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PLC變頻器、觸摸屏在中央空調(diào)節(jié)能改造技術(shù)中的應用

分類：技術(shù)中心 1748人瀏覽 2017-03-13

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某大廈中央空調(diào)為一次泵系統(tǒng)，該大廈冷凍水泵和冷卻水泵電機全年運行，冷卻水和冷卻水溫差約為2度，采用繼電接觸器控制，采用兩臺電機功率為300KW的冷水機組、兩臺電機功率為55KW，電機啟動方式為自耦變頻器降壓啟動的冷凍水泵、兩臺電機功率為75KW的冷卻水泵，電機啟動方式為自耦變頻器降壓啟動的冷去水泵、三座冷卻塔風機，風機功率為5.5KW，電機啟動方式為直接啟動。

該系統(tǒng)存在以下問題：

1、水流量過大使循環(huán)水系統(tǒng)的溫差降低，惡化了主機的工作條件，引起主機熱交換效率下降，造成額外的電能損失。

2、水泵采用自耦變頻器啟動，電機的啟動電流較大，會對供電系統(tǒng)帶來一定沖擊。

3、傳統(tǒng)的水泵起、停控制不能實現(xiàn)軟起、軟停，在水泵啟停時，會出現(xiàn)水錘現(xiàn)角，對管網(wǎng)造成較大沖擊。

PLC變頻器

PLC（ProgrammableLogicController）中文全名為：可編程邏輯控制器，其主要用途是實現(xiàn)取代繼電器的邏輯控制。從本質(zhì)上講，可編程控制器為工業(yè)控制計算機，硬件結(jié)構(gòu)類似于一般微機控制系統(tǒng)，或者說是相同的系統(tǒng)?？删幊绦蚩刂破鞯慕M成部分包含有CPU存儲器，輸入/輸出模塊、編程器和電源等。近些年來，可編程序控制器獲得了快速發(fā)展，逐漸應用于工業(yè)控制裝置中。

中央空調(diào)系統(tǒng)中冷凍主機的負荷能夠感應季節(jié)氣溫變化并進行相應的自動調(diào)節(jié)，而冷凍泵和冷卻泵等與冷凍主機相匹配的設備則不能調(diào)節(jié)，處于100%負載的運行狀況，因此，造成了巨大的能量消耗，也降低運行的環(huán)境和質(zhì)量。變頻技術(shù)不斷發(fā)展并逐漸成熟化，目前研究開發(fā)了結(jié)合變頻器、PLC、數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊、溫度傳感器以及溫度模塊的溫差閉環(huán)自動控制系統(tǒng)，能夠有效實現(xiàn)節(jié)能效果，同時對水泵的輸出流量實現(xiàn)自動調(diào)節(jié)控制。

節(jié)能改造措施

結(jié)合原中央空調(diào)的實際情況，確定水系統(tǒng)節(jié)能改造措施如下：

1、由于系統(tǒng)中冷卻水泵功率為75KW，占主機功率的30%，故對冷卻水系統(tǒng)和冷凍水系統(tǒng)進行變流量改造，在保證機組安全可靠運行的情況下，取得最大化的節(jié)能效果。

2、冷凍水系統(tǒng)的控制方案采用溫差控制方法，因為冷凍水系統(tǒng)的溫差控制適宜用于一次泵定流量的改造，施工較容易，將冷凍水的送回水溫差控制在4.5~5攝氏度。

PLC變頻器

冷凍水控制方法

PLC通過溫度傳感器及溫度模塊將冷凍水的出水溫度和回水溫度讀入PLC,根據(jù)回水和出水的溫度差來控制變頻器的轉(zhuǎn)速，從而調(diào)節(jié)冷凍水的流量，控制熱交換的速度。溫度大，說明室內(nèi)溫度高，應提高冷凍泵的轉(zhuǎn)速，加快熱交換的速度；反之溫差小，則說明室內(nèi)溫度低，可降低冷凍泵的轉(zhuǎn)速，減少冷凍水的循環(huán)速度以降低流量，減緩熱交換的速度，達到節(jié)能目的。

3、冷卻水系統(tǒng)的控制方案也采用定溫差控制方法。因為冷卻水系統(tǒng)定溫差控制的主機性能優(yōu)于冷卻水出水溫度控制，將冷卻水的進出水溫差控制在4.5~5.0度，控制過程與冷凍水類似。

4、由于冷卻塔風機的額定功率為5.5KW，故不考慮對風機進行變頻調(diào)速。

5、兩臺冷卻水泵M1、M2和兩臺冷凍水泵M3\M4的轉(zhuǎn)速控制采用變頻器改造。正常情況下，系統(tǒng)運行在變頻節(jié)能的狀態(tài)，其上限運行頻率50HZ，下限為30；當節(jié)能系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，可啟動原水泵的控制回路使電機投入工頻運行；在變頻節(jié)能狀態(tài)下可以自動調(diào)節(jié)頻率，也可以手動調(diào)節(jié)頻率。兩臺冷凍水泵（或冷卻水泵）可進行手動輪換。

采用觸摸屏+PLC變頻器的控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如下圖所示，詳細解說請觀看視頻，視頻以冷卻水泵為例，介紹節(jié)能改造控制系統(tǒng)。

節(jié)能改造控制系統(tǒng)的功能結(jié)構(gòu)圖