專利名稱：工業(yè)循環(huán)水高效節(jié)能控制系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及到工業(yè)循環(huán)水系統(tǒng)的設計技術，特別是涉及到工業(yè)循環(huán)水高效節(jié) 能控制系統(tǒng)。
背景技術：
現(xiàn)有工業(yè)循環(huán)水系統(tǒng)中包括水的循環(huán)驅動設備，例如水泵，和循環(huán)水的再處理設 備，列如冷卻塔中的風機，是關鍵的能量消耗設備?，F(xiàn)有的設計中節(jié)能控制的注意力大多是 在注重選擇高效率的水泵、風機，采用系統(tǒng)設計中的目標參數(shù)和理想數(shù)值，列如流量和流速 作為控制信號，調節(jié)、控制水泵、風機轉速，改變輸送液體流量，以達到節(jié)能的目的。此種控 制方法節(jié)能幅度有限。上述系統(tǒng)在傳統(tǒng)的設計理念中，僅僅注重了安全和可靠性，忽視了 科學和節(jié)能。由于設計時，工業(yè)循環(huán)水系統(tǒng)必須按負荷最大時設計，并且留10-20%設計余 量，然而實際上絕大部分時間系統(tǒng)是不會運行在滿負荷狀態(tài)下，存在較大的富余，所以節(jié)能 的潛力就較大，冷卻水泵和冷卻風機不能隨負載變化作出相應調節(jié)，所以存在很大的浪費。水泵、風機系統(tǒng)的流量與壓差是靠截流閥和分流閥調節(jié)來完成，因此，不可避免地 存在較大截流損失和大流量、高壓力、低溫差的現(xiàn)象，不僅大量浪費電能，而且還造成系統(tǒng) 最末端達不到合理效果的情況?，F(xiàn)有使用過程中，容易使導致調系統(tǒng)中水泵、風機出現(xiàn)“大 流量、低效率、高能耗”問題和設備匹配、運行過程不合理現(xiàn)象。超功率的電機、水泵、風機的 在線運轉和大量管道調節(jié)閥的設置已經(jīng)暴露出現(xiàn)有系統(tǒng)中的關鍵弊病。特別是在計算機技 術飛速發(fā)展和傳感器技術日益精準的今天，這些問題容易導致電機運行電流過大、發(fā)熱溫 度高、壽命減短，有時還導致電機超載過熱而燒壞線圈，設備運行震動大、噪音高等設備故 障隱患。采用現(xiàn)代控制技術改造我們的工業(yè)循環(huán)水高效節(jié)能系統(tǒng)已經(jīng)是迫在眉睫。
發(fā)明內容本實用新型的目的在于克服上述現(xiàn)有技術的不足，提供一種工業(yè)循環(huán)水高效節(jié)能 控制系統(tǒng)，以實現(xiàn)利用多個參量調控工業(yè)循環(huán)水的傳輸過程。達到節(jié)省電機能量消耗，提高 系統(tǒng)效率，降低運行成本，保證工業(yè)循環(huán)水設備穩(wěn)定、高效，長期運行。本實用新型采用多參量對工業(yè)循環(huán)水系統(tǒng)進行控制的技術，這些技術方案針對每 一被控設備均需采取在線信號監(jiān)測、CPU智能化處理、經(jīng)驗數(shù)據(jù)比對和控制模式選擇后對相 應配套的變頻器進行控制，同時將分析計算結果和在線處理步驟傳輸送到顯示屏及數(shù)字、 計量器上顯示、以供操控人員監(jiān)測。為實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供一種工業(yè)循環(huán)水高效節(jié)能系統(tǒng)的設計方案。系 統(tǒng)中包括耗能用戶端，冷卻水泵組，顯示單元、計量單元、傳感器組合成的在線信號采集卡 和信號處理器組成的系統(tǒng)管理單元。冷卻塔、風機組及冷卻水管組成的熱交換單元。上述 用戶終端的冷卻水出口水管與冷卻塔相連接，冷卻塔經(jīng)冷卻水管與冷卻水泵組相連接，冷 卻水泵組與用戶端的冷卻進水管相連接。關鍵的設計在于本系統(tǒng)的冷卻水進、出口水管路 的節(jié)點上安裝有冷卻水進口溫度傳感器、冷卻水出口溫度傳感器、戶外安裝有戶外溫度傳感器、冷卻水出口壓力傳感器，以上傳感器采集到的信號經(jīng)信號采集卡送至信號處理器，經(jīng) 處理后轉化為調控信號分別送到接變頻器組(5)或變頻器，相關的變頻器通過三相電纜設 定配套冷卻水泵或配套風機的工作狀態(tài)，同時信號處理器，將分析、計算、比較后、將調控的 結果輸送到顯示屏上，并記錄在存儲器中。