冷却塔控制.docx

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冷却塔控制

温度模拟信号（4-20MA）PLC控制的冷却塔风机变频控制系统

2009年10月22日星期四06:

30P.M.

PLC控制的冷却塔风机变频控制系统，主要用到了PLC、触摸屏和变频器。

冷却塔风机变频控制系统配备有一台变频器，对一台风机进行变频控制，其余两台风机工频运行；根据出水温度的变化来控制工频运行风机的起动和停止，实现对水温的初步调节，并对一台风机进行变频控制，对水温进行微调，从而使冷却塔内的水温控制在一个稳定的状态。

设计方案：

通过安装在出水总管上的温度传感器，把出水温度信号变成4-20mA的标准信号送入PLC的模拟输入模块，并最终转换为相应的数值（BCD码），通过编好的PLC程序，得出的此数值和在触摸屏设定的温度值进行比较，得到一比较参数，送给变频器，由变频器控制一台电机的转速，并根据出水温度的高低，由PLC控制工频启动的风机的数量，使冷却塔的回水温度控制在设定的温度上。

冷却塔风机变频控制系统原理图：

上图为冷却塔风机变频控制系统，其中变频器的作用是为电机提供可变频率的电源，实现电机的无机调速；温度传感器的作用是检测出水管的水温；人机界面主要是通过和PLC通讯，实时显示水温、电机频率，并可设定相关的给定值。

如图所示，共有三台风机，其中M3是变频控制的，M1和M2是工频控制的。

当系统供电开始时，三台风机处于待机状态，根据出水温度的变化，自动运行系统。

当出水温度达到设定的开机温度时，变频风机M3开始变频运转；如温度继续上升，水温超出工频启动的设定值，且M3变频风机上升到全频运行，开启M1风机工频运转；如温度继续上升，开启M2风机工频运转。

如M3运转频率达到50.0HZ，M2、M3也工频运转，且温度达到报警上限值，则系统会产生一个报警。

当温度下降到工频启动的设定值时，M2风机停止运转；如温度继续下降，M1风机停止运转；当温度下降到一定的下限值和M3的运转频率低于一定的值时，M3风机停止运转。

系统控制要求：

1三台风机的基本工作方式

方式一：

3#风机变频运行

方式二：

3#风机变频运行1#风机工频运行

方式三：

3#风机变频运行1#风机工频运行2#风机工频运行

2三台风机启动时有延时，减小电流过大时对其它用电设备的冲击；

3有完善的报警功能；

4对风机的操作有手动和自动两种控制功能。

5传感器选用PT100，将4-20mA的信号送入模拟输入模块；

6变频器选用施耐德ATV28,该产品具有过热和过流保护、电源欠压和过压保护、缺相保护等功能；通过PLC模拟量输出端子来控制变频器的频率，从而达到风机速度跟随温度给定，保证冷却塔水温的恒定。

电气控制系统原理图包括主电路图、控制电路图和PLC接线图。

1、主电路图：

如图所示为系统的电机控制系统主电路图。

三台电机分别为M1、M2、M3。

接触器KM1、KM2分别控制M1和M2的工频运行；M3为变频控制；QF1、QF2、QF3分别为三台风机电机主回路的隔离开关；FR1和FR2为M1和M2风机电机的过载保护用的热继电器；QF4为开关电源的主电路的隔离开关；QF5为控制电路的主电路的隔离开关。

2、控制电路图：

下图所示为风机电机的控制系统电路图。

图中有手动/自动选择开关，手动运行时，可用SB1、SB3和SB5控制三台风机工频或变频的起动，SB2、SB4、SB6可停止三台风机。

自动运行时，系统在PLC程序控制下运行，KA5、KA6、KA7、KA8是与PLC输出端连接的中间继电器KA5、KA6、KA7、KA8的常开触点。

图中的LB1—LB8是各种指示灯，显示三台风机和系统的状态。

3、PLC外围接线图

4．系统程序设计：

变频器主要设定

代码

说明

设定

ACC

Acceleration···s

5S

DEC

Deceleration···s

5S

TCC

TermStripCon

2W

TCT

Type2Wire

LEL

CrL

A12minRef

4mA

CrH

A12maxRef

20mA

PLC及模块

采用施耐德Neza系列产品的TSX08CD12R8D和TSX08EA4A2,前者为CPU本体，带有12点输入，8点继电器输出，有实时时钟，24VDC电源；后者为扩展模块，模拟量4路入，2路出，12位精度。

输入输出点的地址分配表

代码

地址编号

注释

SA1

%I0.00

自动

KA2

%I0.01

3#风机运行

KM1

%I0.02

1#风机运行

KM2

%I0.03

2#风机运行

ES

%I0.04

急停

SB7

%I0.05

自动启动

SB8

%I0.06

自动停止

FR1

%I0.07

1#风机故障

FR2

%I0.08

2#风机故障

VF

%I0.09

变频器故障

%I0.10

备用

%I0.11

备用

KA5

%Q0.00

3#风机运行

KA6

%Q0.01

1#风机运行

KA7

%Q0.02

2#风机运行

KA8

%Q0.03

自动启动灯

EL1

%Q0.04

1#故障

EL2

%Q0.05

2#故障

EL3

%Q0.06

3#故障

HA

%Q0.07

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