述
        1.1 监测区域及控制范围
        本采暖通风与空调系统包括：集控楼集中制冷泵站，集控楼空调，集控楼电气房间通风降温，汽机房通风，汽机房电气房间通风降温等。
        1.2 控制系统结构
        本采暖通风与空调自控系统硬件包括一套双机热备冗余罗克韦尔公司的1756系列PLC主站,四套远程站，两台交换机，一台工程师站，一台打印机；一旦运行中的CPU发生故障,后备CPU便自动接过控制权,在切换过程中不会出现程序跳变或数据丢失等现象,此切换过程在操作站上有语音报警。双机热备冗余的CPU模块可带电插拔而不丢失数据。
        一套PLC主站冗余系统包括两个1756-A7机架，每个机架上装有1个电源模块、1个CNBR模块、1个CPU模块、1个ENBT模块、1个SRM模块, 电源模块为机架和模块提供电源，CNBR模块负责与从站通过ControlNet网络通讯，CPU模块运行项目程序，执行控制和采集功能，ENBT模块负责实现以太网通讯，SRM模块来实现两个主机架冗余。PLC主站通过CNBR模块连接ControlNet网络与四个从站进行通讯，从站CNBR模块地址分别设置为1、2、3、4，主站的CNBR模块地址都设定为7。从站包括电源模块、CNBR模块和IO模块，IO模块负责开关量数据和模拟量数据采集。系统中所有模块都可带电插拔，便于检修与更换。
        PLC主站与工程师站连接交换机通过以太网通讯，PLC控制采暖通风与空调系统各个设备的运行和数据采集；工程师站是其人机接口设备，其上安装iFIX组态软件，布置在集控楼的集控室，实现设备状态显示、设备操作、数据显示和数据设置。
        2 设备组成与工艺流程
        2.1 采暖通风与空调系统的设备组成
        本采暖通风与空调系统的设备主要有恒温恒湿空调机、高温排烟风机、屋顶风机、电动防火阀、高温排烟阀、屋顶风机风阀、组合式空气处理机组、冷却水进口电动调节阀、电动可调喷嘴、换热器供汽电动调节阀、组合式换热器电动疏水阀、热水循环泵。仪表有温度传感器、湿度传感器和流量计等。
        2.2采暖通风与空调系统的工艺流程
        以空调风系统为例说明：
        在集控楼20.80米层布置2组风量为22000m3/h的风冷屋顶式恒温恒湿组合式空调机组(各配1台送风机、1台回风机)(1用1备)，2个防烟防火阀及5个电动风阀；在14.50m层布置3台高温排烟风机、7个板式排烟口。集控室空调系统包括集控室、工程师室、网络电子设备间、SIS电子设备间、备餐室及交接班室。
        厂区采暖加热站负责厂区采暖建筑采暖。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆

采暖系统采用110/70℃热水，包括2台组合式换热器，2台循环水泵，1套减温减压装置，1台软化水箱，1套囊式落地式膨胀水箱，2个除污器及5个电动阀门等夏季、冬季，新风经与回风混合后，经空调机组过滤、冷却(或加热)、除湿(或加湿)、消音处理后，由空调机组经送风管及设置在吊顶内的散流器送入室内，室内回风再由回风口经回风管回至空调机。
        3系统控制方式和控制逻辑
        3.1 系统控制方式
        采暖通风与空调系统是一个独立系统，通过上位机实现采暖通风空调系统的主辅工艺设备的所有被控对象进行监视和单个（或成组）设备的启动和停止操作，包括电机启停控制、阀门打开关闭操作、设备启停状态、阀门已开已关状态、远方/就地状态和主要工艺参数如温度、湿度和风量的监视，并完成设备的联锁保护，实现就地无人值守。
        控制系统软件将通风与空调系统的各子系统分别作为一个单元整体进行控制，确保系统快速和稳定地满足负荷的变化，并保持稳定的运行。控制系统满足系统安全启、停及变负荷运行的要求。而且作为冗余组态的控制系统，在控制系统局部故障时，不会引起系统的危急状态，并将这一影响限制到最小。在自动控制范围内，控制系统能处于自动方式而不需任何性质的人工干预。
        3.2控制逻辑
        控制软件采用罗克韦尔公司的RSlogix5000，系统控制设计目标是设计一套高可靠性、模块化、智能型通风与空调控制系统。系统包括以下程序和功能模块：公用控制程序（电机设备控制模块、阀门设备控制模块、主备设备控制模块），流程控制程序（启停许可控制模块、设备联锁控制模块、设备保护控制模块、消防控制中心连锁控制模块），PID控制程序（减式换热器出水温度PID控制模块）。
        设备控制有2种控制方式：手动，自动，手动模式下，可以单独操作设备的动作，自动模式下，设备根据工艺数据的状况连锁设备的动作；设备操作方式有2种：启动，停止；还有设备连锁和故障停设备等保护功能，电机设备控制模块程序内容。该控制系统的PID控制模块监视设定值与被控变量之间的偏差和输出信号与控制阀门位置之间的偏差并自动调节，但当偏差超过预定范围时，系统可将控制切换至手动并报警。
        4.系统监控画面及设备操作窗口
        系统监控界面用iFIX组态软件来实现。
        本程控系统设置有完善的系统引导，计算机上电后，系统无需干预即可正常启动，从启动Windows系统到运行通风与空调程控系统软件是自动完成的，由于对所有热键都进行了可靠的屏蔽，因此，不应进行任何使系统退出的尝试。系统启动后首先看到的是空调风系统工艺监控图系统，看到空调风系统后，请等待全部数据显示正常后，再点击您想要进入的画面即可。
运行人员通过键盘鼠标等手段发出的任何操作指令或写入数据均在小于1 秒的时间内被执行，从运行人员发出操作指令到被执行完毕的确认信息在显示器上反映出来的时间应在2 秒内，实现设备操作安全可靠。
        5结论
        综上所述，在采暖通风与空调系统的实施下，通过PLC技术的应用，配合组态软件的使用，能够更好地提高设备工作的经济运行，在控制系统工程的实施中，通过自动化技术系统的合理构建，确保生产管理等工作实现可视化，促进设备使用效率的大幅提升。总之，随着电力企业的快速发展， PLC在我国电力系统中的应用也越来越广泛。
参考文献
[1]张传娟.浅谈PLC在工业控制领域中的应用[J].数字技术与应用,2011(10).
[2]王柏忠.浅谈三菱PLC在自动控制设备中的应用[J].科技致富向导,2011(06).
[3]亢敏.基于电气自动化控制系统在自来水行业中的应用[J].科技创新与应用，2017（04）：193.
[4]吕宝勤.电气自动化控制系统在铝制品行业中的应用[J].世界有色金属，2016（17）：118-119.
[5]李世发. PLC在工业自动化控制领域中的应用[J]. 信息通信. 2011(04).