與現(xiàn)有技術相比，本實用新型的積極效果在于本實用新型中工業(yè)循環(huán)水高效節(jié)能控制系統(tǒng)結構簡單緊湊、成本低廉、自動化程 度高、人機界面操作、實時監(jiān)控、安裝維修方便，可直接在現(xiàn)有的結構上改造，其適用范圍 廣、易于推廣應用，同時能夠節(jié)省工業(yè)循環(huán)水系統(tǒng)的電機能量消耗、提高主機運行效率、降 低成本、保證工業(yè)循環(huán)水系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。

圖1是本實用新型的框架結構示意圖圖例說明1、用戶端2、冷卻水泵組3、冷卻塔4、風機5、冷卻水泵組配套的變頻器6、風機配套的變頻器7、冷卻水進水管8、冷卻水出口管9、冷卻水進口溫度傳感器10、冷卻水出口溫度傳感器11、冷卻水信號采集卡12、信號處理器13、戶外溫度傳感器14、顯示單元15、計量單元16、冷卻水出口壓力傳感器以下將結合附圖做進一步詳細說明奔實用新型的目的是如何實現(xiàn)的。
具體實施方式
參照圖1可以清楚的看出，本工業(yè)循環(huán)水高效節(jié)能控制系統(tǒng)，系統(tǒng)中包括耗能用 戶端1 ；冷卻水泵組2 ；顯示單元14、計量單元15、傳感器組合成的在線信號采集卡11和信 號處理器12組成的系統(tǒng)管理單元；冷卻塔3、風機組4及冷卻水管組成的循環(huán)水處理單元。 上述用戶端1的冷卻水出口水管8與冷卻塔3相連接，冷卻塔經(jīng)冷卻水管與冷卻水泵組2相 連接，冷卻水泵組2與用戶端1的冷卻進水管相連接。關鍵設計在于本系統(tǒng)的冷卻水進、 出口水管路的節(jié)點上安裝有冷卻水進口溫度傳感器9、冷卻水出口溫度傳感器10、戶外安 裝有戶外溫度傳感器13、冷卻水出口壓力傳感器15，以上傳感器采集到的信號經(jīng)信號采集 卡11送至信號處理器12，經(jīng)處理后轉化為調控信號分別送到接變頻器組5或變頻器6，相 關的變頻器通過三相電纜設定配套冷卻水泵或配套風機的工作狀態(tài)，同時信號處理器12， 將分析計算、比較、調控的結果輸送到顯示屏14上，并記錄在存儲器中。信號處理器12中設置存儲有根據(jù)外部環(huán)境、耗能用戶端1的運行指標和管網(wǎng)各個 支路狀態(tài)所決定的標準工作模式等級、代碼、以及各種模式等級下所連接用戶端各個節(jié)點 的采樣參數(shù)值及其該數(shù)值變化范圍的經(jīng)驗數(shù)據(jù)列表的存儲器。信號處理器12中還設置存儲有將根據(jù)在線采集到的數(shù)據(jù)與經(jīng)驗數(shù)據(jù)比對和分析 的結果直接輸送到顯示單元14的調整指令連接向量表。[0023]變頻器組5中的變頻器的數(shù)量與水泵的臺數(shù)對應設置，變頻器組6中變頻器的數(shù) 量與風機的組數(shù)對應設置，分別與傳輸循環(huán)水的支路配套。連接冷卻水泵和用戶端1之間循環(huán)管路的各個節(jié)點處僅設置用于檢修管路的截 止閥。信號處理器12是采用可編程控制器6ES7-134。本實用新型工作原理本實用新型的冷卻水子系統(tǒng)中，冷卻水根據(jù)系統(tǒng)要求一般 進水溫度設置為28-30°C，出水溫度設置為33 36°C。將33_36°C設定信號存儲與信號處 理器內，冷卻水出口溫度傳感器、冷卻水進口溫度傳感 器、壓力傳感器的信號經(jīng)信號采集卡 作為誤差反饋信號送入信號處理器進行比較，并經(jīng)比例積分單元運算，結果送入冷卻水泵 組變頻器內的變頻電路，產(chǎn)生改變的頻率，再通過三相電纜送入冷卻水泵組調節(jié)其運行頻 率，控制冷卻水子系統(tǒng)流量。同時將另一組數(shù)據(jù)送入冷卻塔風機變頻器內的變頻電路，產(chǎn)生 改變的頻率，再通過三相電纜送入風機調節(jié)其運行頻率，調節(jié)冷卻塔冷卻風量。同時信號處 理器將分析計算比較結果輸送到觸摸顯示屏及數(shù)字計量器上面。本工業(yè)循環(huán)水高效節(jié)能控制系統(tǒng)，分別在工業(yè)循環(huán)水系統(tǒng)的冷卻水的進、出水管 上安裝有溫度傳感器和壓力傳感器，采集冷卻水在進水口和出水口處的實時溫度、壓力信 息，然后經(jīng)信號采集卡將信號傳送給信號處理器，通過信號處理器中的計算單元、比較單 元、PID比例積分單元和數(shù)據(jù)分析單元對該信號進行分析、處理，然后通過變頻器直接對風 機、冷卻水泵組進行實時控制監(jiān)控，使各子系統(tǒng)輸送的能量能夠隨用戶端的變化而實時進 行調節(jié)，以節(jié)省電機能量消耗，使工業(yè)循環(huán)水系統(tǒng)運行負載幅度下降，從而提高了工業(yè)循環(huán) 水系統(tǒng)的使用效率。
