轮胎车间空调设备自动化系统设计

摘　要：本文是基于西门子S7-200、S7-300系列PLC和富士变频器实现工厂车间空调、冷冻水系统、冷却塔系统、空调通风系统的整体控制。同时利用WINCC组态软件实现车间的所有设备的远程监控，降低设备管理成本，提高效率。

关键词：车间空调节能；S7-300PLC；PROFIBUS-DP；远程监控

　　空调系统是智能建筑集成系统的重要组成部分，而空调系统本身是建筑的耗能大户。有资料统计，在建筑自动化系统中采用了最优投运设备的台数控制、最优启停控制、焓值控制、工作面照度控制、公共区域分区自动照明控制、供水系统压力控制、温度自适应控制等节能措施后，可以减少约20%的能耗。本系统采用的PLC是西门子S7系列PLC，主要有S7-200PLC和 S7-300PLC。西门子的S7系列PLC具备高度的可靠性和强大的抗干扰能力和处理能力。
4.车间空调设备自控系统PLC实现
     PLC在轮胎车间空调设备自动化系统中控制功能说明如下。(1)当启动空气处理机时，PLC发出控制指令。首先开户回风门和新风门到设定位置，然后启动送风机。(2) 露点温度与系统设定值相比较后,用PID方式调节冷水电动阀控制冷水流量或启动加热器控制加热量 , 使送风温度达到设定值。(3)当过滤网前后压差超出设定值时，PLC发出过滤堵塞报警信号。(4)当空气处理机停止运行后，新风门、回风门和冷水电动阀回复到全关位置，并关停冷水环泵。
　　  受篇幅限制，以下仅对冷冻系统的PLC控制过程进行阐述。
4.1冷冻系统PLC控制手动模式
（1）蝶阀开启：上位机上开启主机对应蝶阀："自动控制"切换为"手动强制"
（2）选择按钮在手动模式下，按对应设备（风机、水泵）启动按钮即可启动对应设备。
（3）手动开启冷冻主机。
4.2冷冻系统PLC控制自控模式
     自控模式实现程序流程图，如图2所示。

   PLC程序流程图说明：
　（1）加机过程：当冷冻水出水温度>9℃且主机平均负荷满足>90%超过20分钟 或冷冻水出水温度>15℃超过1分钟，主机加机。加机过程如系统开启过程。
　（2）减机过程：
　　当冷冻水出水温度<11℃且平均负荷满足以下条件之一：
　　四台主机运行中平均负荷<70%；三台主机运行中平均负荷<60%；二台主机运行中平均负荷<50%；选择运行 时间最长的主机，远程停止。
　　5分钟后关闭对应冷冻、冷却蝶阀；蝶阀关闭后选择运行时间最长的冷冻泵、冷却泵停止。冷却塔运行数量仍由冷却台数量控制图所示进行控制。
（3）主机故障切换过程：停止发生故障的主机。5分钟后关闭对应冷冻、冷却蝶阀；选择备用主机中运行时间最少的主机，开启对应冷冻、冷却蝶阀；冷却塔运行数量仍由冷却台数量控制图所示进行控制
(4)停止冷冻系统过程：先后远程停止运行中的主机；5分钟后间隔约30s先后停止运行中的冷冻泵、冷却泵；关闭主机对应冷冻、冷却蝶阀；关闭冷却塔；
(5)冷冻水泵频率PID控制：检测集水器、分水器之间的压差，同设定压差进行比较，进行PID控制，控制运行水泵的频率，压差小于设定值，增加频率；压差大于设定值，减少频率；水泵的最低频率为35Hz。
(6)冷却水泵PID控制：   检测进出冷却水温差，同设定值进行比较，进行PID控制，控制运行水泵的频率，温差小于设定值，增加频率；温差大于设定值，减少频率；水泵的最低频率为35Hz。
5．总结
　　   通过利用西门子S7-200、S7-200系列PLC实现了厦门海燕正新橡胶503车间空调系统、冷冻水系统、冷却塔系统的整体控制，真正实现了生产车间"需要多少冷源，冷冻系统提供多少" ，大大减少能耗。同时利用WINCC组态软件实现车间的所有设备的远程监测控制，降低设备管理管理成本，提高效率。也存在一定缺点，那就是PPI通信速率较慢，更新现场某个空调的数据大约需要30S时间。此点需要再进行提升。

参考文献：
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