工業(yè)循環(huán)水集散控制節(jié)能節(jié)水裝置及其控制方法
【專利摘要】一種工業(yè)循環(huán)水集散控制節(jié)能節(jié)水裝置，包括操作系統(tǒng)、中央運(yùn)算控制系統(tǒng)、PID控制系統(tǒng)、現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行系統(tǒng)Ⅰ、現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行系統(tǒng)Ⅱ和現(xiàn)場(chǎng)儀表系統(tǒng)，現(xiàn)場(chǎng)儀表系統(tǒng)之檢測(cè)儀表分布在軟水密閉循環(huán)系統(tǒng)和凈水循環(huán)系統(tǒng)管路和電路中的對(duì)應(yīng)檢測(cè)位；利用該裝置對(duì)工業(yè)循環(huán)水進(jìn)行集散控制的方法利用集中管理，分散控制的原理，中央運(yùn)算控制系統(tǒng)根據(jù)操作系統(tǒng)設(shè)定的參數(shù)，向現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行系統(tǒng)Ⅰ和現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行系統(tǒng)Ⅱ下達(dá)執(zhí)行指令，同時(shí)不斷將現(xiàn)場(chǎng)儀表系統(tǒng)及現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行系統(tǒng)Ⅱ回傳的數(shù)據(jù)與設(shè)定值進(jìn)行計(jì)算、分析和比較，發(fā)出調(diào)整修正指令以確保循環(huán)水系統(tǒng)的正常運(yùn)行實(shí)現(xiàn)工業(yè)化和信息化的高效融合，完全智能化，自動(dòng)化程度高、操作簡(jiǎn)單方便、效率高、節(jié)能節(jié)水、安全可靠，環(huán)境污染小。
【專利說明】工業(yè)循環(huán)水集散控制節(jié)能節(jié)水裝置及其控制方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種節(jié)能節(jié)水控制裝置和控制方法，特別是一種用于工業(yè)冷卻循環(huán)水集散控制系統(tǒng)的節(jié)能節(jié)水裝置和控制辦法。

【背景技術(shù)】
[0002]在工業(yè)生產(chǎn)過程中，特別是鋼鐵、石油煉化、化工等行業(yè)，工業(yè)循環(huán)水(冷卻循環(huán)水)系統(tǒng)作為輔助系統(tǒng)，為工藝設(shè)備的保護(hù)和穩(wěn)定生產(chǎn)起著重要作用，工業(yè)循環(huán)水系統(tǒng)主要包括軟水(或純水)密閉循環(huán)系統(tǒng)、凈水循環(huán)系統(tǒng):
軟水密閉循環(huán)系統(tǒng)負(fù)責(zé)對(duì)較重要的工藝設(shè)備進(jìn)行冷卻，在軟水密閉循環(huán)系統(tǒng)中，由軟環(huán)水泵將軟水輸送到需冷卻的工藝設(shè)備進(jìn)行冷卻，在完成對(duì)工藝設(shè)備進(jìn)行冷卻降溫后，溫度升高的軟水流向冷卻器，通過冷卻器風(fēng)機(jī)的冷卻和由凈水對(duì)軟水二次強(qiáng)化散熱，使軟水保持一定的安全溫度，軟水重新循環(huán)使用。
[0003]在凈水循環(huán)系統(tǒng)，由凈環(huán)水泵將凈化水池的凈水通過管道輸送到要冷卻降溫的工藝設(shè)備和供軟水冷卻的冷卻器(換熱器)，完成換熱后回流至凈水熱水池，由提升泵將凈水提升至冷卻塔通過冷卻塔的風(fēng)機(jī)進(jìn)行散熱降溫，再自流回凈水池，凈環(huán)水泵再次將凈水加壓輸送到要冷卻的工藝設(shè)備，以此循環(huán)。
[0004]目前使用的工業(yè)循環(huán)水系統(tǒng)存在如下不足之處:
1.軟水循環(huán)系統(tǒng)和凈水循環(huán)系統(tǒng)點(diǎn)多面廣，所使用的水泵組、進(jìn)出水閥門、冷卻塔、卻冷器(換熱器)等回水降溫設(shè)備較多，現(xiàn)有的控制裝置只做到了集中監(jiān)視和部分簡(jiǎn)單的遠(yuǎn)程控制，還需要人工到現(xiàn)場(chǎng)啟停和轉(zhuǎn)換，沒有設(shè)備間聯(lián)鎖自動(dòng)控制的功能，反應(yīng)慢，人為因素多，對(duì)設(shè)備(特別是一些重要設(shè)備)的保護(hù)留下安全隱患；
2.現(xiàn)有的控制裝置缺少對(duì)回水溫度、大氣溫濕度變化的檢測(cè)，不能及時(shí)調(diào)整水泵運(yùn)行臺(tái)數(shù)及閥門開度、冷卻塔和空冷器風(fēng)機(jī)的運(yùn)行臺(tái)數(shù)和轉(zhuǎn)速，水的蒸發(fā)和飄散過大，能耗過聞;
3.為了確保安全，整個(gè)系統(tǒng)基本采用大流量、低溫升的運(yùn)行模式(因安全需要，生產(chǎn)企業(yè)在設(shè)計(jì)時(shí)都要預(yù)留20%-50%的安全余量)，而這些余量在正常生產(chǎn)時(shí)是使用不到的，只在發(fā)生如管路突發(fā)泄漏等意外情況下才需要，在正常運(yùn)行時(shí)就造成了大量電能的浪費(fèi)；
4.有的冷卻循環(huán)水系統(tǒng)采用兩臺(tái)以上的泵組運(yùn)行模式，出水流量靠調(diào)節(jié)出水閥門開度，泵組間流量、壓力均不一致；有的一套水泵組要負(fù)責(zé)多個(gè)區(qū)域的工藝設(shè)備冷卻，各工藝設(shè)備點(diǎn)沒有熱負(fù)荷反饋調(diào)節(jié)信息和手段，水泵組不能根據(jù)實(shí)際負(fù)荷情況調(diào)整各工藝設(shè)備的最佳用水量，水泵的出水流量和壓力也沒有自動(dòng)調(diào)整的手段，造成大量水資源浪費(fèi)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是:針對(duì)上述問題，提供一種工業(yè)冷卻循環(huán)水系統(tǒng)集散控制節(jié)能節(jié)水裝置和控制辦法，利用集中管理、分散控制的原理，實(shí)現(xiàn)工業(yè)冷卻循環(huán)水系統(tǒng)的自動(dòng)控制，以克服已有技術(shù)所存在的上述不足。
[0006]本發(fā)明采取的技術(shù)方案是:一種工業(yè)循環(huán)水集散控制節(jié)能節(jié)水裝置，包括操作系統(tǒng)、中央運(yùn)算控制系統(tǒng)、PID控制系統(tǒng)、現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行系統(tǒng)1、現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行系統(tǒng)II和現(xiàn)場(chǎng)儀表系統(tǒng)，現(xiàn)場(chǎng)儀表系統(tǒng)之檢測(cè)儀表分布在工業(yè)循環(huán)水之軟水密閉循環(huán)系統(tǒng)和凈水循環(huán)系統(tǒng)管路和電路中的對(duì)應(yīng)檢測(cè)位；
操作系統(tǒng)通過以太網(wǎng)與中央運(yùn)算控制系統(tǒng)連接，操作系統(tǒng)用于輸入和調(diào)整設(shè)定的參數(shù)，并對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行狀況進(jìn)行監(jiān)控；
PID控制系統(tǒng)通過以太網(wǎng)與中央運(yùn)算控制系統(tǒng)連接，PID控制系統(tǒng)用于根據(jù)中央運(yùn)算控制系統(tǒng)的指令控制現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行系統(tǒng)I的動(dòng)作；
現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行系統(tǒng)I通過電纜與PID控制系統(tǒng)輸出端連接，執(zhí)行中央運(yùn)算控制系統(tǒng)通過PID控制系統(tǒng)下達(dá)的指令；
現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行系統(tǒng)II通過電纜與中央運(yùn)算控制系統(tǒng)連接、接受中央運(yùn)算控制系統(tǒng)下達(dá)的指令，同時(shí)將執(zhí)行的工況信息回傳給中央運(yùn)算控制系統(tǒng)；
