制冷機冷凍水補水監(jiān)控系統(tǒng)設計

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)域的降溫是通過將制冷機產(chǎn)生的冷凍水送到空調表冷器和全廠各終端風機盤管實現(xiàn)。 因為企業(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，在設計系統(tǒng)中必須有冷凍水補水設備。 正常情況下，冷凍水系統(tǒng)水量和水壓是穩(wěn)定的，補水系統(tǒng)不啟動。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，補水系統(tǒng)開始工作，特別是當管網(wǎng)有泄漏時，補水系統(tǒng)頻繁啟動。

目前，國內大多數(shù)卷煙企業(yè)的制冷系統(tǒng)控制實現(xiàn)了集中監(jiān)控，底層是PLC 對現(xiàn)場控制，同時將底層數(shù)據(jù)采集通過工業(yè)以太網(wǎng)上傳到上位數(shù)據(jù)庫，對實時數(shù)據(jù)進行分析處理，實現(xiàn)遠程監(jiān)控的目的。 但很多企業(yè)在系統(tǒng)設計時只考慮如何保證系統(tǒng)能夠正常補水，沒有考慮將補水信息上傳到上位機，也沒有對補水信息進行統(tǒng)計分析，判斷補水系統(tǒng)是否正常工作，管網(wǎng)是否有泄漏，缺少報警機制，操作人員很難掌握補水信息。

1 解決方案

通過將補水系統(tǒng)工作狀態(tài)信息傳到上位機，然后對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，做出判斷，發(fā)出報警信號，達到及時發(fā)現(xiàn)和解決問題的目的。補水系統(tǒng)是由兩臺補水泵（一用一備）提供動力，補水泵電力供應由兩個接觸器控制， 分別取這兩個接觸器常開輔助觸點，接到PLC 輸入模塊上，對輸入信號進行處理，將補水信息通過工業(yè)以太網(wǎng)上傳到遠程數(shù)據(jù)庫。然后通過編寫軟件，對上傳到實時數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計、分析，形成統(tǒng)計報表、統(tǒng)計分析圖供運行人員查看。同時設定經(jīng)驗值，系統(tǒng)能發(fā)出不同報警信息，讓操作人員能夠及時發(fā)現(xiàn)和解決問題。 特別是在管網(wǎng)泄漏的情況下，能夠及時發(fā)現(xiàn)，及時處理，達到減少用水和節(jié)約能源的目的。

2 具體實施方式

圖1 制冷冷凍水補給統(tǒng)計報警系統(tǒng)

本系統(tǒng)設計如圖1 所示，包括補水信號采集，邏輯控制器，人機界面，數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析和報警單元。 其中，補水信號采集的信號檢測裝置檢測補水泵啟停狀態(tài)， 信號采集的繼電器使用型號為MY2NJ， 信號采集的信號輸出端連接控制器的補水信號輸入端，控制器使用型號為S7214；控制器通訊接口與人機界面設備通信接口連接，人機界面使用工控機；信號、數(shù)據(jù)處理、報警使用軟件為ifix2.6，vb。

補水泵運行時， 補水信號傳遞給PLC，PLC 對信號進行處理， 通過工業(yè)以太網(wǎng)通訊將信號傳送至SCADA 服務器， 通過SCADA 服務器將I/O 信號轉換成IFIX 的數(shù)據(jù)標簽。 在工控機上使用IFIX 軟件做出補水泵的監(jiān)控畫面，提取補水信號的數(shù)據(jù)標簽，把補水泵的運行狀態(tài)顯示在工控機上，使用vb 腳本對補水泵運行的時間、次數(shù)進行統(tǒng)計，超出正常狀態(tài)顯示報警信息。

具體來講，補水信號就是補水泵的實際運行狀態(tài)。 現(xiàn)有的補水泵補水設施是一個穩(wěn)壓裝置，控制柜上有一個控制模塊，檢測罐內的壓力并根據(jù)罐的壓力對泵進行控制。 在控制模塊上可以對泵的啟停壓力進行設置，設置的啟動壓力為0.3mpa，停止壓力為0.35mpa。 補水泵根據(jù)穩(wěn)壓罐的壓力大小來開啟和停止，完成冷凍水系統(tǒng)的補水。 在具體的實施中，信號采集的繼電器連接補水泵接觸器的輔助常開觸點， 繼電器的常開觸點連接控制器的數(shù)字信號輸入端例如DI0.1。 這樣，當補水泵運行時常開觸點閉合，信號采集的繼電器帶電，其常開觸點閉合，控制器數(shù)字輸入信號為1，這樣補水泵運行狀態(tài)就傳送到了控制器上。 在控制器內寫上語句， 把輸入信號轉換成輸出信號例如Q3.0 為1。 相反，當補水泵停止運行時，信號采集繼電器不帶電，其常開觸點不動作，控制器的輸入信號為0，輸出信號也為0。 把補水信號采集到控制器上后， 通過數(shù)據(jù)通訊軟件， 把數(shù)據(jù)采集到人機界面上。 人機界面軟件采用ifix，在ifix 的數(shù)據(jù)標簽庫內，添加補水泵狀態(tài)標簽，新建一個畫面，做出補水系統(tǒng)的畫面流程，添加補水泵的運行趨勢圖，報警單元及運行記錄。 運行趨勢圖直觀地反映補水泵每次啟動的間隔及每次運行的時間， 運行記錄是文字記錄補水泵的啟動時間點和運行的時間， 報警單元對補水泵運行的異常情況進行報警， 異常情況包括補水泵啟動頻繁和啟動后運行的時間長。

3 實施效果

使用制冷機冷凍水補水監(jiān)控系統(tǒng)， 在制冷機運行期間，系統(tǒng)自動統(tǒng)計補水泵運行時間、 補水泵運行次數(shù)并自動發(fā)出補水量過大的報警。 操作人員能及時清楚補水泵的運行狀態(tài)，及時發(fā)現(xiàn)冷凍水母管及支路的泄漏問題。 經(jīng)過三個月的運行，操作人員及時發(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。 冷凍水補水監(jiān)控系統(tǒng)解決了冷凍水系統(tǒng)發(fā)生泄漏無法及時判斷的問題， 冷凍水補水監(jiān)控系統(tǒng)投入使用后，降低了水資源的浪費，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)設計與開發(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監(jiān)控系統(tǒng)設計[J].南通職業(yè)大學學報，2007，21（3）：88-91.