制冷機(jī)冷凍水補(bǔ)水監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)

袁恒淑

（河南中煙工業(yè)公司 許昌卷煙廠，河南 許昌 461000）

在卷煙企業(yè)，夏季生產(chǎn)車間和辦公區(qū)域的降溫是通過(guò)將制冷機(jī)產(chǎn)生的冷凍水送到空調(diào)表冷器和全廠各終端風(fēng)機(jī)盤管實(shí)現(xiàn)。 因?yàn)槠髽I(yè)冷凍水管網(wǎng)龐大，為保證冷凍水管網(wǎng)有合適的水壓和水量，在設(shè)計(jì)系統(tǒng)中必須有冷凍水補(bǔ)水設(shè)備。 正常情況下，冷凍水系統(tǒng)水量和水壓是穩(wěn)定的，補(bǔ)水系統(tǒng)不啟動(dòng)。在管網(wǎng)有泄漏或終端用戶大量開啟盤管的情況下，水壓降低、水量減少，補(bǔ)水系統(tǒng)開始工作，特別是當(dāng)管網(wǎng)有泄漏時(shí)，補(bǔ)水系統(tǒng)頻繁啟動(dòng)。

目前，國(guó)內(nèi)大多數(shù)卷煙企業(yè)的制冷系統(tǒng)控制實(shí)現(xiàn)了集中監(jiān)控，底層是PLC 對(duì)現(xiàn)場(chǎng)控制，同時(shí)將底層數(shù)據(jù)采集通過(guò)工業(yè)以太網(wǎng)上傳到上位數(shù)據(jù)庫(kù)，對(duì)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控的目的。 但很多企業(yè)在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)只考慮如何保證系統(tǒng)能夠正常補(bǔ)水，沒(méi)有考慮將補(bǔ)水信息上傳到上位機(jī)，也沒(méi)有對(duì)補(bǔ)水信息進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，判斷補(bǔ)水系統(tǒng)是否正常工作，管網(wǎng)是否有泄漏，缺少報(bào)警機(jī)制，操作人員很難掌握補(bǔ)水信息。

1 解決方案

通過(guò)將補(bǔ)水系統(tǒng)工作狀態(tài)信息傳到上位機(jī)，然后對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，做出判斷，發(fā)出報(bào)警信號(hào)，達(dá)到及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決問(wèn)題的目的。補(bǔ)水系統(tǒng)是由兩臺(tái)補(bǔ)水泵（一用一備）提供動(dòng)力，補(bǔ)水泵電力供應(yīng)由兩個(gè)接觸器控制， 分別取這兩個(gè)接觸器常開輔助觸點(diǎn)，接到PLC 輸入模塊上，對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行處理，將補(bǔ)水信息通過(guò)工業(yè)以太網(wǎng)上傳到遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)庫(kù)。然后通過(guò)編寫軟件，對(duì)上傳到實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、分析，形成統(tǒng)計(jì)報(bào)表、統(tǒng)計(jì)分析圖供運(yùn)行人員查看。同時(shí)設(shè)定經(jīng)驗(yàn)值，系統(tǒng)能發(fā)出不同報(bào)警信息，讓操作人員能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決問(wèn)題。 特別是在管網(wǎng)泄漏的情況下，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)，及時(shí)處理，達(dá)到減少用水和節(jié)約能源的目的。

2 具體實(shí)施方式

圖1 制冷冷凍水補(bǔ)給統(tǒng)計(jì)報(bào)警系統(tǒng)

本系統(tǒng)設(shè)計(jì)如圖1 所示，包括補(bǔ)水信號(hào)采集，邏輯控制器，人機(jī)界面，數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析和報(bào)警單元。 其中，補(bǔ)水信號(hào)采集的信號(hào)檢測(cè)裝置檢測(cè)補(bǔ)水泵啟停狀態(tài)， 信號(hào)采集的繼電器使用型號(hào)為MY2NJ， 信號(hào)采集的信號(hào)輸出端連接控制器的補(bǔ)水信號(hào)輸入端，控制器使用型號(hào)為S7214；控制器通訊接口與人機(jī)界面設(shè)備通信接口連接，人機(jī)界面使用工控機(jī)；信號(hào)、數(shù)據(jù)處理、報(bào)警使用軟件為ifix2.6，vb。

補(bǔ)水泵運(yùn)行時(shí)， 補(bǔ)水信號(hào)傳遞給PLC，PLC 對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理， 通過(guò)工業(yè)以太網(wǎng)通訊將信號(hào)傳送至SCADA 服務(wù)器， 通過(guò)SCADA 服務(wù)器將I/O 信號(hào)轉(zhuǎn)換成IFIX 的數(shù)據(jù)標(biāo)簽。 在工控機(jī)上使用IFIX 軟件做出補(bǔ)水泵的監(jiān)控畫面，提取補(bǔ)水信號(hào)的數(shù)據(jù)標(biāo)簽，把補(bǔ)水泵的運(yùn)行狀態(tài)顯示在工控機(jī)上，使用vb 腳本對(duì)補(bǔ)水泵運(yùn)行的時(shí)間、次數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，超出正常狀態(tài)顯示報(bào)警信息。