現(xiàn)場(chǎng)儀表系統(tǒng)通過電纜與中央運(yùn)算控制系統(tǒng)連接，現(xiàn)場(chǎng)儀表系統(tǒng)用于將檢測(cè)的數(shù)據(jù)回傳給中央運(yùn)算控制系統(tǒng)；
中央運(yùn)算控制系統(tǒng)用于根據(jù)操作系統(tǒng)輸入設(shè)定的參數(shù)，向現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行系統(tǒng)I和現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行系統(tǒng)II下達(dá)執(zhí)行指令，同時(shí)不斷將現(xiàn)場(chǎng)儀表系統(tǒng)以及現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行系統(tǒng)II回傳的數(shù)據(jù)與操作系統(tǒng)輸入的設(shè)定值進(jìn)行計(jì)算、分析和比較，并根據(jù)結(jié)果調(diào)整修正下達(dá)執(zhí)行指令以確保循環(huán)水系統(tǒng)的正常運(yùn)行。
[0007]其進(jìn)一步的技術(shù)方案是:所述中央運(yùn)算控制系統(tǒng)包括通訊模塊、CPU模塊、DI模塊、DO模塊、Al模塊和AO模塊；
所述通訊模塊、CPU模塊和DI模塊、DO模塊、Al模塊、AO模塊依次通過安裝背板連接，通訊模塊輸入端通過以太網(wǎng)與外部的操作系統(tǒng)連接，CPU模塊外部接口與PID控制系統(tǒng)連接，所述DI模塊、DO模塊、Al模塊和AO模塊的外部接口與現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行系統(tǒng)II連接，Al模塊的外部接口同時(shí)與外部的現(xiàn)場(chǎng)儀表系統(tǒng)連接；
所述通訊模塊作用是將操作系統(tǒng)的輸入信號(hào)傳給CPU模塊，CPU模塊根據(jù)操作系統(tǒng)輸入設(shè)定的參數(shù)，通過向DO模塊、AO模塊和PID控制系統(tǒng)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行系統(tǒng)I和現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行系統(tǒng)II下達(dá)執(zhí)行指令，同時(shí)不斷將DI模塊、Al模塊和PID控制系統(tǒng)回傳的數(shù)據(jù)與設(shè)定的參數(shù)進(jìn)行計(jì)算、分析和比較，根據(jù)結(jié)果通過DO模塊、AO模塊和PID控制系統(tǒng)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行系統(tǒng)I和現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行系統(tǒng)II下達(dá)經(jīng)修正調(diào)整的執(zhí)行指令。
[0008]其更進(jìn)一步的技術(shù)方案是:
所述現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行系統(tǒng)I包括水泵調(diào)速器、風(fēng)機(jī)調(diào)速器和電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)；
所述PID控制系統(tǒng)包括控制器PID 1、控制器PID II和控制器PID III;
所述控制器PID I用于控制工業(yè)循環(huán)水水泵組運(yùn)行的臺(tái)數(shù)和轉(zhuǎn)速，控制器PID I通過水泵調(diào)速器與水泵組各水泵電路連接；
所述控制器PID II用于控制冷卻塔風(fēng)機(jī)組運(yùn)行的臺(tái)數(shù)和轉(zhuǎn)速，控制器PID II通過風(fēng)機(jī)調(diào)速器與冷卻塔風(fēng)機(jī)組各風(fēng)機(jī)電路連接；
所述控制器PID III用于控制出水管調(diào)節(jié)閥的閥門開度，控制器PID III通過電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)與各出水管調(diào)節(jié)閥連接；
所述水泵調(diào)速器和風(fēng)機(jī)調(diào)速器或?yàn)樽冾l器調(diào)速器、磁力調(diào)速器或液力調(diào)速器； 所述現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行系統(tǒng)II包括冷卻器和電動(dòng)閥；
所述DI模塊和DO模塊與冷卻器風(fēng)機(jī)組各風(fēng)機(jī)電路連接，DI模塊用于接收冷卻器風(fēng)機(jī)反饋的數(shù)據(jù)，并輸送CPU模塊，DO模塊用于根據(jù)CPU模塊的指令控制冷卻器風(fēng)機(jī)組的運(yùn)行臺(tái)數(shù)；
所述Al模塊和AO模塊通過電動(dòng)閥與水泵組電路連接，Al模塊用于接收電動(dòng)閥以及現(xiàn)場(chǎng)儀表系統(tǒng)反饋的數(shù)據(jù),并輸送CPU模塊，AO模塊用于根據(jù)CPU模塊的指令并通過電動(dòng)閥控制水泵組的開啟或關(guān)閉。
[0009]更進(jìn)一步:
所述水泵組包括軟環(huán)水泵、凈環(huán)水泵、噴淋水泵、提升水泵、凈水補(bǔ)水水泵和軟水補(bǔ)水水泵:軟環(huán)水泵安裝在軟水密閉循環(huán)系統(tǒng)的軟水出水管路，凈環(huán)水泵安裝在凈水循環(huán)系統(tǒng)的凈水出水管路，噴淋水泵安裝在位于冷卻器上部的凈水出水支管II末端，提升水泵安裝在凈水循環(huán)系統(tǒng)凈水熱水池與冷卻塔之間的管路，凈水補(bǔ)水水泵安裝在凈水循環(huán)系統(tǒng)之凈水池上部，其進(jìn)水端與外部水源相通，軟水補(bǔ)水水泵安裝在軟水密閉循環(huán)系統(tǒng)的回水總管，其進(jìn)水端與外部水源相通；
所述軟環(huán)水泵和凈環(huán)水泵的進(jìn)水端設(shè)進(jìn)水閥，出水端設(shè)出水閥。
[0010]所述操作系統(tǒng)或是觸摸屏或是PC機(jī)。
[0011 ] 所述現(xiàn)場(chǎng)儀表系統(tǒng)包括安全檢測(cè)儀表和監(jiān)控檢測(cè)儀表；
所述安全檢測(cè)儀表包括電壓表、電流表、軸溫表和液位表:電壓表、電流表安裝在水泵組及風(fēng)機(jī)組的工作電路，軸溫表分別通過傳感器與水泵組各水泵轉(zhuǎn)軸連接，液位表分別安裝在軟水密閉循環(huán)系統(tǒng)的回水總管和凈水循環(huán)系統(tǒng)的凈水池；
所述監(jiān)控檢測(cè)儀表包括大氣溫度表、大氣濕度表、出水溫度表、回水溫度表、出水壓力表和出水流量表:大氣溫度表和大氣濕度表安裝在現(xiàn)場(chǎng)，出水壓力表、出水流量表和出水溫度表分別安裝在軟水密閉循環(huán)系統(tǒng)和凈水循環(huán)系統(tǒng)的出水管，回水溫度表分別安裝在軟水密閉循環(huán)系統(tǒng)和凈水循環(huán)系統(tǒng)的回水總管或回水支管；
所述檢測(cè)儀表采用4-20mA輸出，并通過電纜與中央運(yùn)算控制系統(tǒng)之Al模塊連接。
[0012]所述冷卻器或?yàn)檎舭l(fā)冷卻器或?yàn)榘迨綗峤粨Q器。
[0013]本發(fā)明的另一技術(shù)方案是:一種工業(yè)循環(huán)水集散控制節(jié)能節(jié)水控制方法，所述控制方法是利用由上述操作系統(tǒng)、中央運(yùn)算控制系統(tǒng)、PID控制系統(tǒng)、現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行系統(tǒng)1、現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行系統(tǒng)II和現(xiàn)場(chǎng)儀表系統(tǒng)組成的工業(yè)循環(huán)水集散控制節(jié)能節(jié)水裝置，通過向中央運(yùn)算控制系統(tǒng)輸入設(shè)定的參數(shù)，對(duì)工況的檢測(cè)，由中央運(yùn)算控制系統(tǒng)將現(xiàn)場(chǎng)儀表系統(tǒng)和現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行系統(tǒng)II回傳的數(shù)據(jù)與設(shè)定的參數(shù)進(jìn)行計(jì)算、分析和比較，并根據(jù)結(jié)果通過DO模塊、AO模塊和PID控制系統(tǒng)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行系統(tǒng)I和現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行系統(tǒng)II下達(dá)執(zhí)行指令，完成對(duì)水泵組臺(tái)數(shù)和轉(zhuǎn)速、噴淋電動(dòng)閥的開啟、出水管調(diào)節(jié)閥閥門開度大小、冷卻塔風(fēng)機(jī)組以及冷卻器的臺(tái)數(shù)和轉(zhuǎn)速的控制，實(shí)現(xiàn)工業(yè)循環(huán)水集散控制，達(dá)到節(jié)能節(jié)水的目的；具體步驟如下:
