動(dòng)力設(shè)備自動(dòng)控制系統(tǒng)
公用動(dòng)力設(shè)備是工業(yè)企業(yè)、工業(yè)園區(qū)以及大型公共建筑物正常運(yùn)營(yíng)必配的機(jī)電基礎(chǔ)設(shè)施，負(fù)責(zé)為生產(chǎn)過程提供動(dòng)力能源保障和適宜的建筑環(huán)境，同時(shí)也是重點(diǎn)耗能設(shè)備。動(dòng)力設(shè)備集中控制系統(tǒng)采取“分散控制、集中管理、綜合監(jiān)控”方式，實(shí)現(xiàn)公用動(dòng)力設(shè)備自動(dòng)化運(yùn)行、節(jié)能控制、故障診斷和遠(yuǎn)程集中管理，是企業(yè)維持正常運(yùn)營(yíng)和節(jié)能減排的重要支撐性系統(tǒng)之一。
動(dòng)力設(shè)備集中控制系統(tǒng)基于成熟的自控技術(shù)和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，為分散的公用動(dòng)力設(shè)備配置現(xiàn)場(chǎng)自控系統(tǒng)，并通過工業(yè)級(jí)自控網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通訊、系統(tǒng)集成和集中管理。根據(jù)不同的應(yīng)用場(chǎng)合和用戶需求，自控系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)控制站可選擇工業(yè)級(jí)PLC控制器和樓宇級(jí)DDC控制器。
本公司提供的動(dòng)力設(shè)備集中控制系統(tǒng)的控制對(duì)象包括：中央空調(diào)系統(tǒng)、制冷系統(tǒng)、鍋爐熱力站、空壓站、真空站、除塵系統(tǒng)、給排水系統(tǒng)、照明系統(tǒng)等。
動(dòng)力設(shè)備集中管理層主要由操作員站（上位機(jī)）、SCADA數(shù)采服務(wù)器、工程師站、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器、監(jiān)控組態(tài)軟件等組成，實(shí)現(xiàn)各動(dòng)力設(shè)備子系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)監(jiān)測(cè)、設(shè)定值參數(shù)調(diào)整、故障監(jiān)測(cè)、遠(yuǎn)程啟停操作、通訊集成、報(bào)表報(bào)告管理等功能。
操作員站為各動(dòng)力設(shè)備子系統(tǒng)提供操作管理人機(jī)界面，包括動(dòng)力設(shè)備和系統(tǒng)工藝流程圖顯示、平面圖顯示、故障報(bào)警顯示、趨勢(shì)圖顯示、參數(shù)設(shè)定值調(diào)整、設(shè)備遠(yuǎn)程啟停控制、日歷表規(guī)劃、報(bào)表、報(bào)告等功能。工程師站為授權(quán)工程師提供軟件程序修改、重新組態(tài)等功能。
集中監(jiān)控層采用C/S與B/S相結(jié)合的模式。C/S模式下，通過多臺(tái)操作員站（上位機(jī)），由操作人員負(fù)責(zé)監(jiān)控管理各動(dòng)力設(shè)備子系統(tǒng)的設(shè)備運(yùn)行。B/S模式下，系統(tǒng)對(duì)外提供WEB發(fā)布功能，允許授權(quán)用戶在全廠網(wǎng)絡(luò)連接到的任何地方查看各動(dòng)力設(shè)備子系統(tǒng)的過程參數(shù)、流程圖形和統(tǒng)計(jì)分析數(shù)據(jù)。
1. 動(dòng)態(tài)流程圖監(jiān)控界面