權利要求一種工業(yè)循環(huán)水高效節(jié)能控制系統(tǒng)，系統(tǒng)中包括耗能的用戶端(1)，冷卻水泵組(2)，顯示單元(14)、計量單元(15)、傳感器組合成的在線信號采集卡(11)和信號處理器(12)組成的系統(tǒng)管理單元，冷卻塔(3)、風機組(4)及冷卻水管組成的熱交換單元，上述用戶端(1)的冷卻水出口水管(8)與冷卻塔(3)相連接，冷卻塔經(jīng)冷卻水管與冷卻水泵組(2)相連接，冷卻水泵組(2)與用戶端(1)的冷卻進水管相連接；其特征在于本系統(tǒng)的冷卻水進、出口水管路的節(jié)點上安裝有冷卻水進口溫度傳感器(9)、冷卻水出口溫度傳感器(10)、戶外安裝有戶外溫度傳感器(13)、冷卻水出口壓力傳感器(15)，以上傳感器采集到的信號經(jīng)信號采集卡(11)送至信號處理器(12)，經(jīng)處理后轉化為調控信號分別送到接變頻器組(5)或變頻器(6)，相關的變頻器通過三相電纜設定配套冷卻水泵或配套風機的工作狀態(tài)，同時信號處理器(12)，將分析計算、比較、調控的結果輸送到顯示屏(14)上，并記錄在存儲器中。
2.根據(jù)權利要求1所說的工業(yè)循環(huán)水高效節(jié)能控制系統(tǒng)，其特征在于信號處理器(12) 中設置存儲有根據(jù)外部環(huán)境、耗能用戶端(1)的運行指標和管網(wǎng)各個支路狀態(tài)所決定的標 準工作模式等級、代碼、以及各種模式等級下所連接用戶端各個節(jié)點的采樣參數(shù)值及其該 數(shù)值變化范圍的經(jīng)驗數(shù)據(jù)列表的存儲器。
3.根據(jù)權利要求1所說的工業(yè)循環(huán)水高效節(jié)能控制系統(tǒng)，其特征在于變頻器組(5)中 的變頻器的數(shù)量與水泵的臺數(shù)對應設置，變頻器組(6)中變頻器的數(shù)量與風機的組數(shù)對應 設置，分別與傳輸循環(huán)水的支路配套。
4.根據(jù)權利要求1所說的工業(yè)循環(huán)水高效節(jié)能控制系統(tǒng)，其特征在于連接冷卻水泵和 用戶端(1)之間循環(huán)管路的各個節(jié)點處僅設置用于檢修管路的截止閥。
5.根據(jù)權利要求1所說的工業(yè)循環(huán)水高效節(jié)能控制系統(tǒng)，其特征在于信號處理器(12) 是采用可編程控制器6ES7-134。
專利摘要本實用新型涉及一種工業(yè)循環(huán)水高效節(jié)能控制系統(tǒng)。改進后的系統(tǒng)中包括耗能的用戶端，冷卻水泵組，顯示單元、計量單元、傳感器組合成的在線信號采集卡和信號處理器組成的系統(tǒng)管理單元，冷卻塔、風機組及冷卻水管組成的熱交換單元，上述用戶端的冷卻水出口水管與冷卻塔(3)相連接，冷卻塔經(jīng)冷卻水管與冷卻水泵組相連接，冷卻水泵組與用戶端的冷卻進水管相連接。本系統(tǒng)的冷卻水進、出口水管路的節(jié)點上安裝有冷卻水進口溫度傳感器、冷卻水出口溫度傳感器、戶外安裝有戶外溫度傳感器、冷卻水出口壓力傳感器，以上傳感器采集到的信號經(jīng)信號采集卡送至信號處理器，經(jīng)處理后轉化為調控信號分別送到接變頻器組或變頻器，相關的變頻器通過三相電纜設定配套冷卻水泵或配套風機的工作狀態(tài)，同時信號處理器，將分析計算、比較、調控的結果輸送到顯示屏上，并記錄在存儲器中。
文檔編號F28F27/00GK201569355SQ20082010667
公開日2010年9月1日 申請日期2008年11月25日 優(yōu)先權日2008年11月25日
發(fā)明者蔡志強, 趙坤好, 郭靜煒 申請人:蔡志強