1 引言

    在大型机械加工行业尤其是汽车行业中往往用到较多的能源站房及其他站房控制工程网版权所有，如制冷站、循环水站、热交换站、空压站、以及污水处理站等。他们就像人体的心脏、肾脏等重要器官，在工厂的能源（压缩空气、热水、高温蒸气等）供应、循环、回收等过程中起着极为重要的作用。因此CONTROL ENGINEERING China版权所有，对上述站房系统的监测管理及控制也就成为工厂自动化（FA）的重要组成部分，通过对这些站房实现自动监测控制，可以起到大量节约资源，节省人工的作用。因此CONTROL ENGINEERING China版权所有，对上述站房的自动监控，也将越来越广泛地得到应用。

    本文主要介绍制冷站、热交换站、循环水站的分布式监控系统。

2  综合站房工艺流程

    综合站房工艺流程示意图如图1所示。

图1 综合站房工艺流程框图

    本站房主要完成给用户提供冷源、热源的功能，主要用于剧院、医院、大型办公场所、恒温厂房的中央空调系统等。

(1)冷冻水监控系统

    本系统以制冷机的监控为主，制冷机为大连三洋蒸汽式溴冷机，该机自带PLC和RC-232串口，经转换成RS485口后可方便地与上位机通信，从而很方便地获得制冷机的运行参数。根据冷冻水给、回水温度差及总流量判断用户冷负荷状况，确定冷冻机开启台数及阀门大小，保证冷源的合理使用，达到最佳的节能及运行效果。

(2)冷却水监控系统

    冷却水系统通过冷却塔和冷却水泵向制冷机提供冷却水，保证制冷机有足够的冷却水通过，并根据气候及冷负荷调整冷却水运行工况，在冷却水温和水量满足要求的情况，使系统最合理运行。

(3)采暖监控系统

    采暖系统通过热交换器为中央空调提供热水，监控系统的主要任务为控制热交换过程以保证要求的热水温度和流量。根据热水给、回水温度差及总流量判断用户热负荷状况，确定热交换器开启台数及阀门大小，保证热源的合理使用，达到最佳的节能及运行效果。

(4)循环供水监控系统

    因为采暖和制冷不可能同时使用，为节约成本，本综合站房只采用一套供水系统分冬、夏两季对用户提供热、冷源。冷、热源的切换由电动阀自动切换。

　　本系统实际上是一套相对独立的恒压供水系统。主要由变频器和PLC组成，其电气原理图 如图2所示：

图2  恒压供水电气原理图

　　变频器选用适于泵类的Fuji G9变频器，分别对五台循环水泵进行变频控制www.cechina.cn，并通过PLC的逻辑控制功能，实现对整个供水系统的恒压变流量控制，为确保系统的稳定运行，整个系统设有过流、过压、过载、自诊断等多种保护功能。

　　本系统接收上位机或本地发出的启动信号后，启动水泵1变频运行，PLC根据接收到的压力和流量信号控制变频器调节水泵转速，使供水管网水压恒定。当水泵1工作频率达到工频时，若管网水压仍达不到要求，将此泵切换到工频运行，变频器切换到水泵2，使其变频运行。此后，如果水压仍达不到要求，则继续切换下去至满足要求。反之，若管网水压大于设定值，PLC控制变频器频率，使水泵转速降低，当低至设定最低频率时，依据先开先停原则www.cechina.cn，自动切换掉已投入运行的工频泵控制工程网版权所有，使管网水压始终保持恒定。这样，五台水泵轮流循环运行，避免某台泵长期运行，延长设备使用寿命。本系统由闭环PI控制即可满足要求,PI算法由PLC实现：Ui＝U_i-1＋ΔU＝U_i-1＋K[E_i－E_i-1＋（T/ T_i）E_i]。

3  系统组成

    综合站房监控系统的组成如下：

    本监控系统采用由PLC组成的分布式监控系统的形式。PLC作为下位机使用，用来完成各子系统的数据采集、输出控制及状态判别等工作，上位机采用研华公司的工业计算机，接收PLC采集的现场数据，并将数据存入动态数据库，完成报警、实时曲线、历史曲线、分析系统运行状态、打印输出、并根据控制室控制人员要求控制各系统的运行状态等功能。

    PLC采用OMRON公司的SYSMACα系列的C200HE,它是一种价格适中、性价比较高的中型机，配有较强的指令系统，并增加了许多特殊功能指令，还配备了丰富的特殊功能模块和强大的通信模板，这些都足以实现现代工厂自动化的多级要求。系统主要选型如附表所示：

附表  PLC硬件配置

    本系统网络为单级网络，系统中通信主要采用适配器结构形式的RS