在監(jiān)控上位機(jī)以全中文3D圖形界面監(jiān)控各動(dòng)力子系統(tǒng)主設(shè)備、輔聯(lián)設(shè)備、電機(jī)、管道、電控閥等器件的當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)和運(yùn)行參數(shù)。動(dòng)態(tài)顯示系統(tǒng)流程及單臺(tái)主機(jī)、輔聯(lián)設(shè)備的模擬運(yùn)行畫面，按設(shè)備工藝流程將單臺(tái)主機(jī)設(shè)備、輔聯(lián)設(shè)備的實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)和各測(cè)控點(diǎn)實(shí)時(shí)參數(shù)進(jìn)行顯示，數(shù)據(jù)刷新時(shí)間按“秒”級(jí)設(shè)計(jì)（可調(diào)）。根據(jù)底層設(shè)備控制系統(tǒng)監(jiān)控點(diǎn)的設(shè)置，界面上顯示參數(shù)包括：
系統(tǒng)實(shí)時(shí)運(yùn)行參數(shù)：空氣溫濕度、管道溫度、壓力、壓差、流量、液位、調(diào)節(jié)閥開度、風(fēng)機(jī)或電機(jī)運(yùn)行頻率、變頻器內(nèi)部通訊集成參數(shù)等；
設(shè)備實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)：以動(dòng)畫形式顯示被控設(shè)備主機(jī)設(shè)備、輔聯(lián)設(shè)備、管道氣流或水（汽）流等運(yùn)行狀態(tài)。
設(shè)備運(yùn)行故障：以顏色、文本等顯示被控設(shè)備主機(jī)設(shè)備和輔聯(lián)設(shè)備的故障信息（故障位置、故障原因等），提醒運(yùn)維人員及時(shí)對(duì)設(shè)備維修。
參數(shù)設(shè)定值修改：流程圖界面為授權(quán)操作人員提供參數(shù)設(shè)定值修改功能，包括空氣溫濕度設(shè)定值，管道溫度、壓力、流量設(shè)定值等。設(shè)定值可預(yù)設(shè)上下限閾值范圍。
設(shè)備遠(yuǎn)程啟?？刂疲?/span>流程圖界面為授權(quán)操作人員提供設(shè)備遠(yuǎn)程啟?？刂乒δ?，并預(yù)設(shè)安全聯(lián)鎖啟停順序。
流程圖監(jiān)控界面可根據(jù)操作員角色、管理權(quán)限進(jìn)行定制化人機(jī)界面設(shè)計(jì)，讓操作人員、管理人員、維護(hù)人員及時(shí)了解不同崗位職責(zé)所關(guān)注的監(jiān)控內(nèi)容。
2. 參數(shù)趨勢(shì)圖管理
操作員站對(duì)各動(dòng)力子系統(tǒng)的設(shè)備運(yùn)行參數(shù)以趨勢(shì)圖、棒圖等形式顯示。根據(jù)相互關(guān)聯(lián)的運(yùn)行參數(shù)分析系統(tǒng)能效狀態(tài)、故障征兆，建立系統(tǒng)預(yù)警和預(yù)防性維護(hù)機(jī)制。
實(shí)時(shí)趨勢(shì)圖：實(shí)時(shí)顯示各工藝參數(shù)的變化趨勢(shì)，如流量、溫度、濕度、壓力、電流、頻率、液位、調(diào)節(jié)閥開度等，有助運(yùn)行操作人員和管理人員實(shí)時(shí)掌握生產(chǎn)工藝參數(shù)變化情況。
歷史趨勢(shì)圖：選擇顯示參數(shù)設(shè)定保存時(shí)間內(nèi)任一時(shí)間段的變化趨勢(shì)。
棒圖：以柱狀圖將參數(shù)SP（設(shè)定值）和PV（反饋值）形象的顯示出來，并可根據(jù)實(shí)際需要在允許的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)SP值。
3. 故障報(bào)警管理功能
設(shè)備故障及有關(guān)參數(shù)超限診斷和報(bào)警、網(wǎng)絡(luò)（總線、節(jié)點(diǎn)、器件）故障診斷及報(bào)警，發(fā)出聲光報(bào)警和中文信息提示，報(bào)出機(jī)組名稱、編號(hào)、位置、設(shè)備發(fā)生故障日期、時(shí)間等。
報(bào)警級(jí)別管理：根據(jù)報(bào)警內(nèi)容嚴(yán)重程度，按人身安全、事故、故障、預(yù)警、提示等級(jí)區(qū)別對(duì)待，通過不同顏色、報(bào)警提示音等加以區(qū)別。
實(shí)時(shí)報(bào)警管理：以自動(dòng)彈出報(bào)警窗口、置頂報(bào)警摘要條閃爍等形式實(shí)時(shí)顯示當(dāng)前出現(xiàn)的報(bào)警信息，定位報(bào)警日期、時(shí)間、地點(diǎn)、內(nèi)容描述、確認(rèn)情況和值班班次等內(nèi)容。故障報(bào)表可打印，供檢修人員參考，以加強(qiáng)生產(chǎn)安全性并提高設(shè)備利用率。