步驟I參數(shù)設(shè)置:通過操作系統(tǒng)輸入軟水密閉循環(huán)系統(tǒng)和凈水循環(huán)系統(tǒng)之出水溫度值、回水溫度值，電路工作電流、工作電壓以及水泵和風(fēng)機(jī)軸溫的安全值，經(jīng)通訊模塊將設(shè)置信息傳到中央運(yùn)算控制系統(tǒng)之CPU模塊，CPU模塊計(jì)算好供水量；
步驟2安全檢測(cè):現(xiàn)場(chǎng)安全檢測(cè)儀表之電壓表、電流表對(duì)電路的工作電壓、工作電流以及水泵之進(jìn)水閥、出水閥的開關(guān)狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)，通過Al模塊將信息回傳到CPU模塊確認(rèn)； 步驟3啟動(dòng)水泵:CPU模塊確認(rèn)安全后向PID控制系統(tǒng)發(fā)出啟動(dòng)指令，通過控制器PIDI啟動(dòng)軟水密閉循環(huán)系統(tǒng)之軟環(huán)水泵、凈水循環(huán)系統(tǒng)之凈環(huán)水泵、噴淋水泵和凈水提升水栗;
步驟4調(diào)節(jié):
現(xiàn)場(chǎng)儀表系統(tǒng)之監(jiān)控檢測(cè)儀表將運(yùn)行過程中軟水密閉循環(huán)系統(tǒng)和凈水循環(huán)系統(tǒng)出水管的出水流量、水壓、出水溫度、回水溫度、現(xiàn)場(chǎng)大氣溫度和大氣濕度信息通過Al模塊回傳CPU模塊，CPU模塊將回傳值與設(shè)定值進(jìn)行計(jì)算、分析和比較、并根據(jù)結(jié)果發(fā)出是否需要修正或調(diào)整的指令:
(1)通過PID控制系統(tǒng)和現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行系統(tǒng)I，對(duì)軟水密閉循環(huán)系統(tǒng)之軟環(huán)水泵、凈水循環(huán)系統(tǒng)之凈環(huán)水泵的臺(tái)數(shù)和轉(zhuǎn)速、冷卻塔風(fēng)機(jī)組臺(tái)數(shù)和轉(zhuǎn)速以及出水管調(diào)節(jié)閥閥門開度的工況進(jìn)行調(diào)整；
(2)通過AO模塊，控制電動(dòng)閥、從而調(diào)整控制水泵的開或關(guān)；
(3)通過DO模塊對(duì)冷卻器風(fēng)機(jī)開啟的臺(tái)數(shù)進(jìn)行調(diào)整；
通過以上調(diào)節(jié)使出水溫度和回水溫度自動(dòng)達(dá)到操作系統(tǒng)的設(shè)定值；
步驟5補(bǔ)水:現(xiàn)場(chǎng)安全檢測(cè)儀表之液位表不斷將凈水池以及軟水回水總管的水位信息通過Al模塊傳到CPU模塊，CPU模塊根據(jù)設(shè)定的安全值與回傳值進(jìn)行計(jì)算、分析和比較:
(1)當(dāng)軟水回水總管的水位回傳值達(dá)到下限值時(shí)CPU模塊向PID控制系統(tǒng)發(fā)出補(bǔ)水指令，軟水補(bǔ)水水泵開始補(bǔ)水，當(dāng)達(dá)到上限值時(shí)發(fā)出停止補(bǔ)水指令，軟水補(bǔ)水水泵停止工作；
(2)當(dāng)凈水池的水位回傳值達(dá)到下限值時(shí)CPU模塊向PID控制系統(tǒng)發(fā)出補(bǔ)水指令，凈水補(bǔ)水水泵開始補(bǔ)水，當(dāng)達(dá)到上限值時(shí)發(fā)出停止補(bǔ)水指令，凈水補(bǔ)水水泵停止工作；
步驟6安全保護(hù):現(xiàn)場(chǎng)安全檢測(cè)儀表之電壓表、電流表、軸溫表、不斷將水泵和風(fēng)機(jī)的工作電壓、工作電流和軸溫等安全信息通過Al模塊傳到CPU模塊，CPU模塊根據(jù)設(shè)定的安全值與回傳值進(jìn)行比較、計(jì)算，當(dāng)回傳值超過設(shè)定的安全值時(shí)，發(fā)出警報(bào)和停止或切換指令，系統(tǒng)停止在用故障設(shè)備或切換到備用設(shè)備。
[0014]由于采用上述技術(shù)方案，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明之工業(yè)循環(huán)水集散控制節(jié)能節(jié)水裝置及其控制方法具有如下有益效果:
1.本發(fā)明之工業(yè)冷卻循環(huán)水系統(tǒng)集散控制節(jié)能節(jié)水裝置和控制方法，利用集中管理，分散控制的原理，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)需要建立起相應(yīng)的數(shù)學(xué)計(jì)算模型，操作人員只需要在操作系統(tǒng)輸入按工藝要求設(shè)定的出水溫度和回水溫度，系統(tǒng)將自動(dòng)按內(nèi)置的數(shù)學(xué)模型對(duì)設(shè)備裝置進(jìn)行運(yùn)行和調(diào)節(jié)，自動(dòng)調(diào)整水泵和冷卻塔風(fēng)機(jī)運(yùn)行臺(tái)數(shù)和轉(zhuǎn)速，自動(dòng)調(diào)整出水管閥門開度，不需要人工干預(yù)，完全智能化，實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化和信息化的高效融合，自動(dòng)化程度高、操作簡(jiǎn)單方便、效率高、節(jié)能節(jié)水、安全可靠；
2.采用本發(fā)明之工業(yè)循環(huán)水集散控制節(jié)能節(jié)水裝置和控制方法能根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)需要、大氣溫濕度變化自動(dòng)調(diào)整水流量、冷卻塔和冷卻器風(fēng)機(jī)的臺(tái)數(shù)和風(fēng)量，使得用水量和電耗大大降低，以10000m3/h的冷卻循環(huán)水系統(tǒng)為例，需消耗總功率約4000kw，耗水近50萬m3/a，本發(fā)明可降低電耗25%，節(jié)水30%，年節(jié)電600萬kwh，節(jié)水15萬m3/a，節(jié)能效果顯著；
3.由于本發(fā)明之工業(yè)循環(huán)水集散控制節(jié)能節(jié)水裝置，通過安全檢測(cè)儀表的監(jiān)測(cè)反饋，實(shí)現(xiàn)聯(lián)鎖安全控制，從而提高了整個(gè)冷卻循環(huán)水系統(tǒng)的安全性，在水位低于安全值時(shí)，啟動(dòng)補(bǔ)水泵自動(dòng)補(bǔ)水，在發(fā)生溫度突變、循環(huán)水設(shè)備故障時(shí)，裝置能快速反應(yīng)，自動(dòng)調(diào)整運(yùn)行狀態(tài)，自動(dòng)切換到備用設(shè)備，同時(shí)由于采用集散控制系統(tǒng)，當(dāng)系統(tǒng)故障時(shí)，主要的運(yùn)行設(shè)備不會(huì)受到影響，保證供水安全，為安全、穩(wěn)定生產(chǎn)創(chuàng)造良好條件。
[0015]4、由于水蒸發(fā)量和飄散量的減少，對(duì)穩(wěn)定水質(zhì)的藥劑需要量也相應(yīng)減少，降低了對(duì)環(huán)境的污染。
[0016]下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明之工業(yè)循環(huán)水集散控制節(jié)能節(jié)水裝置及其控制方法的技術(shù)特征作進(jìn)一步的說明。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1:本發(fā)明之工業(yè)循環(huán)水集散控制節(jié)能節(jié)水裝置系統(tǒng)框圖；
