[实用新型]高低压风机/水泵变频冗余DCS控制系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及自动化控制技术领域，具体涉及一种高低压风机/水泵变频冗余DCS控制系统。

背景技术

风机和水泵是高电能消耗的重要设备，其功率从200kW至15000kW不等。在各行各业的各种生产过程中，风机和水泵被大量的采用于工艺流程上，而风机和水泵负载耗电量较大，起动电流较高，同时用阀门、挡板等装置来调节风量或者水量，在管道系统设计时，为满足生产环境的最大要求，必须留有余量，因此风机/水泵的风量、水量和压力往往偏大，功率的偏大设计必然造成能量的浪费。很多风机和水泵有高于30-70%的能量是消耗在调节阀的压降上的，不仅造成电能的浪费，工作效率低，而且还经常发生事故。

风机和水泵所用的高压电机产生是由于电机功率与电压和电流的乘积成正比，因此低压电机功率增大到一定程度(如300KW/380V)电流受到导线的允许承受能力的限制就难以做大,或成本过高。需要通过提高电压实现大功率输出。高压电机优点是功率大,承受冲击能力强；缺点是惯性大,启动和制动都困难。根据实际而定方式:电机容量大大小于电源容量且1000KW以下的可直接启动,这时的冲击电流是额定值的3-6倍。为了防止冲击电流过大,对于大电机必须考虑减少启动电流的启动方式，最常用的方式有变频启动。

传统技术中，高压变频器和高低压风机/水泵是一对一控制，并以增加风阻、或者水阻，牺牲电机的效率来达到要求的，损耗严重。降低生产过程中风机和水泵的电能消耗，以有效降低企业的生产成本一直以来是本领域技术人员追求解决的技术问题。而现有的DCS控制系统不能满足高低压风机/水泵的变频冗余控制。

实用新型内容

针对现有技术存在的上述不足，本实用新型的目的在于解决高低压风机和水泵存在功功耗大的问题，提供一种满足高低压风机/水泵的变频冗余DCS控制系统。

本实用新型采用的技术方案为：高低压风机/水泵变频冗余DCS控制系统；包括：

底板：为RailBus总线技术的控制器底板和I/O模块底板，每个控制器底板可安装一对冗余的控制器，一个电源监测模块，同时备有两个9针的RS485接口，支持MODBUS RTU协议；

主控制器：为266MHz 32位微处理器，25M内存，双以太网和串行通讯接口，支持API、现场总线、ModBus、HART、点对点通讯以及OPC，实现冗余配置；

 I/O模块：模拟量输入A/D转换分辨率为16位，模拟量输出A/D转换分辨率为12位，对现场回路进行检测，内置输入变量线性化、工程单位转换、开平方滤波、报警及冷端温度补偿运算功能；

接线端子排：为带回路开关和保险丝，为无电弧和无火花型接线端子排；

电源：N+1冗余配置的、采用浮空设计的电源模块，正常情况下两块电源各承担50%的供电负荷，其中一块电源出现故障时，另一块电源承担100%的负荷。

相比现有技术，本实用新型具有如下优点：

实现现场本地启动、本地切换、远程DCS自动启动、定时自动切换和故障自动跟踪切换；直接经济效益可以达到节电20-30%；间接效益具有节能降耗、软启动、可调速、多种保护、提高电机功率因数、提高系统自动化和工艺水平、维护工作量少等。

附图说明

图1是高低压风机/水泵变频冗余控制系统结构示意图；

图2是本实用新型高低压风机/水泵变频冗余DCS控制系统结构原理图。

具体实施方式　

　　下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。

参见图1，本实用新型涉及的高低压风机/水泵变频冗余DCS控制系统；包括：

底板：为RailBus总线技术的控制器底板和I/O模块底板，每个控制器底板可安装一对冗余的控制器，一个电源监测模块，同时备有两个9针的RS485接口，支持MODBUS RTU协议；

主控制器：为266MHz 32位微处理器，25M内存，双以太网和串行通讯接口，支持API、现场总线、ModBus、HART、点对点通讯以及OPC，实现冗余配置；

 I/O模块：模拟量输入A/D转换分辨率为16位，模拟量输出A/D转换分辨率为12位，对现场回路进行检测，内置输入变量线性化、工程单位转换、开平方滤波、报警及冷端温度补偿运算功能；

接线端子排：为带回路开关和保险丝，为无电弧和无火花型接线端子排；

电源：N+1冗余配置的、采用浮空设计的电源模块，正常情况下两块电源各承担50%的供电负荷，其中一块电源出现故障时，另一块电源承担100%的负荷。