歷史報(bào)警管理：主要?dú)w檔記錄設(shè)定時(shí)間內(nèi)的所有報(bào)警信息，以備查看分析。
制冷站為生產(chǎn)工房、辦公樓宇的中央空調(diào)末端機(jī)組提供集中冷源，冷凍供回水溫度一般為7℃/12℃。隨著生產(chǎn)車間負(fù)荷和室外氣象參數(shù)的變化，以及室內(nèi)溫濕度設(shè)定值的調(diào)整，制冷站的冷水機(jī)組運(yùn)行臺(tái)數(shù)、冷凍水流量、冷凍供水溫度應(yīng)進(jìn)行自動(dòng)化調(diào)節(jié)，以滿足空調(diào)末端系統(tǒng)對(duì)空氣進(jìn)行降溫、除濕的工藝要求，并最大限度地節(jié)省制冷站的運(yùn)行能耗。
制冷站自控系統(tǒng)在本地配置PLC控制站和現(xiàn)場(chǎng)觸摸屏，PLC控制站和現(xiàn)場(chǎng)觸摸屏就近接入動(dòng)力設(shè)備集控系統(tǒng)主干環(huán)網(wǎng)上的網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)。制冷站PLC控制柜內(nèi)配置設(shè)備層交換機(jī)，制冷站內(nèi)的水泵、冷卻塔風(fēng)機(jī)變頻器通過PROFINET接口接入設(shè)備層交換機(jī)，實(shí)現(xiàn)與PLC控制站聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行。PLC控制站配置ModBus-RTU通訊模塊，實(shí)現(xiàn)與冷水機(jī)組自帶控制器通訊集成。
1. 監(jiān)測(cè)功能及數(shù)據(jù)采集
每臺(tái)冷水機(jī)組冷凍供回水溫度、流量、壓力監(jiān)測(cè)；
制冷站分集水器溫度、壓力監(jiān)測(cè)；
制冷站分集水器上各供回水支路上溫度、壓力、流量監(jiān)測(cè)；
每臺(tái)冷水機(jī)組冷卻供回水溫度、流量、壓力監(jiān)測(cè)；
制冷站冷卻水總管上供回水溫度、壓力監(jiān)測(cè)；
室外大氣溫濕度參數(shù)監(jiān)測(cè)；
每臺(tái)冷水機(jī)組、冷凍水泵、冷卻水泵、冷卻塔風(fēng)扇運(yùn)行狀態(tài)及故障狀態(tài)監(jiān)測(cè)；
冷卻塔水池或集中回水箱液位監(jiān)測(cè)；
每臺(tái)冷水機(jī)組冷凍水、冷卻水回路電動(dòng)蝶閥開度監(jiān)測(cè)；
制冷站分集水器旁通電動(dòng)調(diào)節(jié)閥開度監(jiān)測(cè)；
制冷站冷卻水回路旁濾器壓差狀態(tài)監(jiān)測(cè)；
冷卻塔補(bǔ)水電動(dòng)調(diào)節(jié)閥開度監(jiān)測(cè)；
制冷站自控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖
2. 通訊集成
與每臺(tái)冷水機(jī)組自帶控制器（ModBus-RTU等）通訊集成，讀取冷水機(jī)組內(nèi)部運(yùn)行參數(shù)，并實(shí)現(xiàn)冷凍供水溫度再設(shè)定功能。冷水機(jī)組內(nèi)部運(yùn)行參數(shù)包括：蒸發(fā)溫度和壓力、冷凝溫度和壓力、油槽溫度和油泵壓差、壓縮機(jī)馬達(dá)電流/電壓和電流百分比、機(jī)組運(yùn)行時(shí)間和啟停次數(shù)、機(jī)組運(yùn)行故障信息等；
與冷凍泵、冷卻泵變頻器通訊集成，讀取變頻器內(nèi)部運(yùn)行參數(shù)，并實(shí)現(xiàn)水泵變頻控制。變頻器內(nèi)部運(yùn)行參數(shù)包括：電流、電壓、頻率、功率、功率因數(shù)、累計(jì)消耗電能、單位時(shí)間能耗、累計(jì)運(yùn)行時(shí)間、上電次數(shù)、散熱器溫度、轉(zhuǎn)矩、加減速時(shí)間、本地遠(yuǎn)程狀態(tài)、故障信息等；
與制冷站流量計(jì)（ProfiBus-PA/DP、ModBus-RTU等）通訊集成，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、顯示每臺(tái)流量計(jì)的瞬時(shí)流量、累計(jì)流量等參數(shù)。