圖2:本發(fā)明之工業(yè)循環(huán)水集散控制節(jié)能節(jié)水裝置管路連接示意圖。
[0018]圖中:
000—操作系統(tǒng)，100 —中央運(yùn)算控制系統(tǒng)，200— PID控制系統(tǒng)，310—現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行系統(tǒng)I，320—現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行系統(tǒng)II，410—安全檢測(cè)儀表，420—監(jiān)控檢測(cè)儀表；
I一冷卻塔，101 一冷卻塔風(fēng)機(jī)，2一冷卻器，201 一冷卻器風(fēng)機(jī)，3一噴淋水栗，41 >42一需冷卻的工藝設(shè)備，5—軟環(huán)水泵，51一軟水出水管，52—軟水出水流量表，53—軟水出水水壓表，54—軟水出水溫度表，55—軟水回水總管，56—軟水回水溫度表，57—軟水回水液位表，58—軟水補(bǔ)水水泵，F(xiàn)51—軟水進(jìn)水閥，F(xiàn)52—軟水出水閥，F(xiàn)53—軟水補(bǔ)水閥；
6—凈環(huán)水泵，61—凈水出水管，611—凈水出水支管I，612—凈水出水支管II，62—凈水出水流量表，63—凈水出水水壓表，64—凈水出水溫度表，651—凈水回水支管，652—凈水回水總管，661—凈水回水支管溫度表，662—凈水回水總管溫度表，67—凈水池液位表，68—凈水補(bǔ)水水泵，69—凈水提升水泵，7—凈水池，8—凈水熱水池，F(xiàn)61—凈水進(jìn)水閥，F(xiàn)62—凈水出水閥，F(xiàn)63、F64—凈水支管調(diào)節(jié)閥，F(xiàn)65—凈水補(bǔ)水閥，F(xiàn)66—提升水泵閥。

【具體實(shí)施方式】
[0019]實(shí)施例一
一種工業(yè)循環(huán)水集散控制節(jié)能節(jié)水裝置，包括操作系統(tǒng)000、中央運(yùn)算控制系統(tǒng)100、PID控制系統(tǒng)200、現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行系統(tǒng)I 310、現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行系統(tǒng)II 320和現(xiàn)場(chǎng)儀表系統(tǒng)，現(xiàn)場(chǎng)儀表系統(tǒng)之檢測(cè)儀表分布在工業(yè)循環(huán)水之軟水密閉循環(huán)系統(tǒng)和凈水循環(huán)系統(tǒng)管路和電路中的對(duì)應(yīng)檢測(cè)位；
操作系統(tǒng)000通過以太網(wǎng)與中央運(yùn)算控制系統(tǒng)100連接，操作系統(tǒng)用于輸入和調(diào)整設(shè)定的參數(shù)，并對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行狀況進(jìn)行監(jiān)控；
PID控制系統(tǒng)200通過以太網(wǎng)與中央運(yùn)算控制系統(tǒng)100連接，PID控制系統(tǒng)用于根據(jù)中央運(yùn)算控制系統(tǒng)的指令控制現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行系統(tǒng)310的動(dòng)作；
現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行系統(tǒng)I 310通過電纜與PID控制系統(tǒng)輸出端連接，執(zhí)行中央運(yùn)算控制系統(tǒng)100通過PID控制系統(tǒng)下達(dá)的指令；
現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行系統(tǒng)II 320通過電纜與中央運(yùn)算控制系統(tǒng)100連接、接受中央運(yùn)算控制系統(tǒng)100下達(dá)的指令，同時(shí)將執(zhí)行的工況信息回傳給中央運(yùn)算控制系統(tǒng)100 ；
現(xiàn)場(chǎng)儀表系統(tǒng)通過電纜與中央運(yùn)算控制系統(tǒng)100連接，現(xiàn)場(chǎng)儀表系統(tǒng)用于將檢測(cè)的數(shù)據(jù)回傳給中央運(yùn)算控制系統(tǒng)； 中央運(yùn)算控制系統(tǒng)100用于根據(jù)操作系統(tǒng)輸入設(shè)定的參數(shù)，向現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行系統(tǒng)I 310和現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行系統(tǒng)II 320下達(dá)執(zhí)行指令，同時(shí)不斷將現(xiàn)場(chǎng)儀表系統(tǒng)以及現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行系統(tǒng)II 320回傳的數(shù)據(jù)與操作系統(tǒng)輸入的設(shè)定值進(jìn)行計(jì)算、分析和比較，并根據(jù)結(jié)果調(diào)整修正下達(dá)執(zhí)行指令以確保循環(huán)水系統(tǒng)的正常運(yùn)行。
[0020]所述中央運(yùn)算控制系統(tǒng)100包括通訊模塊、CPU模塊、DI模塊、DO模塊、Al模塊和AO模塊；
所述通訊模塊、CPU模塊和DI模塊、DO模塊、Al模塊、AO模塊依次通過安裝背板連接，通訊模塊輸入端通過以太網(wǎng)與外部的操作系統(tǒng)000連接，CPU模塊外部接口與PID控制系統(tǒng)連接，所述DI模塊、DO模塊、Al模塊和AO模塊的外部接口與現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行系統(tǒng)320連接，Al模塊的外部接口同時(shí)與外部的現(xiàn)場(chǎng)儀表系統(tǒng)連接；
所述通訊模塊作用是將操作系統(tǒng)的輸入信號(hào)傳給CPU模塊，CPU模塊根據(jù)操作系統(tǒng)輸入設(shè)定的參數(shù)，通過向DO模塊、AO模塊和PID控制系統(tǒng)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行系統(tǒng)I 310和現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行系統(tǒng)II 320下達(dá)執(zhí)行指令，同時(shí)不斷將DI模塊、Al模塊和PID控制系統(tǒng)回傳的數(shù)據(jù)與設(shè)定的參數(shù)進(jìn)行計(jì)算、分析和比較，根據(jù)結(jié)果通過DO模塊、AO模塊和PID控制系統(tǒng)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行系統(tǒng)I 310和現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行系統(tǒng)II 320下達(dá)經(jīng)修正調(diào)整的執(zhí)行指令。
[0021]所述現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行系統(tǒng)I 310包括水泵調(diào)速器、風(fēng)機(jī)調(diào)速器和電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)；所述PID控制系統(tǒng)200包括控制器PID 1、控制器PID II和控制器PID III ;
所述控制器PID I用于控制工業(yè)循環(huán)水水泵組運(yùn)行的臺(tái)數(shù)和轉(zhuǎn)速，控制器PID I通過水泵調(diào)速器與水泵組各水泵電路連接，所述控制器PID II用于控制冷卻塔風(fēng)機(jī)組運(yùn)行的臺(tái)數(shù)和轉(zhuǎn)速，控制器PID II通過風(fēng)機(jī)調(diào)速器與冷卻塔風(fēng)機(jī)組各風(fēng)機(jī)電路連接，所述控制器PID III用于控制出水管調(diào)節(jié)閥的閥門開度，控制器PID III通過電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)與各出水管調(diào)節(jié)閥連接；
