集中水冷却系统的电气控制

2.3.1 控制系统的流程图

控制系统的流程图如图4 所示。

2.3.2 自动控制程序

1)压力控制为提高系统的可靠性，将4 台循环泵设计为互为备用的形式，即任何一台循环泵都可能变频运行，也可能市电运行，当任何一台循环泵出现故障，系统会自动启动没有使用的泵，始终使系统的压力维持在设定的压力附近。

循环水泵1~4 在自动运行时，循环泵1 优先变频运行，若循环泵1 的频率高于49 Hz(最高频率为50 Hz)，并且系统应用水的压力小于用户设定值，则循环泵1 转换为市电运行，同时循环泵2开始变频运行;若循环泵2 的频率高于49 Hz(最高频率为50 Hz)，并且系统应用水的压力还小于用户设定值，则循环泵2 转换为市电运行，循环泵3 开始变频运行;依次类推。

若在系统启动时循环泵1 出现故障，则循环泵2 优先变频启动;依次类推。

若循环水泵1 从变频向市电转换，而循环泵2出现故障，循环泵3 则变频运行;依次类推。

各循环泵的优先循序为1寅2寅3寅4;系统工作一段时间后，其优先顺序自动变换为2寅1寅3寅4;再工作一段时间变为3寅2寅1寅4;依次类推。

2)温度控制为节省能源和提高冷却的可靠性，冷却排风机、冷却喷淋泵、冷却电动阀等的运行根据水温的高低自动控制。

2.3.3 安全保护和故障分析报警

1)采用两套压力传感器同时对压力进行检测，并将两者测量的压力进行比较，以判断压力传感器是否正常工作;

2)系统安装有压力极限保护开关;

3)对所有的PLC采集的模拟量都要做平均值计算，以防止现场干扰;

4)所有的循环泵、喷淋泵、排风机之间不但在外部硬件设计上做了联锁，而且在程序内也设计有各种联锁;

5)对于外部输入信号，程序内都设有延时确认功能，以防止外部的干扰。

系统根据故障的不同和重要性，将故障分为三个等级，并且会做出不同的提示，将各故障以代码的形式显示出来。

3 电磁兼容性的解决

在有变频器的电气系统中，变频器产生的高次谐波对系统中的其他设备会产生干扰，严重的可能使其他设备不能正常工作，因此系统从软、硬两方面采取了消除干扰的措施：

1)将变频器和不易受干扰的接触器等安装在一个控制柜内，而PLC、二次仪表等易受干扰的器件安装在另一个柜内;

2)所有的信号线均采用屏蔽电缆，并且在控制柜内一点接地;

3)变频器的接地和其他传感器的接地分开，采用不同的接地;

4)变频器和其他设备、传感器的布线分开，敷设不同的金属线槽;

5)在PLC 和二次仪表的供电端增加低通滤波器来滤除干扰;

6)选用抗干扰性能符合在严酷工业条件下工作的电磁兼容的仪表;

7)在PLC 程序的编制上，采用平均法、确认法、剔除法等。

4 结语

由于系统采用了PLC进行控制，通过变频器的PID运算，再加上完美的设计，使得该集中水冷却系统功能完善、可靠性高、便于维护。

作者简介：

师保俊，男，工作于中联西北工程设计研究院。

参考文献：

[1] 赵金荣主编.可编程序控制器原理及应用[M].上海：上海应用技术学院.

[2] 廖常初主编. PLC 编程及应用[M].北京：机械工业出版社.

[3] 丁斗章主编. 变频调速技术与系统应用[M].北京：机械工业出版社.