3. 控制功能
制冷站主機(jī)設(shè)備及輔聯(lián)設(shè)備按正確的邏輯順序自動(dòng)啟停控制：開機(jī)時(shí)，先啟動(dòng)冷凍水和冷卻水回路設(shè)備（水泵、電動(dòng)蝶閥、冷卻塔風(fēng)扇等），再啟動(dòng)冷水機(jī)組；停機(jī)時(shí)，先停冷水機(jī)組，再停
冷凍水和冷卻水回路設(shè)備；
冷水機(jī)組運(yùn)行臺(tái)數(shù)節(jié)能群控：根據(jù)空調(diào)末端側(cè)負(fù)荷實(shí)際需求及預(yù)測(cè)需求，自動(dòng)投入冷水機(jī)組運(yùn)行臺(tái)數(shù)，保證每臺(tái)冷水機(jī)組在最佳能效范圍內(nèi)運(yùn)行；
冷水機(jī)組變冷凍供水溫度節(jié)能控制：根據(jù)空調(diào)末端側(cè)對(duì)除濕露點(diǎn)溫度需求或降溫需求，自動(dòng)調(diào)節(jié)冷水機(jī)組的冷凍供水溫度（質(zhì)調(diào)節(jié)），實(shí)現(xiàn)冷水機(jī)組運(yùn)行節(jié)能；
冷凍水泵變頻變流量節(jié)能控制：根據(jù)空調(diào)末端側(cè)最遠(yuǎn)端表冷器供回水壓差需求或制冷站供回水總管溫差需求，自動(dòng)調(diào)節(jié)冷凍水泵的運(yùn)行頻率。通過分集水器旁通電動(dòng)閥調(diào)節(jié)，保證冷水機(jī)組最低流量需求；
冷卻水泵、冷卻塔風(fēng)扇變頻節(jié)能控制：在冷水機(jī)組獲取最優(yōu)冷凝溫度的范圍內(nèi)，自動(dòng)調(diào)節(jié)冷凍水泵、冷卻塔風(fēng)扇的運(yùn)行頻率。
冷卻水系統(tǒng)或冷卻塔水池液位恒壓補(bǔ)水自動(dòng)控制；
備用設(shè)備自動(dòng)投入控制：當(dāng)值班設(shè)備（如：水泵、冷水機(jī)組）出現(xiàn)故障后，備用設(shè)備自動(dòng)投入運(yùn)行。
4. 集中制冷站監(jiān)控原理圖
5. 地源熱泵系統(tǒng)監(jiān)控原理圖
鍋爐熱力站為工藝生產(chǎn)線、中央空調(diào)末端機(jī)組提供集中熱源（蒸汽或高溫?zé)崴┖陀酂峄厥障到y(tǒng)，是企業(yè)能源管理體系中節(jié)能降耗工作重點(diǎn)關(guān)注的對(duì)象之一。目前，工業(yè)企業(yè)一般采用燃?xì)馐秸羝仩t，鍋爐額定供汽壓力一般為1.0～1.3MPa。鍋爐自帶智能控制系統(tǒng)，對(duì)鍋爐本體的燃燒系統(tǒng)、給水系統(tǒng)、煙氣排放余熱回收裝置進(jìn)行自動(dòng)化調(diào)節(jié)。
鍋爐熱力站控制系統(tǒng)主要完成鍋爐及其輔聯(lián)設(shè)備的節(jié)能均衡群控、運(yùn)行狀態(tài)及故障狀態(tài)監(jiān)測(cè)、能源計(jì)量等功能。鍋爐熱力站的被控輔聯(lián)設(shè)備一般包括：除氧器（含除氧水增壓泵、除氧軟水泵）、軟水供水系統(tǒng)（含軟水箱、軟水泵）、蒸汽凝結(jié)水回收機(jī)組、凝結(jié)水除鐵機(jī)組、定期和連續(xù)排污擴(kuò)容器、汽水換熱機(jī)組等設(shè)備及相關(guān)管路閥門。
1. 監(jiān)測(cè)功能及數(shù)據(jù)采集
每臺(tái)鍋爐的蒸汽流量、天然氣耗量、給水流量監(jiān)測(cè)；
每臺(tái)鍋爐的蒸汽溫度、壓力監(jiān)測(cè)；
鍋爐熱力站分汽缸各供汽支路上壓力、流量監(jiān)測(cè)；
除氧器溫度、壓力、液位及電動(dòng)調(diào)節(jié)閥開度監(jiān)測(cè)；
增壓泵母管壓力、運(yùn)行狀態(tài)及故障狀態(tài)監(jiān)測(cè)；
蒸汽凝結(jié)水回水總管溫度、壓力、流量監(jiān)測(cè)；
汽水換熱機(jī)組一次及二次側(cè)溫度、壓力及一次側(cè)電動(dòng)調(diào)節(jié)閥開度監(jiān)測(cè)；
軟水箱液位、補(bǔ)水電動(dòng)調(diào)節(jié)閥開度監(jiān)測(cè)；