所述水泵調(diào)速器和風(fēng)機(jī)調(diào)速器或?yàn)樽冾l器調(diào)速器、磁力調(diào)速器或液力調(diào)速器；
所述現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行系統(tǒng)II 320包括冷卻器和電動(dòng)閥；
所述DI模塊和DO模塊與冷卻器風(fēng)機(jī)組各風(fēng)機(jī)電路連接，DI模塊用于接收冷卻器風(fēng)機(jī)反饋的數(shù)據(jù)，并輸送CPU模塊；DO模塊用于根據(jù)CPU模塊的指令控制冷卻器風(fēng)機(jī)組的運(yùn)行臺(tái)數(shù);Al模塊和AO模塊通過電動(dòng)閥與水泵組電路連接，Al模塊用于接收電動(dòng)閥以及現(xiàn)場(chǎng)儀表系統(tǒng)反饋的數(shù)據(jù)，并輸送CPU模塊;A0模塊用于根據(jù)CPU模塊的指令并通過電動(dòng)閥控制水泵組的運(yùn)行狀態(tài)(開啟或關(guān)閉)。
[0022]所述水泵組包括軟環(huán)水泵、凈環(huán)水泵、噴淋水泵、提升水泵、凈水補(bǔ)水水泵和軟水補(bǔ)水水泵:軟環(huán)水泵安裝在軟水密閉循環(huán)系統(tǒng)的軟水出水管路，凈環(huán)水泵安裝在凈水循環(huán)系統(tǒng)的凈水出水管路，噴淋水泵安裝在位于冷卻器上部的凈水出水支管II末端，提升水泵安裝在凈水循環(huán)系統(tǒng)凈水熱水池與冷卻塔之間的管路，凈水補(bǔ)水水泵安裝在凈水循環(huán)系統(tǒng)之凈水池上部，其進(jìn)水端與外部水源相通，軟水補(bǔ)水水泵安裝在軟水密閉循環(huán)系統(tǒng)的回水總管，其進(jìn)水端與外部水源相通，所述軟環(huán)水泵和凈環(huán)水泵的進(jìn)水端設(shè)進(jìn)水閥，出水端設(shè)出水閥。
[0023]所述現(xiàn)場(chǎng)儀表系統(tǒng)包括安全檢測(cè)儀表410和監(jiān)控檢測(cè)儀表420 ；
所述安全檢測(cè)儀表包括電壓表、電流表、軸溫表和液位表:電壓表、電流表安裝在水泵組及風(fēng)機(jī)組的工作電路，軸溫表分別通過傳感器與水泵組各水泵轉(zhuǎn)軸連接，液位表分別安裝在軟水密閉循環(huán)系統(tǒng)的回水總管和凈水循環(huán)系統(tǒng)的凈水池；
所述監(jiān)控檢測(cè)儀表包括大氣溫度表、大氣濕度表、出水溫度表、回水溫度表、出水壓力表和出水流量表:大氣溫度表和大氣濕度表安裝在現(xiàn)場(chǎng)，出水壓力表、出水流量表和出水溫度表分別安裝在軟水密閉循環(huán)系統(tǒng)和凈水循環(huán)系統(tǒng)的出水管，回水溫度表分別安裝在軟水密閉循環(huán)系統(tǒng)和凈水循環(huán)系統(tǒng)的回水總管或回水支管；
所述檢測(cè)儀表采用4-20mA輸出，并通過電纜與中央運(yùn)算控制系統(tǒng)之Al模塊連接。
[0024]所述操作系統(tǒng)或是觸摸屏或是PC機(jī)；所述冷卻器2或?yàn)檎舭l(fā)冷卻器或?yàn)榘迨綗峤粨Q器。
[0025]實(shí)施例二
一種工業(yè)循環(huán)水集散控制節(jié)能節(jié)水控制方法，所述控制方法是利用由上述操作系統(tǒng)
000、中央運(yùn)算控制系統(tǒng)100、PID控制系統(tǒng)200、現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行系統(tǒng)I 310、現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行系統(tǒng)II 320和現(xiàn)場(chǎng)儀表系統(tǒng)組成的工業(yè)循環(huán)水集散控制節(jié)能節(jié)水裝置，通過向中央運(yùn)算控制系統(tǒng)輸入設(shè)定的參數(shù)，對(duì)工況的檢測(cè)，由中央運(yùn)算控制系統(tǒng)將現(xiàn)場(chǎng)儀表系統(tǒng)和現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行系統(tǒng)II 320回傳的數(shù)據(jù)與設(shè)定的參數(shù)進(jìn)行計(jì)算、分析和比較，并根據(jù)結(jié)果通過DO模塊、AO模塊和PID控制系統(tǒng)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行系統(tǒng)I和現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行系統(tǒng)II下達(dá)執(zhí)行指令，完成對(duì)水泵組臺(tái)數(shù)和轉(zhuǎn)速、噴淋電動(dòng)閥的開啟、出水管調(diào)節(jié)閥閥門開度大小、冷卻塔風(fēng)機(jī)組以及冷卻器的臺(tái)數(shù)和轉(zhuǎn)速的控制，實(shí)現(xiàn)工業(yè)循環(huán)水集散控制，達(dá)到節(jié)能節(jié)水的目的；具體步驟如下:
步驟I參數(shù)設(shè)置:通過操作系統(tǒng)000輸入軟水密閉循環(huán)系統(tǒng)和凈水循環(huán)系統(tǒng)之出水溫度值、回水溫度值，電路工作電流、工作電壓以及水泵和風(fēng)機(jī)軸溫的安全值，經(jīng)通訊模塊將設(shè)置信息傳到中央運(yùn)算控制系統(tǒng)之CPU模塊，CPU模塊計(jì)算好供水量；
步驟2安全檢測(cè):現(xiàn)場(chǎng)安全檢測(cè)儀表之電壓表、電流表對(duì)電路的工作電壓、工作電流以及水泵之進(jìn)水閥、出水閥的開關(guān)狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)，通過Al模塊將信息回傳到CPU模塊確認(rèn)；步驟3啟動(dòng)水泵:CPU模塊確認(rèn)安全后向PID控制系統(tǒng)發(fā)出啟動(dòng)指令，通過控制器PIDI啟動(dòng)軟水密閉循環(huán)系統(tǒng)之軟環(huán)水泵、凈水循環(huán)系統(tǒng)之凈環(huán)水泵、噴淋水泵和凈水提升水栗;
步驟4調(diào)節(jié):
現(xiàn)場(chǎng)儀表系統(tǒng)之監(jiān)控檢測(cè)儀表將運(yùn)行過程中軟水密閉循環(huán)系統(tǒng)和凈水循環(huán)系統(tǒng)出水管的出水流量、水壓、出水溫度、回水溫度、現(xiàn)場(chǎng)大氣溫度和大氣濕度信息通過Al模塊回傳CPU模塊，CPU模塊將回傳值與設(shè)定值進(jìn)行計(jì)算、分析和比較、并根據(jù)結(jié)果發(fā)出是否需要修正或調(diào)整的指令:
(1)通過PID控制系統(tǒng)和現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行系統(tǒng)I310，對(duì)軟水密閉循環(huán)系統(tǒng)之軟環(huán)水泵、凈水循環(huán)系統(tǒng)之凈環(huán)水泵的臺(tái)數(shù)和轉(zhuǎn)速、冷卻塔風(fēng)機(jī)組臺(tái)數(shù)和轉(zhuǎn)速以及出水管調(diào)節(jié)閥閥門開度的工況進(jìn)行調(diào)整；
(2)通過AO模塊，控制電動(dòng)閥的開或關(guān)；
(3)通過DO模塊對(duì)冷卻器風(fēng)機(jī)開啟的臺(tái)數(shù)進(jìn)行調(diào)整；
通過以上調(diào)節(jié)使出水溫度和回水溫度自動(dòng)達(dá)到操作系統(tǒng)的設(shè)定值；
步驟5補(bǔ)水:現(xiàn)場(chǎng)安全檢測(cè)儀表之液位表不斷將凈水池以及軟水回水總管的水位信息通過Al模塊傳到CPU模塊，CPU模塊根據(jù)設(shè)定的安全值與回傳值進(jìn)行計(jì)算、分析和比較:
(I)當(dāng)軟水回水總管的水位回傳值達(dá)到下限值時(shí)CPU模塊向PID控制系統(tǒng)發(fā)出補(bǔ)水指令，軟水補(bǔ)水水泵開始補(bǔ)水，當(dāng)達(dá)到上限值時(shí)發(fā)出停止補(bǔ)水指令，軟水補(bǔ)水水泵停止工作；
(2)當(dāng)凈水池的水位回傳值達(dá)到下限值時(shí)CPU模塊向PID控制系統(tǒng)發(fā)出補(bǔ)水指令，凈水補(bǔ)水水泵開始補(bǔ)水，當(dāng)達(dá)到上限值時(shí)發(fā)出停止補(bǔ)水指令，凈水補(bǔ)水水泵停止工作；
