中央空调PLC改造项目技术方案.docx
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中央空调PLC改造项目技术方案
中央空调PLC改造
技术方案
文档号：
JL09XX
济南钢铁股份有限公司
计量管理处
二○○九年二月
编制人员名单
序号
子项
编制人
审核
科审
1
王庆河
2
3
目录
1概述1
2系统设计目标1
3一期改造方案2
3.1控制需求2
3.2控制设备选型2
3.3控制方案3
4二期改造方案4
4.1控制需求4
4.2控制设备选型4
4.3控制方案5
4.3.1机组PLC功能分配5
4.3.1公共系统控制PLC功能分配5
5设备材料表7
1概述
计量管理处校准实验室中央空调系统于2005年投用，由于种种原因，该系统一直故障较多，由于项目管理不规范，该系统的技术资料不完整，同时作为空调生产厂家的惠康公司也不能提供该套系统的准确资料，给维护工作带来不便。
目前该系统存在的突出问题有两个，一是电控系统采用单片机控制，可靠性差；二是我处的维护人员还不能够掌握该系统维护的基本方法，长期依赖于厂家，增加了一些不必要的费用支出。
为此提出对该系统进行PLC改造，一方面提高电控系统的可靠性，排除原有存在的一些系统隐患。
另一方面采用自有技术改造，有利于掌握系统维护的技术，提高维护的有效性。
2系统设计目标
改造分两期进行，一期对目前存在故障的北侧小机组进行改造，实现该机组工频运行。
二期对三台机组及风管系统进行彻底改造，恢复原有失效的功能，并实现三台机组的联合控制，达到恒温、恒湿及节能运行的控制目标。
3一期改造方案
一期改造采用西门子S7-200PLC，该PLC广泛应用于小型控制，如数控系统、分布式楼宇控制等，功能全面、可靠性高，完全满足空调控制的要求，在空调控制方面有应用的先例。
3.1控制需求
北侧小机组为变频冷暖两用空调，主要控制设备包括2台压缩机、2只四通阀、1只电子膨胀阀、1只旁通电磁阀、1台水泵、1台风扇，主要检测设备包括进水温度、回水温度、环境温度、1、2号盘管温度、1、2号排气温度共7只测温Pt100铂电阻，循环水流开关、1、2号压缩机高、低压开关共5个开关信号。
根据以上需要，系统控制点共DI13点，DO10点，热电阻输入7点。
3.2控制设备选型
为了满足费用支出最小化的要求，CPU拟采用226，该款CPU具有24路开关量入，16路开关量输出，满足开关量输入输出要求。
热电阻温度检测采用相应模块进行，该模块为2点输入，需要采用3只模块。
为了满足显示要求，可以采用TD200中文显示终端，该终端采用PPI通讯与S7200接口，可以实时显示空调运行状况，同时可以进行空调开关机控制、参数设定等功能。
3.3控制方案
根据空调机组控制要求，实现以下控制：
●空调机组控制参数设置及查询；
●人工启停及予约定时开关机控制；
●强制制冷/制热模式及根据环境温度判定的自动制冷/制热模式切换；
●制冷模式开/停机控制；
●制热模式开/停机控制；
●制冷模式下防冻、防过载、冷媒不足保护；
●制热模式下防超温、冷媒不足保护；
●冬季防冻保护；
●自动化霜控制；
●出水/回水温度控制；
●其它检测与保护功能。
4二期改造方案
二期改造将对所有公共系统进行彻底改造，包括1台大机组、2台小机组、风管加湿、除湿机、换新风阀等进行控制。
4.1控制需求
机组控制功能基本同一期要求，可以分别用一台PLC控制。
风管系统控制包括1台除湿机（两台小空调）、2台手动加湿机、1台换风阀、1台回风阀、2台风机控制，还包括总管温度、湿度检测点等控制，可以采用一台PLC控制。
4.2控制设备选型
二期改造，CPU拟采用226，该款CPU具有24路开关量入，16路开关量输出，以保证设备的同类化，另外增加模拟量检测模块235采集电流信号。
其它同一期工程。
系统网络布局图如附图。
4.3控制方案
4只PLC功能按系统耦合最小化进行分配，具体分配方案如下：
4.3.1机组PLC功能分配
三台机组的PLC在公共系统控制PLC的调度下完成各个机组的独立控制功能；主要功能见一期改造中相应内容。
4.3.1公共系统控制PLC功能分配
公共系统控制PLC在完成公共系统设备控制的基础上，还根据总风管温度、湿度情况完成以下控制。
●恒温控制，根据总管温度情况，自动调整和优化三台机组及新风阀的运行，在保证温度恒定和空气清新的前提条件下，实现节能运行。
●新风控制，为满足人员健康需求，需要保持新风比率，为此结合恒温控制，调整供应新风，保证供应均匀。
●恒湿控制，根据总管湿度情况，自动控制加湿机、除湿机的运行，将湿度控制在45-70%区间。
●制冷/制热模式自动切换。
●间歇性轮流除霜控制，确保空调机组不会出现霜冻情况。
●定时开关机控制，确保室温能够在正常作业时间保持在要求的范围内，避免因开机不及时造成无法开展检校作业的情况，同时通过提前停机或降负载措施，充分利用以前的冷/热量，避免不必要的电能损耗。
●定时检修提醒，根据空调系统检修的技术要求，统计系统运行机时数，提醒检修人员及时进行各类检修。
●故障报警及提示，对出现故障的设备给出报警，提醒检修人员进行故障处理。
5设备材料表
一期设备材料表
序号
名称
型号
单价
数量
金额
折扣价
1
CPU224230VAC/24VDC/继电器输出（本机14I/10O）
6ES7214-1BD21-0XB0
2233
1
2233
2
2路热电阻输入
6ES7231-7PB21-0XA0
1659
3
4977
3
TD-200文本显示器
6ES7272-0AA20-0YA0
1309
1
1309
4
附材
1000
1
1000
合计
8519
5111.4
二期设备材料表
序号
名称
型号
单价
数量
金额
折扣价
1
CPU226230VAC/24VDC/继电器输出（本机14I/10O）
6ES7214-1BD21-0XB0
2233
4
8932
2
2路热电阻输入
6ES7231-7PB21-0XA0
1659
10
16590
3
TD-200文本显示器
6ES7272-0AA20-0YA0
1309
1
1309
4
附材
4000
1
4000
合计
26831
16098.6
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