鍋爐熱力站自來水、軟水總管流量監(jiān)測(cè)；
每臺(tái)鍋爐煙氣排放在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（上傳至當(dāng)?shù)丨h(huán)保部門）
鍋爐熱力站自控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖
2. 通訊集成
與每臺(tái)鍋爐自帶控制器（ModBus-RTU、ProfiNet等）通訊集成，讀取鍋爐本體內(nèi)部運(yùn)行參數(shù)。鍋爐本體內(nèi)部運(yùn)行參數(shù)包括：蒸汽壓力、液位、電導(dǎo)率、鍋爐排煙溫度、給水量、產(chǎn)汽量、進(jìn)爐天然氣溫度、故障信息；鍋爐給水泵的手動(dòng)/自動(dòng)模式、運(yùn)行狀態(tài)、故障信息；鍋爐連續(xù)給水調(diào)節(jié)閥的開度狀態(tài)等。
與除氧軟化水恒壓供水機(jī)組自帶控制器通訊集成，采集的參數(shù)包括：軟化水供水總管壓力、供水泵的運(yùn)行狀態(tài)、故障信息等，并與供水泵的變頻器進(jìn)行通訊集成。
與凝結(jié)水余熱回收機(jī)組自帶控制器通訊集成，采集的參數(shù)包括：罐體液位、水泵運(yùn)行狀態(tài)、變頻電機(jī)頻率、水溫、壓力、故障信息等。
與凝結(jié)水除鐵機(jī)組自帶控制器通訊集成，采集的參數(shù)包括：水泵運(yùn)行狀態(tài)、電動(dòng)調(diào)節(jié)閥開度、壓力、溫度、含鐵濃度、故障信息等。
3. 控制功能
3.1 鍋爐及輔機(jī)設(shè)備的安全聯(lián)動(dòng)控制
根據(jù)分汽缸壓力、流量參數(shù)綜合判斷確定鍋爐負(fù)荷及投切，實(shí)現(xiàn)鍋爐的輪流均衡運(yùn)行和 自動(dòng)切換；當(dāng)鍋爐發(fā)生故障時(shí)，備用鍋爐自動(dòng)投入功能。
鍋爐控制系統(tǒng)與消防報(bào)警、燃?xì)鈭?bào)警等系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)安全聯(lián)鎖控制和報(bào)警控制。
通過控制系統(tǒng)監(jiān)測(cè)的供汽壓力、鍋爐液位、除氧器液位、天然氣濃度、管道閥門狀態(tài)等鍋爐安全運(yùn)行的保障條件，不滿足安全條件時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)切換為禁止?fàn)顟B(tài)；不滿足運(yùn)行條件時(shí)，按系統(tǒng)安全聯(lián)鎖啟?？刂?；鍋爐控制系統(tǒng)內(nèi)的軟水處理系統(tǒng)、除氧器系統(tǒng)、連續(xù)排污系統(tǒng)、定時(shí)排污系統(tǒng)自動(dòng)控制，直至滿足鍋爐啟動(dòng)的前提條件。
3.2 鍋爐及輔機(jī)設(shè)備最優(yōu)節(jié)能群控
鍋爐房本地控制中心
每臺(tái)鍋爐的供汽壓力由鍋爐本體自帶控制器完成，并實(shí)現(xiàn)燃?xì)庾詣?dòng)檢漏、爐膛煙氣自動(dòng)吹掃、燃?xì)怆妱?dòng)閥門和風(fēng)門開度、風(fēng)機(jī)變頻等自動(dòng)控制和安全運(yùn)行，以達(dá)到燃燒的最佳效果。鍋爐供給壓力超過設(shè)定值后，燃燒器自動(dòng)停止燃燒，鍋爐其他自動(dòng)控制功能仍舊處于正常工作狀態(tài)，對(duì)鍋爐進(jìn)行控制和保護(hù)，鍋爐繼續(xù)供汽，當(dāng)蒸汽壓力低于設(shè)定值后，燃燒自動(dòng)啟動(dòng)，鍋爐正常運(yùn)行、供汽。
鍋爐節(jié)能群控運(yùn)算圖
針對(duì)多臺(tái)臺(tái)鍋爐系統(tǒng)群控，制定如下節(jié)能群控策略：
1）蒸汽壓力供應(yīng)需求（Header Pressure Demand，HPD）
HPD = f（△P）
式中：△P=高壓分汽缸實(shí)測(cè)壓力－高壓分汽缸壓力設(shè)定值
2）蒸汽流量供應(yīng)需求（Steam Consumption Demand，SCD）
SCD = 蒸汽供應(yīng)實(shí)測(cè)總流量÷四臺(tái)鍋爐額定設(shè)計(jì)總流量