步驟6安全保護(hù):現(xiàn)場(chǎng)安全檢測(cè)儀表之電壓表、電流表、軸溫表、不斷將水泵和風(fēng)機(jī)的工作電壓、工作電流和軸溫等安全信息通過Al模塊傳到CPU模塊，CPU模塊根據(jù)設(shè)定的安全值與回傳值進(jìn)行比較、計(jì)算，當(dāng)回傳值超過設(shè)定的安全值時(shí)，發(fā)出警報(bào)和停止或切換指令，系統(tǒng)停止在用故障設(shè)備或切換到備用設(shè)備。
[0026]軟水密閉循環(huán)系統(tǒng)及凈水循環(huán)系統(tǒng)流程:
軟水密閉循環(huán)系統(tǒng)負(fù)責(zé)對(duì)較重要的工藝設(shè)備進(jìn)行冷卻，在軟水密閉循環(huán)系統(tǒng)中，軟環(huán)水泵5進(jìn)水端設(shè)軟水進(jìn)水閥F51,出水端設(shè)軟水出水閥F52,軟水出水管51設(shè)軟水出水流量表52、軟水出水水壓表53、軟水出水溫度表54，軟水回水總管55設(shè)軟水回水總管溫度表56，與軟水回水總管連接的膨脹管上設(shè)軟水液位表57和軟水補(bǔ)水水泵58 ；
循環(huán)過程:由軟環(huán)水泵5將軟水從軟水出水管51輸送到需冷卻的工藝設(shè)備41進(jìn)行冷卻，在完成對(duì)工藝設(shè)備進(jìn)行冷卻降溫后，水溫升高后的軟水從軟水回水總管55流向冷卻器2，由冷卻器風(fēng)機(jī)和凈水完成對(duì)軟水二次強(qiáng)化散熱，使軟水保持一定的安全溫度，軟水重新循環(huán)使用；冷卻器的臺(tái)數(shù)可根據(jù)需要設(shè)定。
[0027]凈水循環(huán)系統(tǒng)負(fù)責(zé)對(duì)較一般工藝設(shè)備進(jìn)行冷卻，在凈水循環(huán)系統(tǒng)中，凈環(huán)水泵6進(jìn)水端設(shè)凈水進(jìn)水閥F61，出水端設(shè)凈水出水閥F62，出水支管I 611上設(shè)凈水支管調(diào)節(jié)閥F63，出水支管II 612上設(shè)凈水支管調(diào)節(jié)閥F64，凈水出水管61設(shè)凈水出水流量表62、凈水出水水壓表63、凈水出水溫度表64，凈水回水支管651設(shè)凈水回水支管溫度表661，凈水回水總管652設(shè)凈水回水總管溫度表662，凈水池設(shè)凈水池液位表67和凈水補(bǔ)水水泵68，
循環(huán)過程:由凈環(huán)水泵6將凈水池7的凈水通過凈水出水管61其中一路經(jīng)凈水出水支管I 611輸送到要冷卻降溫的工藝設(shè)備42進(jìn)行冷卻，在完成對(duì)工藝設(shè)備進(jìn)行冷卻降溫后，水溫升高后的凈水從凈水回水支管651流回凈水熱水池8 ;另一路經(jīng)凈水出水支管II 612輸送到噴淋泵3，實(shí)施對(duì)冷卻器2噴淋以對(duì)水溫升高后的軟水進(jìn)行二次強(qiáng)化散熱，完成換熱后水溫升高的凈水從冷卻器2流回凈水熱水池8，由提升水泵69將凈水熱水池8的熱水提升到冷卻塔I通過冷卻塔的風(fēng)機(jī)進(jìn)行散熱降溫，冷卻后的凈水流回凈水池7，凈環(huán)水泵6再次將凈水加壓輸送，依次循環(huán)。
[0028]控制原理:
1.系統(tǒng)啟動(dòng)開始后對(duì)設(shè)置的數(shù)據(jù)開始初始化，現(xiàn)場(chǎng)儀表對(duì)工作電流、電壓、閥門開關(guān)狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)，中央運(yùn)算控制系統(tǒng)進(jìn)行分析確認(rèn)安全后，向PID控制系統(tǒng)發(fā)出啟動(dòng)指令:
(I)在軟水密閉循環(huán)系統(tǒng)，軟環(huán)水泵組按設(shè)定的參數(shù)啟動(dòng)，現(xiàn)場(chǎng)儀表對(duì)出水壓力和流量進(jìn)行檢測(cè)，在冷卻水完成對(duì)工藝設(shè)備的降溫冷卻后，升溫的軟水流向冷卻器2進(jìn)行熱交換，現(xiàn)場(chǎng)儀表對(duì)軟水出水溫度進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)后的信息送至CPU模塊，中央運(yùn)算控制系統(tǒng)與設(shè)定值進(jìn)行比較計(jì)算后向PID控制系統(tǒng)發(fā)出調(diào)整執(zhí)行指令，由PID控制系統(tǒng)控制調(diào)整軟環(huán)水泵的臺(tái)數(shù)、轉(zhuǎn)速，以及軟水進(jìn)水閥和軟水出水閥閥門的開度，DO模塊控制對(duì)冷卻器風(fēng)機(jī)啟停，AO模塊控制噴淋水泵的開或關(guān)，由PID控制系統(tǒng)根據(jù)出水水溫、大氣溫度、濕度、噴淋水溫度，向調(diào)速器發(fā)指令，通過凈水出水支管調(diào)節(jié)閥按設(shè)定的回水溫度調(diào)節(jié)出水支管出水量和噴淋水量，使回水溫度和出水溫度達(dá)到設(shè)定值，系統(tǒng)重新循環(huán)。
[0029](2)在凈水循環(huán)系統(tǒng)，凈環(huán)水泵按設(shè)定的參數(shù)啟動(dòng)，現(xiàn)場(chǎng)儀表對(duì)凈水出水的壓力和流量以及出水溫度進(jìn)行監(jiān)測(cè)；在冷卻水完成對(duì)工藝設(shè)備的降溫冷卻以及對(duì)軟水的二次冷卻后，現(xiàn)場(chǎng)儀表對(duì)出水溫度進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)后的信息送至CPU和PID控制系統(tǒng)，中央運(yùn)算控制系統(tǒng)與設(shè)定的參數(shù)進(jìn)行比較計(jì)算后發(fā)出執(zhí)行指令，由PID控制系統(tǒng)對(duì)凈環(huán)水泵的臺(tái)數(shù)、轉(zhuǎn)速以及凈水進(jìn)水閥和凈水出水閥的閥門開度進(jìn)行調(diào)整，使出水溫度自動(dòng)達(dá)到設(shè)定值；PID控制系統(tǒng)根據(jù)大氣溫度、濕度、出水溫度、流量，按設(shè)定的參數(shù)自動(dòng)調(diào)整冷卻塔風(fēng)機(jī)啟停數(shù)量和轉(zhuǎn)速，使回水溫度自動(dòng)達(dá)到設(shè)定值，系統(tǒng)重新循環(huán)。
[0030]2.聯(lián)鎖安全控制
(1)在上述循環(huán)水循環(huán)過程中，有電壓、電流、軸溫等安全監(jiān)測(cè)儀表對(duì)水泵組和冷卻塔風(fēng)機(jī)的工作狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)；當(dāng)超出設(shè)定的安全值時(shí)，或者操作系統(tǒng)失靈時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)停止在用設(shè)備并切換到備用設(shè)備，保證設(shè)備安全和穩(wěn)定生產(chǎn)；
(2)在上述循環(huán)水循環(huán)過程中，有液位表對(duì)軟水回水總管和凈水池的液位工作進(jìn)行監(jiān)控:
軟水回水總管液位表對(duì)總管液位進(jìn)行檢測(cè)，當(dāng)達(dá)到下限值時(shí)中央控制系統(tǒng)發(fā)出補(bǔ)水指令，軟水補(bǔ)水水泵開始補(bǔ)水；當(dāng)達(dá)到上限值時(shí)中央控制系統(tǒng)發(fā)出停止補(bǔ)水指令，水泵停止；凈水液位表對(duì)凈水池液位進(jìn)行檢測(cè)，當(dāng)達(dá)到下限值時(shí)中央控制系統(tǒng)發(fā)出補(bǔ)水指令，凈水補(bǔ)水水泵開始補(bǔ)水；當(dāng)達(dá)到上限值時(shí)中央控制系統(tǒng)發(fā)出停止補(bǔ)水指令，水泵停止。
【權(quán)利要求】
