一、前言
螺桿冷水機組在工業冷凍行業應用很廣泛,其中某些行業的生產線要求非常高,一年365天都不會停止。這就對冷凍設備的要求也是非常高。杭州邦聯氨綸公司采用我公司模塊式螺桿冷水機組(7臺壓縮機組成),制冷量是5880KW。原有的方案是采用單片機控制,一個控制器控制7臺螺桿壓縮機。但此控制方案最大的缺陷是控制器壞了,7臺壓縮機都運轉不了,可靠性非常差,難以滿足氨綸生產線的高可靠性要求。
目前PLC在各行各業應用得很廣泛,并且PLC的可靠性非常高。改成PLC控制的方案后,每臺壓縮機都有一個PLC 控制器,使整個冷凍系統既可以根據總管溫度協調控制各臺壓縮機(集中控制),又可以每臺壓縮機根據自己檢測到的水溫自動控制(分散控制)。因此任何一臺壓縮機的控制器有故障,都不影響其它壓縮機的正常運行,極大提高整個系統的可靠性穩定運行。
二、控制方案介紹
1、控制設備簡介
整個控制系統中,7臺壓縮機共用一個觸摸屏作數據顯示和操作,主機的PLC采用帶以太網口的CPU,從機采用24點的CPU,每個PLC都需要配一個溫度擴展模塊和通信適配器,用以測量溫度和擴展通信口。詳細配件參數和輸入輸出配置見下表。
2、機組通訊系統介紹
施耐德TWIDO PLC本體上自帶一個RS485通信口,通過增加RS485通信適配器,增加了第二個通信口。觸摸屏通過每個PLC的第一個通信口讀取數據、發送操作控制命令和設備參數設置(見通訊系統圖紅色線部分),包括壓縮機容調狀態、冷凍進出水溫度、冷卻進出水溫度、故障報警等信息。主機PLC通過第二個通信口讀取從機PLC的數據,根據從機的運行狀態和總管冷凍水溫,發送命令控制各壓縮機的能量容調狀態(見通訊系統圖黑色線部分)。主機PLC通過本身自帶的以太網通信口,上傳各個壓縮機的數據和報警信息到中控室(見通訊系統圖黃色部分)。
上述的RS485通信口使用的通訊協議Modbus,波特率是19200,無校驗,1位數據位;以太網通信口使用的協議是Modbus TCP/IP。下面是通訊系統圖。
三、機組控制過程介紹
1、 機組啟動過程
觸摸屏的“啟動”按鈕觸摸后,控制器首先檢測水溫是否達到要啟動的溫度。啟動前先比較7臺機組的運行時間,運行時間最短并且還沒運行的機組首先啟動。從機組接收到主機的命令后,首先啟動機組對應的冷凍泵,接著是冷卻泵,最后機組從25%→50%→75%→100%容調狀態依次加載。冷卻塔根據冷卻出水溫度和壓縮機聯動,壓縮機啟動后,再檢測冷卻出水溫度是否高于設定值才啟動冷卻塔,否則冷卻塔不會啟動運行,盡管壓縮機已經運行了。
2、 機組停止過程
觸摸屏的“停止”按鈕觸摸后,所有壓縮機馬上以25%容調運行一段時間,再停止壓縮機,防止下次啟動重載啟動。然后停冷卻泵和冷凍泵。