3）蒸汽供應(yīng)需求（Overall Demand）：取HPD、SCD中的最大值。
4）鍋爐節(jié)能群控運(yùn)算圖（以四臺(tái)鍋爐群控為案例）：
圖中：
P1—1號(hào)鍋爐滿負(fù)荷時(shí)對(duì)應(yīng)的蒸汽需求值（Demand），取40%
P2—2號(hào)鍋爐滿負(fù)荷時(shí)對(duì)應(yīng)的蒸汽需求值（Demand），取60%
P3—3號(hào)鍋爐滿負(fù)荷時(shí)對(duì)應(yīng)的蒸汽需求值（Demand），取80%
P4—4號(hào)鍋爐滿負(fù)荷時(shí)對(duì)應(yīng)的蒸汽需求值（Demand），取100%
L2—1號(hào)鍋爐滿負(fù)荷時(shí)，2號(hào)鍋爐未投入運(yùn)行的余量，取40%
L3—2號(hào)鍋爐滿負(fù)荷時(shí)，3號(hào)鍋爐未投入運(yùn)行的余量，取40%
L4—3號(hào)鍋爐滿負(fù)荷時(shí)，4號(hào)鍋爐未投入運(yùn)行的余量，取40%
A1、A2、A3、A4：1至4號(hào)鍋爐投入運(yùn)行時(shí)對(duì)應(yīng)的蒸汽需求臨界值（Demand）。
其中A1=0，A2/A3/A4計(jì)算公式如下：
4. 鍋爐熱力站監(jiān)控原理圖
壓縮空氣是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)過程中一種必不可少的動(dòng)力能源。空壓系統(tǒng)一般由空壓機(jī)組、干燥機(jī)組、儲(chǔ)氣罐、分氣缸、冷卻水系統(tǒng)等組成。隨著生產(chǎn)車間對(duì)壓縮空氣壓力和流量的需求變化，空壓站的空壓機(jī)組、干燥機(jī)組的運(yùn)行臺(tái)數(shù)、或運(yùn)行頻率應(yīng)進(jìn)行自動(dòng)化調(diào)節(jié)，以滿足生產(chǎn)末端對(duì)壓縮空氣壓力和流量的工藝要求，并最大限度地節(jié)省空壓站的運(yùn)行能耗。
空壓站自控系統(tǒng)在本地配置PLC控制站和現(xiàn)場(chǎng)觸摸屏，將其就近接入動(dòng)力設(shè)備集控系統(tǒng)主干環(huán)網(wǎng)上的網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)?？諌赫綪LC控制柜內(nèi)配置設(shè)備層交換機(jī)，空壓站內(nèi)的水泵、冷卻塔風(fēng)機(jī)變頻器通過PROFINET接口接入設(shè)備層交換機(jī)，實(shí)現(xiàn)與PLC控制站聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行。PLC控制站配置ModBus-RTU通訊模塊，實(shí)現(xiàn)與空壓機(jī)組、干燥機(jī)組自帶控制器通訊集成。
1. 監(jiān)測(cè)功能及數(shù)據(jù)采集
每臺(tái)空壓機(jī)組供氣管（或儲(chǔ)氣罐）的壓力、流量監(jiān)測(cè)；
每臺(tái)干燥機(jī)組出口空氣露點(diǎn)溫度監(jiān)測(cè)；
每臺(tái)空壓機(jī)組出口管路上粗過濾器、每臺(tái)干燥機(jī)組出口管路上精過濾器壓差監(jiān)測(cè)；
每臺(tái)空壓機(jī)組、干燥機(jī)組供氣管路上電動(dòng)蝶閥開度監(jiān)測(cè)；
冷卻供回水總管上溫度、壓力，以及每臺(tái)空壓機(jī)組冷卻出水溫度監(jiān)測(cè)；
每臺(tái)空壓機(jī)組、干燥機(jī)組冷卻水回路電動(dòng)蝶閥開度監(jiān)測(cè)；
每臺(tái)空壓機(jī)組、干燥機(jī)組、冷卻水泵、冷卻塔風(fēng)扇運(yùn)行狀態(tài)及故障狀態(tài)監(jiān)測(cè)；
冷卻塔水池或集中回水箱液位監(jiān)測(cè)；
冷卻塔補(bǔ)水電動(dòng)調(diào)節(jié)閥開度監(jiān)測(cè)；
空壓站自控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖
2. 通訊集成
與每臺(tái)空壓機(jī)組、干燥機(jī)組自帶控制器（ModBus-RTU等）通訊集成，讀取空壓機(jī)組、干燥機(jī)組內(nèi)部運(yùn)行參數(shù)，并實(shí)現(xiàn)供氣壓力再設(shè)定功能。