1.一種工業(yè)循環(huán)水集散控制節(jié)能節(jié)水裝置，其特征在于: 該裝置包括操作系統(tǒng)(000)、中央運(yùn)算控制系統(tǒng)(100)、PID控制系統(tǒng)(200)、現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行系統(tǒng)I (310)、現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行系統(tǒng)II (320)和現(xiàn)場(chǎng)儀表系統(tǒng)，現(xiàn)場(chǎng)儀表系統(tǒng)之檢測(cè)儀表分布在工業(yè)循環(huán)水之軟水密閉循環(huán)系統(tǒng)和凈水循環(huán)系統(tǒng)管路和電路中的對(duì)應(yīng)檢測(cè)位； 操作系統(tǒng)(000)通過以太網(wǎng)與中央運(yùn)算控制系統(tǒng)(100)連接，操作系統(tǒng)用于輸入和調(diào)整設(shè)定的參數(shù)，并對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行狀況進(jìn)行監(jiān)控； PID控制系統(tǒng)(200)通過以太網(wǎng)與中央運(yùn)算控制系統(tǒng)(100)連接，PID控制系統(tǒng)用于根據(jù)中央運(yùn)算控制系統(tǒng)的指令控制現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)打系統(tǒng)I (310)的動(dòng)作； 現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行系統(tǒng)I (310)通過電纜與PID控制系統(tǒng)輸出端連接，執(zhí)行中央運(yùn)算控制系統(tǒng)100通過PID控制系統(tǒng)下達(dá)的指令； 現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)彳丁系統(tǒng)II (320)通過電纜與中央運(yùn)算控制系統(tǒng)(100)連接、接受中央運(yùn)算控制系統(tǒng)(100)下達(dá)的指令，同時(shí)將執(zhí)行的工況信息回傳給中央運(yùn)算控制系統(tǒng)(100)； 現(xiàn)場(chǎng)儀表系統(tǒng)通過電纜與中央運(yùn)算控制系統(tǒng)(100 )連接，現(xiàn)場(chǎng)儀表系統(tǒng)用于將檢測(cè)的數(shù)據(jù)回傳給中央運(yùn)算控制系統(tǒng)； 中央運(yùn)算控制系統(tǒng)(100)用于根據(jù)操作系統(tǒng)輸入設(shè)定的參數(shù)，向現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行系統(tǒng)I(310)和現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行系統(tǒng)II (320)下達(dá)執(zhí)行指令，同時(shí)不斷將現(xiàn)場(chǎng)儀表系統(tǒng)以及現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行系統(tǒng)II (320)回傳的數(shù)據(jù)與操作系統(tǒng)輸入的設(shè)定值進(jìn)行計(jì)算、分析和比較，并根據(jù)結(jié)果調(diào)整修正下達(dá)執(zhí)行指令以確保循環(huán)水系統(tǒng)的正常運(yùn)行。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工業(yè)循環(huán)水集散控制節(jié)能節(jié)水裝置，其特征在于: 所述中央運(yùn)算控制系統(tǒng)(100)包括通訊模塊、CPU模塊、DI模塊、DO模塊、Al模塊和AO模塊: 所述通訊模塊、CPU模塊和DI模塊、DO模塊、Al模塊、AO模塊依次通過安裝背板連接; 所述通訊模塊輸入端通過以太網(wǎng)與外部的操作系統(tǒng)(000)連接，輸出端與CPU模塊連接； 所述CPU模塊的外部接口與PID控制系統(tǒng)(200)連接，PID控制系統(tǒng)通過電纜與現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行系統(tǒng)I (310)連接； 所述DI模塊、DO模塊、Al模塊和AO模塊的外部接口與現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行系統(tǒng)II (320)連接，Al模塊的外部接口同時(shí)與外部的現(xiàn)場(chǎng)儀表系統(tǒng)連接； 所述通訊模塊作用是將操作系統(tǒng)的輸入信號(hào)傳給CPU模塊，CPU模塊根據(jù)操作系統(tǒng)輸入設(shè)定的參數(shù)，通過向DO模塊、AO模塊和PID控制系統(tǒng)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行系統(tǒng)I (310)和現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行系統(tǒng)II (320)下達(dá)執(zhí)行指令，同時(shí)不斷將DI模塊、Al模塊和PID控制系統(tǒng)回傳的數(shù)據(jù)與設(shè)定的參數(shù)進(jìn)行計(jì)算、分析和比較，根據(jù)結(jié)果通過DO模塊、AO模塊和PID控制系統(tǒng)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行系統(tǒng)I (310)和現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行系統(tǒng)II (320)下達(dá)經(jīng)修正調(diào)整的執(zhí)行指令。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的工業(yè)循環(huán)水集散控制節(jié)能節(jié)水裝置，其特征在于: 所述現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行系統(tǒng)I (310)包括水泵調(diào)速器、風(fēng)機(jī)調(diào)速器和電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)； 所述PID控制系統(tǒng)(200)包括控制器PID 1、控制器PID II和控制器PID III ; 所述控制器PID I用于控制工業(yè)循環(huán)水水泵組運(yùn)行的臺(tái)數(shù)和轉(zhuǎn)速，控制器PID I通過水泵調(diào)速器與水泵組各水泵電路連接； 所述控制器PID II用于控制冷卻塔風(fēng)機(jī)組運(yùn)行的臺(tái)數(shù)和轉(zhuǎn)速，控制器PID II通過風(fēng)機(jī)調(diào)速器與冷卻塔風(fēng)機(jī)組各風(fēng)機(jī)電路連接； 所述控制器PID III用于控制出水管調(diào)節(jié)閥的閥門開度，控制器PID III通過電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)與各出水管調(diào)節(jié)閥連接； 所述水泵調(diào)速器和風(fēng)機(jī)調(diào)速器或?yàn)樽冾l器調(diào)速器、磁力調(diào)速器或液力調(diào)速器； 所述現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行系統(tǒng)II (320)包括冷卻器和電動(dòng)閥； 所述DI模塊和DO模塊與冷卻器風(fēng)機(jī)組各風(fēng)機(jī)電路連接，DI模塊用于接收冷卻器風(fēng)機(jī)反饋的數(shù)據(jù)，并輸送CPU模塊；D0模塊用于根據(jù)CPU模塊的指令控制冷卻器風(fēng)機(jī)組的運(yùn)行臺(tái)數(shù)； Al模塊和AO模塊通過電動(dòng)閥與水泵組電路連接，Al模塊用于接收電動(dòng)閥以及現(xiàn)場(chǎng)儀表系統(tǒng)反饋的數(shù)據(jù)，并輸送CPU模塊;A0模塊用于根據(jù)CPU模塊的指令并通過電動(dòng)閥控制水泵組的開啟或關(guān)閉。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的工業(yè)循環(huán)水集散控制節(jié)能節(jié)水裝置，其特征在于: 所述水泵組包括軟環(huán)水泵、凈環(huán)水泵、噴淋水泵、提升水泵、凈水補(bǔ)水水泵和軟水補(bǔ)水水泵:軟環(huán)水泵安裝在軟水密閉循環(huán)系統(tǒng)的軟水出水管路，凈環(huán)水泵安裝在凈水循環(huán)系統(tǒng)的凈水出水管路，噴淋水泵安裝在位于冷卻器上部的凈水出水支管II末端，提升水泵安裝在凈水循環(huán)系統(tǒng)凈水熱水池與冷卻塔之間的管路，凈水補(bǔ)水水泵安裝在凈水循環(huán)系統(tǒng)之凈水池上部，其進(jìn)水端與外部水源相通，軟水補(bǔ)水水泵安裝在軟水密閉循環(huán)系統(tǒng)的回水總管，其進(jìn)水端與外部水源相通； 所述軟環(huán)水泵和凈環(huán)水泵的進(jìn)水端設(shè)進(jìn)水閥，出水端設(shè)出水閥。