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典型方案

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PLC和HMI在水源熱泵自動控制系統設計實例
發布人:电竞投注竞彩app水源熱泵   發布時間:2020-1-10

    水源熱泵以其高效節能、運行穩定可靠、屬于可再生能源、環境效益顯著、一機多用、自動控制程度高、使用壽命可達20年以上、占地面積小等諸多優勢,得到許多廠家應用。

    對水源熱泵而言,用可編程控制器(即PLC)和人機界面觸摸屏(即HMI)自動控制系統較之接觸器-繼電器自動控制系統,硬件系統簡潔明了、軟件系統得天獨厚。

制熱系統結構

    在與用戶商談時,把水源熱泵冬季供熱,夏季也可以制冷的特點給予敘述,但用戶說北方夏季高溫的情況也就15-20天,不需制冷,但冬天季節時間長,保證有效供暖即可。水源熱泵系統冬季工作時,地下水由潛水泵抽上來經過水源熱泵機組制冷介質蒸發器和冷凝器,通過少量的高位電能輸人,實現低位熱能向高位熱能轉移。

    熱泵側循環水,由用戶末端設備回來的35℃~40℃的水,經過水源熱泵機組再制備成50℃的熱水送到用戶末端設備進行制熱采暖。取熱后的地下水通過回灌井返回到地下。為節省篇幅,請見圖1所示,“水源熱泵熱水機組制熱實際系統圖”。

自控系統主電路設計

    本水源熱泵自控系統包括主電路設計、控制電路設計。主電路設計包括熱水泵主電路,冷水泵1/2主電路,壓縮機主電路。主電路需完成的功能由熱水泵啟動及運轉;冷水泵1和2啟動及運轉;壓縮機啟動及運轉。

    壓縮機啟動為四級有級調節,星-角啟動,并有四個能量電磁閥組成。其分別是25%電磁閥、50%電磁閥、75%電磁閥、100%電磁閥。其中,25%電磁閥為卸荷閥,其余為增加能量電磁閥。為保護壓縮機設置噴液電磁閥、油位電磁閥、壓縮機加熱電磁閥。請見圖2所示“水源熱泵制熱機組主電路圖”。

自控系統控制電路設計

    本水源熱泵自控系統包括控制回路電器設計,PLC硬件系統設計,PLC和HMI的軟件設計。

1控制回路電器、PLC及HMI硬件系統設計

    根據PLC控制點數統計,及本著夠用且實用的原則,選擇韓國LGK7M-DR40U的PLC一套及G7F-RD2A四路模擬輸入、輸出擴展模塊2套;LG PMU-330偽彩,5.7英寸觸摸屏1塊。

2 PLC和HMI系統的硬件設計

    PLC雖然抗干擾能力很強,但設計時還應該考慮電磁干擾,在控制電源回路里加上濾波器,保證PLC有良好的接入電源。為節省篇幅,PLC和HMI的硬件設計見圖3所示的水源熱泵機組系統PLC硬件圖。

3 PLC及HMI系統程序軟件設計

    PLC與觸摸屏HMI通過RS232C連接,觸摸屏HMI可實時顯示和監控設備的運行狀態,并且只需輕觸觸摸屏屏幕地相應位置即可向PLC發出指令和數據,再通過PLC完成對設備的控制,可制成多幅監控畫面。

    實際上,軟件設計就是根據項目的工藝條件而設計完成的。軟件設計的好還取決于對工藝的透切理解、以及面對對象多層次的保護。為節省篇幅,PLC的程序設計見圖4所示:PLC及HMI程序框圖。

結語

    水源熱泵項目為吉林梅河口7800平米的中小商場供暖立項,對這個項目,本人初使的設計構思,就是設計復雜,但操作極其簡單,維護簡便。現在從水源熱泵的主電路設計、控制電路設計、PLC和觸摸屏HMI的設計均實現了水源熱泵制熱機組的工藝條件,運轉良好。該項目的成功實施,也帶動了水源熱泵在周邊地區的進展,使之成為帶標志性的項目。

(編自《電氣技術》,作者為李剛。)

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