具體來(lái)講，補(bǔ)水信號(hào)就是補(bǔ)水泵的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)。 現(xiàn)有的補(bǔ)水泵補(bǔ)水設(shè)施是一個(gè)穩(wěn)壓裝置，控制柜上有一個(gè)控制模塊，檢測(cè)罐內(nèi)的壓力并根據(jù)罐的壓力對(duì)泵進(jìn)行控制。 在控制模塊上可以對(duì)泵的啟停壓力進(jìn)行設(shè)置，設(shè)置的啟動(dòng)壓力為0.3mpa，停止壓力為0.35mpa。 補(bǔ)水泵根據(jù)穩(wěn)壓罐的壓力大小來(lái)開啟和停止，完成冷凍水系統(tǒng)的補(bǔ)水。 在具體的實(shí)施中，信號(hào)采集的繼電器連接補(bǔ)水泵接觸器的輔助常開觸點(diǎn)， 繼電器的常開觸點(diǎn)連接控制器的數(shù)字信號(hào)輸入端例如DI0.1。 這樣，當(dāng)補(bǔ)水泵運(yùn)行時(shí)常開觸點(diǎn)閉合，信號(hào)采集的繼電器帶電，其常開觸點(diǎn)閉合，控制器數(shù)字輸入信號(hào)為1，這樣補(bǔ)水泵運(yùn)行狀態(tài)就傳送到了控制器上。 在控制器內(nèi)寫上語(yǔ)句， 把輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換成輸出信號(hào)例如Q3.0 為1。 相反，當(dāng)補(bǔ)水泵停止運(yùn)行時(shí)，信號(hào)采集繼電器不帶電，其常開觸點(diǎn)不動(dòng)作，控制器的輸入信號(hào)為0，輸出信號(hào)也為0。 把補(bǔ)水信號(hào)采集到控制器上后， 通過(guò)數(shù)據(jù)通訊軟件， 把數(shù)據(jù)采集到人機(jī)界面上。 人機(jī)界面軟件采用ifix，在ifix 的數(shù)據(jù)標(biāo)簽庫(kù)內(nèi)，添加補(bǔ)水泵狀態(tài)標(biāo)簽，新建一個(gè)畫面，做出補(bǔ)水系統(tǒng)的畫面流程，添加補(bǔ)水泵的運(yùn)行趨勢(shì)圖，報(bào)警單元及運(yùn)行記錄。 運(yùn)行趨勢(shì)圖直觀地反映補(bǔ)水泵每次啟動(dòng)的間隔及每次運(yùn)行的時(shí)間， 運(yùn)行記錄是文字記錄補(bǔ)水泵的啟動(dòng)時(shí)間點(diǎn)和運(yùn)行的時(shí)間， 報(bào)警單元對(duì)補(bǔ)水泵運(yùn)行的異常情況進(jìn)行報(bào)警， 異常情況包括補(bǔ)水泵啟動(dòng)頻繁和啟動(dòng)后運(yùn)行的時(shí)間長(zhǎng)。

3 實(shí)施效果

使用制冷機(jī)冷凍水補(bǔ)水監(jiān)控系統(tǒng)， 在制冷機(jī)運(yùn)行期間，系統(tǒng)自動(dòng)統(tǒng)計(jì)補(bǔ)水泵運(yùn)行時(shí)間、 補(bǔ)水泵運(yùn)行次數(shù)并自動(dòng)發(fā)出補(bǔ)水量過(guò)大的報(bào)警。 操作人員能及時(shí)清楚補(bǔ)水泵的運(yùn)行狀態(tài)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)冷凍水母管及支路的泄漏問(wèn)題。 經(jīng)過(guò)三個(gè)月的運(yùn)行，操作人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)漏水現(xiàn)象四次，其中一次是有人誤開，兩次是管道閥門泄漏，一次為管道有漏點(diǎn)。 冷凍水補(bǔ)水監(jiān)控系統(tǒng)解決了冷凍水系統(tǒng)發(fā)生泄漏無(wú)法及時(shí)判斷的問(wèn)題， 冷凍水補(bǔ)水監(jiān)控系統(tǒng)投入使用后，降低了水資源的浪費(fèi)，降低了卷煙能源單箱消耗。

[1]吳順鵬.組態(tài)軟件上位監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開發(fā)[J].科技信息，2008，21:67-68.

[2]楊衛(wèi)東.基于PLC 和組態(tài)軟件的高溫高壓染色機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].南通職業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2007，21（3）：88-91.