與冷卻泵變頻器通訊集成，讀取變頻器內(nèi)部運(yùn)行參數(shù)，并實(shí)現(xiàn)水泵變頻控制。變頻器內(nèi)部運(yùn)行參數(shù)包括：電流、電壓、頻率、功率、功率因數(shù)、累計(jì)消耗電能、單位時(shí)間能耗、累計(jì)運(yùn)行時(shí)間、上電次數(shù)、散熱器溫度、轉(zhuǎn)矩、加減速時(shí)間、本地遠(yuǎn)程狀態(tài)、故障信息等；
與冷卻泵變頻器通訊集成，讀取變頻器內(nèi)部運(yùn)行參數(shù)，并實(shí)現(xiàn)水泵變頻控制。變頻器內(nèi)部運(yùn)行參數(shù)包括：電流、電壓、頻率、功率、功率因數(shù)、累計(jì)消耗電能、單位時(shí)間能耗、累計(jì)運(yùn)行時(shí)間、上電次數(shù)、散熱器溫度、轉(zhuǎn)矩、加減速時(shí)間、本地遠(yuǎn)程狀態(tài)、故障信息等；
3. 控制功能
空壓機(jī)組、干燥機(jī)組及輔聯(lián)設(shè)備安全聯(lián)動(dòng)控制：開機(jī)時(shí)，先啟動(dòng)冷卻水回路設(shè)備（水泵、電動(dòng)蝶閥、冷卻塔風(fēng)扇等），再啟動(dòng)干燥機(jī)組，最后啟動(dòng)空壓機(jī)組；停機(jī)時(shí)，先?？諌簷C(jī)組，再停干
燥機(jī)組，最后停止冷卻水泵和冷卻水回路設(shè)備；
空壓機(jī)組運(yùn)行臺(tái)數(shù)節(jié)能群控：建立空壓機(jī)組群控模型，實(shí)現(xiàn)定頻空壓機(jī)組智能精準(zhǔn)啟停、加卸載以及變頻空壓機(jī)運(yùn)行頻率調(diào)整，保證空壓分氣缸壓力恒定，滿足生產(chǎn)車間用氣需要，實(shí)現(xiàn)空壓站節(jié)能控制；
冷卻水系統(tǒng)自動(dòng)控制功能：
冷卻塔節(jié)能啟?？刂疲寒?dāng)空壓冷卻塔出水溫度低于設(shè)定值時(shí)，冷卻塔風(fēng)機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)；當(dāng)水溫高于設(shè)定值時(shí)，冷卻塔風(fēng)機(jī)開始運(yùn)轉(zhuǎn)。
冷卻水泵變頻節(jié)能控制：根據(jù)冷卻水系統(tǒng)供水壓力對(duì)冷卻水泵進(jìn)行變頻節(jié)能控制。當(dāng)空壓機(jī)臺(tái)數(shù)減少時(shí)，對(duì)應(yīng)空壓機(jī)的冷卻水電動(dòng)蝶閥關(guān)閉，水泵出口總管壓力上升，根據(jù)設(shè)定壓力對(duì)冷卻水泵進(jìn)行變頻控制。
循環(huán)冷卻水箱液位控制及故障報(bào)警：根據(jù)循環(huán)冷水箱液位監(jiān)測(cè)，實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)水箱自動(dòng)補(bǔ)水功能。當(dāng)水箱液位低于下限時(shí)，自動(dòng)打開補(bǔ)水閥；當(dāng)水箱液位高于上限時(shí)，關(guān)閉補(bǔ)水閥。
4. 空壓站監(jiān)控原理圖
真空站為工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)過程提供負(fù)壓空氣，是企業(yè)動(dòng)力能源實(shí)施中常見耗能設(shè)備。真空系統(tǒng)一般由水環(huán)式真空泵、真空緩沖罐、冷卻循環(huán)水泵、冷卻塔、旋風(fēng)除塵器等組成。隨著生產(chǎn)車間對(duì)負(fù)壓空氣壓力和流量的需求變化，真空站的真空泵運(yùn)行臺(tái)數(shù)、或運(yùn)行頻率應(yīng)進(jìn)行自動(dòng)化調(diào)節(jié)，以滿足生產(chǎn)末端對(duì)負(fù)壓空氣壓力和流量的工藝要求，并最大限度地節(jié)省真空站的運(yùn)行能耗。
