[发明专利]一种蒸发式冷却/冷凝设备的节能自动控制系统及方法

说明书

本发明涉及一种蒸发式冷却/冷凝设备的节能自动控制系统，包括智能温度变送器、控制单元、变频器及高效节能电机；节能自动控制系统是PLC程序根据智能温度变送器实时监测的温度值，与HMI的目标温度设定值进行对比分析，将分析结果按PLC程序预设的运行模式和运行工况输出逻辑控制指令，变频器通过USS通讯协议接收控制指令和调速信号，驱动变频风机电机的启停和自动调速运行，从而实现蒸发式冷却/冷凝设备根据温度变化自动调整输出功率，达到自动节能运行的效果。和现有的控制技术相比，本发明具有降低设备能耗损失，提高运行效率，自动节能运行等优点。

技术领域

本发明涉及工业换热设备节能自动控制技术领域，具体的说是一种蒸发式冷却/冷凝设备的节能自动控制系统及方法。

背景技术

2017年初，国务院发布的《“十三五”节能减排综合工作方案》明确指出要加强工业节能，实施工业能效赶超行动，加强高能耗行业能耗管控，在重点耗能行业全面推行能效对标，推进工业企业能源管控中心建设，推广工业智能化用能监测和诊断技术。

高效复合蒸发式冷却（凝）器是根据热力学、传热学原理，采用蒸发换热和空冷换热优化结合而成的高效冷却（凝）器，是最新一代的高性能节能换热设备。现有的冷却（凝）器设备控制方式存在有不足的地方：一是操作人员根据设备出口温度，手动调整风机运行数量以实现对风量的控制，在需要减小风量时，只能通过放走多余的风量来实现，造成了极大的能源浪费。二是风机的频繁启动，尤其在启动瞬间，风机的启动会造成电流冲击，造成电能浪费。现有的控制方式不仅工作效率低，还容易出现操作延迟或错误，影响设备的稳定运行。因此，有必要对现有的控制技术进一步改进和完善，以避免上述缺陷。

发明内容

针对上述现有的控制方式存在的技术问题，本发明提供一种蒸发式冷却/冷凝设备的节能自动控制系统及方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种蒸发式冷却/冷凝设备的节能自动控制系统，包括智能温度变送器、控制单元、变频器及高效节能电机；

所述的智能温度变送器共配置三个，一个安装在蒸发式冷却/冷凝设备平台上；一个安装在蒸发式冷却/冷凝设备集水箱内；一个安装在蒸发式冷却/冷凝设备的出口总管道上；

所述控制单元由PLC和HMI组成，采用SIEMENS S7-200 SMART PLC，其配置的CPU模块集成1个以太网接口和1个RS485接口，支持工业以太网通讯和USS通讯协议；扩展的模拟量输入输出模块，用于接收智能温度变送器采集到的4~20mA温度信号；所述控制单元还安装有HMI操作界面，能够使用户操作人员按管理级别的不同，分级操作和设置工艺参数，并显示设备运行状态和故障报警；

所述变频器及高效节能电机，变频器支持USS通讯协议，通过USS通讯协议接收PLC的控制指令和调速信号，自动调整变频风机的输出功率。

所述智能温度变速器的测温元件选用PT100热电阻型温度传感器，在量程范围内输出4~20mA直流信号，同时支持HART标准协议，能将测量数值远传至PLC或DCS系统。

所述变频器的输出侧安装交流输出电抗器，变频控制柜内还安装有工频风机及水泵的电气控制回路。

一种利用如上所述的蒸发式冷却/冷凝设备的节能自动控制系统的控制方法，包括以下步骤：

步骤一：登陆HMI操作界面，根据工艺要求，在HMI界面设置设备出口总管道的介质目标温度值T_设，HMI界面将T_设的设定值传输给S7-200 SMART PLC；根据环境温度的变化，将设备运行工况分为夏季模式、标准模式、冬季模式，当环境温度T_环≥25℃时，界定为夏季模式；当环境温度25℃＜T_环＜-35℃时，界定为标准模式；当环境温度T_环≤-35℃时，界定为冬季模式；