冷却塔控制.docx
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冷却塔控制
温度模拟信号(4-20MA)PLC控制的冷却塔风机变频控制系统
2009年10月22日星期四06:
30P.M.
PLC控制的冷却塔风机变频控制系统,主要用到了PLC、触摸屏和变频器。
冷却塔风机变频控制系统配备有一台变频器,对一台风机进行变频控制,其余两台风机工频运行;根据出水温度的变化来控制工频运行风机的起动和停止,实现对水温的初步调节,并对一台风机进行变频控制,对水温进行微调,从而使冷却塔内的水温控制在一个稳定的状态。
设计方案:
通过安装在出水总管上的温度传感器,把出水温度信号变成4-20mA的标准信号送入PLC的模拟输入模块,并最终转换为相应的数值(BCD码),通过编好的PLC程序,得出的此数值和在触摸屏设定的温度值进行比较,得到一比较参数,送给变频器,由变频器控制一台电机的转速,并根据出水温度的高低,由PLC控制工频启动的风机的数量,使冷却塔的回水温度控制在设定的温度上。
冷却塔风机变频控制系统原理图:
上图为冷却塔风机变频控制系统,其中变频器的作用是为电机提供可变频率的电源,实现电机的无机调速;温度传感器的作用是检测出水管的水温;人机界面主要是通过和PLC通讯,实时显示水温、电机频率,并可设定相关的给定值。
如图所示,共有三台风机,其中M3是变频控制的,M1和M2是工频控制的。
当系统供电开始时,三台风机处于待机状态,根据出水温度的变化,自动运行系统。
当出水温度达到设定的开机温度时,变频风机M3开始变频运转;如温度继续上升,水温超出工频启动的设定值,且M3变频风机上升到全频运行,开启M1风机工频运转;如温度继续上升,开启M2风机工频运转。
如M3运转频率达到50.0HZ,M2、M3也工频运转,且温度达到报警上限值,则系统会产生一个报警。
当温度下降到工频启动的设定值时,M2风机停止运转;如温度继续下降,M1风机停止运转;当温度下降到一定的下限值和M3的运转频率低于一定的值时,M3风机停止运转。
系统控制要求:
1三台风机的基本工作方式
方式一:
3#风机变频运行
方式二:
3#风机变频运行1#风机工频运行
方式三:
3#风机变频运行1#风机工频运行2#风机工频运行
2三台风机启动时有延时,减小电流过大时对其它用电设备的冲击;
3有完善的报警功能;
4对风机的操作有手动和自动两种控制功能。
5传感器选用PT100,将4-20mA的信号送入模拟输入模块;
6变频器选用施耐德ATV28,该产品具有过热和过流保护、电源欠压和过压保护、缺相保护等功能;通过PLC模拟量输出端子来控制变频器的频率,从而达到风机速度跟随温度给定,保证冷却塔水温的恒定。
电气控制系统原理图包括主电路图、控制电路图和PLC接线图。
1、主电路图:
如图所示为系统的电机控制系统主电路图。
三台电机分别为M1、M2、M3。
接触器KM1、KM2分别控制M1和M2的工频运行;M3为变频控制;QF1、QF2、QF3分别为三台风机电机主回路的隔离开关;FR1和FR2为M1和M2风机电机的过载保护用的热继电器;QF4为开关电源的主电路的隔离开关;QF5为控制电路的主电路的隔离开关。
2、控制电路图:
下图所示为风机电机的控制系统电路图。
图中有手动/自动选择开关,手动运行时,可用SB1、SB3和SB5控制三台风机工频或变频的起动,SB2、SB4、SB6可停止三台风机。
自动运行时,系统在PLC程序控制下运行,KA5、KA6、KA7、KA8是与PLC输出端连接的中间继电器KA5、KA6、KA7、KA8的常开触点。
图中的LB1—LB8是各种指示灯,显示三台风机和系统的状态。
3、PLC外围接线图
4.系统程序设计:
变频器主要设定
代码
说明
设定
ACC
Acceleration···s
5S
DEC
Deceleration···s
5S
TCC
TermStripCon
2W
TCT
Type2Wire
LEL
CrL
A12minRef
4mA
CrH
A12maxRef
20mA
PLC及模块
采用施耐德Neza系列产品的TSX08CD12R8D和TSX08EA4A2,前者为CPU本体,带有12点输入,8点继电器输出,有实时时钟,24VDC电源;后者为扩展模块,模拟量4路入,2路出,12位精度。
输入输出点的地址分配表
代码
地址编号
注释
SA1
%I0.00
自动
KA2
%I0.01
3#风机运行
KM1
%I0.02
1#风机运行
KM2
%I0.03
2#风机运行
ES
%I0.04
急停
SB7
%I0.05
自动启动
SB8
%I0.06
自动停止
FR1
%I0.07
1#风机故障
FR2
%I0.08
2#风机故障
VF
%I0.09
变频器故障
%I0.10
备用
%I0.11
备用
KA5
%Q0.00
3#风机运行
KA6
%Q0.01
1#风机运行
KA7
%Q0.02
2#风机运行
KA8
%Q0.03
自动启动灯
EL1
%Q0.04
1#故障
EL2
%Q0.05
2#故障
EL3
%Q0.06
3#故障
HA
%Q0.07
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