真空站自控系統(tǒng)在本地配置PLC控制站和現(xiàn)場(chǎng)觸摸屏，PLC控制站和現(xiàn)場(chǎng)觸摸屏就近接入動(dòng)力設(shè)備集控系統(tǒng)主干環(huán)網(wǎng)上的網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)。真空站PLC控制柜內(nèi)配置設(shè)備層交換機(jī)，真空站內(nèi)的真空泵、冷卻水泵、冷卻塔風(fēng)機(jī)變頻器通過PROFINET接口接入設(shè)備層交換機(jī)，實(shí)現(xiàn)與PLC控制站聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行。
1. 監(jiān)測(cè)功能及數(shù)據(jù)采集
每臺(tái)真空泵進(jìn)氣管的壓力、流量監(jiān)測(cè)；
真空站負(fù)壓總管、緩沖罐的壓力，以及旋風(fēng)除塵器的壓差監(jiān)測(cè)；
真空站負(fù)壓總管流量監(jiān)測(cè)；
每臺(tái)真空泵進(jìn)出氣管路上電動(dòng)蝶閥開度監(jiān)測(cè)；
冷卻供回水總管上溫度、壓力，以及每臺(tái)真空泵冷卻出水溫度監(jiān)測(cè)；
每臺(tái)真空泵冷卻水回路電動(dòng)蝶閥開度監(jiān)測(cè)；
每臺(tái)真空泵、冷卻水泵、冷卻塔風(fēng)扇運(yùn)行狀態(tài)及故障狀態(tài)監(jiān)測(cè)；
冷卻塔水池或集中回水箱液位監(jiān)測(cè)；
冷卻塔補(bǔ)水電動(dòng)調(diào)節(jié)閥開度監(jiān)測(cè)；
2. 通訊集成
與真空泵、冷卻泵、冷卻塔風(fēng)扇變頻器通訊集成，讀取變頻器內(nèi)部運(yùn)行參數(shù)，并實(shí)現(xiàn)水泵變頻控制。變頻器內(nèi)部運(yùn)行參數(shù)包括：電流、電壓、頻率、功率、功率因數(shù)、累計(jì)消耗電能、單位時(shí)間能耗、累計(jì)運(yùn)行時(shí)間、上電次數(shù)、散熱器溫度、轉(zhuǎn)矩、加減速時(shí)間、本地遠(yuǎn)程狀態(tài)、故障信息等；
與真空站流量計(jì)（ProfiBus-PA/DP、ModBus-RTU等）通訊集成，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、顯示每臺(tái)流量計(jì)的瞬時(shí)流量、累計(jì)流量等參數(shù)。
3. 控制功能
真空泵及輔聯(lián)設(shè)備安全聯(lián)動(dòng)控制：開機(jī)時(shí)，先啟動(dòng)冷卻水回路設(shè)備（水泵、電動(dòng)蝶閥、冷卻塔風(fēng)扇等），再啟動(dòng)真空泵；停機(jī)時(shí)，先停真空泵，最后停止冷卻水泵和冷卻水回路設(shè)備；
真空泵運(yùn)行臺(tái)數(shù)節(jié)能群控：建立真空泵群控模型，實(shí)現(xiàn)真空泵精準(zhǔn)啟停、加卸載以及變頻節(jié)能調(diào)節(jié)，保證負(fù)壓緩沖罐壓力恒定，滿足生產(chǎn)車間用氣需要，實(shí)現(xiàn)真空站節(jié)能控制；
冷卻水系統(tǒng)自動(dòng)控制功能：
冷卻塔節(jié)能啟?？刂疲嚎諌豪鋮s塔出水溫度低于設(shè)定值時(shí)，冷卻塔風(fēng)機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)；當(dāng)水溫高于設(shè)定值時(shí)，冷卻塔風(fēng)機(jī)開始運(yùn)轉(zhuǎn)。
冷卻水泵變頻節(jié)能控制：根據(jù)冷卻水系統(tǒng)供水壓力對(duì)冷卻水泵進(jìn)行變頻節(jié)能控制。當(dāng)真空泵臺(tái)數(shù)減少時(shí)，對(duì)應(yīng)真空泵冷卻水電動(dòng)蝶閥關(guān)閉，水泵出口總管壓力上升，根據(jù)設(shè)定壓力對(duì)冷卻水泵進(jìn)行變頻控制。
循環(huán)冷卻水箱液位控制及故障報(bào)警：根據(jù)循環(huán)冷水箱液位監(jiān)測(cè)，實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)水箱自動(dòng)補(bǔ)水功能。當(dāng)水箱液位低于下限時(shí)，自動(dòng)打開補(bǔ)水閥；當(dāng)水箱液位高于上限時(shí)，關(guān)閉補(bǔ)水閥。
4. 真空站監(jiān)控原理圖