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的工業(yè)循環(huán)水集散控制節(jié)能節(jié)水裝置，其特征在于:所述操作系統(tǒng)或是觸摸屏或是PC機(jī)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的工業(yè)循環(huán)水集散控制節(jié)能節(jié)水裝置，其特征在于: 所述現(xiàn)場(chǎng)儀表系統(tǒng)包括安全檢測(cè)儀表(410)和監(jiān)控檢測(cè)儀表(420)； 所述安全檢測(cè)儀表包括電壓表、電流表、軸溫表和液位表:電壓表、電流表安裝在水泵組及風(fēng)機(jī)組的工作電路，軸溫表分別通過傳感器與水泵組各水泵轉(zhuǎn)軸連接，液位表分別安裝在軟水密閉循環(huán)系統(tǒng)的回水總管和凈水循環(huán)系統(tǒng)的凈水池； 所述監(jiān)控檢測(cè)儀表包括大氣溫度表、大氣濕度表、出水溫度表、回水溫度表、出水壓力表和出水流量表:大氣溫度表和大氣濕度表安裝在現(xiàn)場(chǎng)，出水壓力表、出水流量表和出水溫度表分別安裝在軟水密閉循環(huán)系統(tǒng)和凈水循環(huán)系統(tǒng)的出水管，回水溫度表分別安裝在軟水密閉循環(huán)系統(tǒng)和凈水循環(huán)系統(tǒng)的回水總管或回水支管； 所述檢測(cè)儀表采用4-20mA輸出，并通過電纜與中央運(yùn)算控制系統(tǒng)之Al模塊連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的工業(yè)循環(huán)水集散控制節(jié)能節(jié)水裝置，其特征在于:所述冷卻器(2)或?yàn)檎舭l(fā)冷卻器或?yàn)榘迨綗峤粨Q器。
8.—種工業(yè)循環(huán)水集散控制節(jié)能節(jié)水控制方法，其特征在于:所述控制方法是利用由上述操作系統(tǒng)(000)、中央運(yùn)算控制系統(tǒng)(100)、PID控制系統(tǒng)(200)、現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行系統(tǒng)I(310)、現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行系統(tǒng)II (320)和現(xiàn)場(chǎng)儀表系統(tǒng)組成的工業(yè)循環(huán)水集散控制節(jié)能節(jié)水裝置，通過向中央運(yùn)算控制系統(tǒng)輸入設(shè)定的參數(shù)，對(duì)工況的檢測(cè)，由中央運(yùn)算控制系統(tǒng)將現(xiàn)場(chǎng)儀表系統(tǒng)和現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行系統(tǒng)II (320)回傳的數(shù)據(jù)與設(shè)定的參數(shù)進(jìn)行計(jì)算、分析和比較，并根據(jù)結(jié)果通過DO模塊、AO模塊和PID控制系統(tǒng)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行系統(tǒng)I和現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行系統(tǒng)II下達(dá)執(zhí)行指令，完成對(duì)水泵組臺(tái)數(shù)和轉(zhuǎn)速、噴淋電動(dòng)閥的開啟、出水管調(diào)節(jié)閥閥門開度大小、冷卻塔風(fēng)機(jī)組以及冷卻器的臺(tái)數(shù)和轉(zhuǎn)速的控制，實(shí)現(xiàn)工業(yè)循環(huán)水集散控制，達(dá)到節(jié)能節(jié)水的目的；具體步驟如下: 步驟I參數(shù)設(shè)置:通過操作系統(tǒng)(000)輸入軟水密閉循環(huán)系統(tǒng)和凈水循環(huán)系統(tǒng)之出水溫度值、回水溫度值，電路工作電流、工作電壓以及水泵和風(fēng)機(jī)軸溫的安全值，經(jīng)通訊模塊將設(shè)置信息傳到中央運(yùn)算控制系統(tǒng)之CPU模塊，CPU模塊計(jì)算好供水量； 步驟2安全檢測(cè):現(xiàn)場(chǎng)安全檢測(cè)儀表之電壓表、電流表對(duì)電路的工作電壓、工作電流以及水泵之進(jìn)水閥、出水閥的開關(guān)狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)，通過Al模塊將信息回傳到CPU模塊確認(rèn)； 步驟3啟動(dòng)水泵:CPU模塊確認(rèn)安全后向PID控制系統(tǒng)發(fā)出啟動(dòng)指令，通過控制器PIDI啟動(dòng)軟水密閉循環(huán)系統(tǒng)之軟環(huán)水泵、凈水循環(huán)系統(tǒng)之凈環(huán)水泵、噴淋水泵和凈水提升水栗; 步驟4調(diào)節(jié): 現(xiàn)場(chǎng)儀表系統(tǒng)之監(jiān)控檢測(cè)儀表將運(yùn)行過程中軟水密閉循環(huán)系統(tǒng)和凈水循環(huán)系統(tǒng)出水管的出水流量、水壓、出水溫度、回水溫度、現(xiàn)場(chǎng)大氣溫度和大氣濕度信息通過Al模塊回傳CPU模塊，CPU模塊將回傳值與設(shè)定值進(jìn)行計(jì)算、分析和比較、并根據(jù)結(jié)果發(fā)出是否需要修正或調(diào)整的指令: (I)通過PID控制系統(tǒng)和現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行系統(tǒng)I (310)，對(duì)軟水密閉循環(huán)系統(tǒng)之軟環(huán)水泵、凈水循環(huán)系統(tǒng)之凈環(huán)水泵的臺(tái)數(shù)和轉(zhuǎn)速、冷卻塔風(fēng)機(jī)組臺(tái)數(shù)和轉(zhuǎn)速以及出水管調(diào)節(jié)閥閥門開度的工況進(jìn)行調(diào)整； (2 )通過AO模塊，控制電動(dòng)閥、從而調(diào)整控制水泵的開或關(guān)； (3)通過DO模塊對(duì)冷卻器風(fēng)機(jī)開啟的臺(tái)數(shù)進(jìn)行調(diào)整； 通過以上調(diào)節(jié)使出水溫度和回水溫度自動(dòng)達(dá)到操作系統(tǒng)的設(shè)定值； 步驟5補(bǔ)水:現(xiàn)場(chǎng)安全檢測(cè)儀表之液位表不斷將凈水池以及軟水回水總管的水位信息通過Al模塊傳到CPU模塊，CPU模塊根據(jù)設(shè)定的安全值與回傳值進(jìn)行計(jì)算、分析和比較: (1)當(dāng)軟水回水總管的水位回傳值達(dá)到下限值時(shí)CPU模塊向PID控制系統(tǒng)發(fā)出補(bǔ)水指令，軟水補(bǔ)水水泵開始補(bǔ)水，當(dāng)達(dá)到上限值時(shí)發(fā)出停止補(bǔ)水指令，軟水補(bǔ)水水泵停止工作； (2)當(dāng)凈水池的水位回傳值達(dá)到下限值時(shí)CPU模塊向PID控制系統(tǒng)發(fā)出補(bǔ)水指令，凈水補(bǔ)水水泵開始補(bǔ)水，當(dāng)達(dá)到上限值時(shí)發(fā)出停止補(bǔ)水指令，凈水補(bǔ)水水泵停止工作； 步驟6安全保護(hù):現(xiàn)場(chǎng)安全檢測(cè)儀表之電壓表、電流表、軸溫表、不斷將水泵和風(fēng)機(jī)的工作電壓、工作電流和軸溫等安全信息通過Al模塊傳到CPU模塊，CPU模塊根據(jù)設(shè)定的安全值與回傳值進(jìn)行比較、計(jì)算，當(dāng)回傳值超過設(shè)定的安全值時(shí)，發(fā)出警報(bào)和停止或切換指令，系統(tǒng)停止在用故障設(shè)備或切換到備用設(shè)備。
【文檔編號(hào)】G05B19/418GK104317281SQ201410653098
【公開日】2015年1月28日 申請(qǐng)日期:2014年11月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月17日
【發(fā)明者】許軍 申請(qǐng)人:廣西遠(yuǎn)望科技有限責(zé)任公司