CN103676987A - 冻结站液氨自动控制系统 - Google Patents

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张步俊
刘文民
杨思臣
程志彬
陈凤海
江国民
刘增东
庆文奎
孟方
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Abstract

本发明公开了一种冻结站液氨自动控制系统，涉及冻结站液氨自动控制技术领域。该系统有一用于采集液氨分离器中氨液液位高度的液位传感器,与液位传感器连接将液位传感器采集的液位模拟信号转换成数字信号的A/D转换模块，与A/D转换模块连接的PLC，分别与PLC连接的D/A转换模块,与D/A转换模块连接的电动阀，与PLC连接的用于显示氨液液位数据和操作的显示操作装置，与PLC连接用于远程控制的上位机，与PLC连接的报警装置；在液氨分离器的进液管道上并联一安装有阀门的管道，所述的电动阀安装在所述的管道上，在所述的液位传感器与所述的A/D转换模块之间连接有手动开关。优点：实现制冷站中氨液分离器中的氨液位高度的自动控制，运行安全可靠。

Description

冻结站液氨自动控制系统
技术领域
本发明涉及冻结站液氨自动控制技术领域，具体是一种冻结站液氨自动控制系统。
背景技术
冻结工程施工过程中投入的设备很多，冻结站中的液氨分离器就是其中一个重要的设备。目前液氨分离器自动化程度低，不能准确测量氨液液位参数，远程总部无法及时了解项目部施工现场设备状况，完全是由技术人员凭经验调节，这样很难保证设备在最佳的状态下运行，既浪费了大量的电费也达不到最佳的制冷效果，给日常工作的管理和设备的维护带来了很大的不便。由于人工测量误差比较大、监测不及时等原因，液氨分离器存在如下所述的安全隐患。1、低压循环桶液位过高，容易使压缩机吸气带液，损害压缩机。2、低压循环桶液位过低，容易使泵气蚀，或由于制冷剂气化使泵无法正常供液及冷却，烧毁氨泵。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺点，本发明提供一种冻结站液氨自动控制系统，实现制冷站中氨液分离器中的氨液位高度的自动控制，运行安全可靠。
本发明是以如下技术方案实现的：一种冻结站液氨自动控制系统，包括一用于采集液氨分离器中氨液液位高度的液位传感器, 与液位传感器连接将液位传感器采集的液位模拟信号转换成数字信号的A/D转换模块，与A/D转换模块连接的PLC，分别与PLC连接的D/A转换模块,与D/A转换模块连接的电动阀，与PLC连接的用于显示氨液液位数据和操作的显示操作装置，与PLC连接用于远程控制的上位机，与PLC连接的报警装置；在液氨分离器的进液管道上并联一安装有阀门的管道，所述的电动阀安装在所述的管道上，在所述的液位传感器与所述的A/D转换模块之间连接有手动开关。
本发明的有益效果是：实现制冷站中氨液分离器中的氨液位高度的自动控制，运行安全可靠，可持续检测、高限 /低限报警；提高设备利用率，保证冻结效果；节约日常运行费用，如耗电量；节省人力、减轻劳动强度：运行中的调节控制可自动集中管理；实现集中显示，分散控制或过程全部自动化。
附图说明
图1是本发明结构示意图；
图2是液位传感器的一种安装结构示意图；
图3是液位传感器的另一种安装结构示意图；
图4是本发明原理框图。
具体实施方式
如图1所示，一种冻结站液氨自动控制系统有一用于采集液氨分离器中氨液液位高度的液位传感器1, 与液位传感器1连接将液位传感器采集的液位模拟信号转换成数字信号的A/D转换模块2，与A/D转换模块2连接的PLC 5，与PLC 5连接的D/A转换模块3,与D/A转换模块3连接的电动阀8，与PLC5连接的用于显示氨液液位数据和操作的显示操作装置6，与PLC5连接用于远程控制的上位机7，与PLC连接的报警装置4；在液氨分离器的进液管道上并联一安装有阀门9的管道10，所述的电动阀8安装在所述的管道上10，在所述的液位传感器1与所述的A/D转换模块2之间连接有手动开关。      
如图2所示，所述的液位传感器1安装在液氨分离器内部。
如图3所示，在液氨分离器连接一与其相通的筒体11，筒体内的氨液液位高度及压力与液氨分离器中氨液液位高度及压力相同，所述的液位传感器1安装在所述的筒体11内。
如图4所示，可编程控制器通过接收液位传感器发出的液位信号，液位传感器将其采集到的液位数据送入PLC，所述的液位数据与PLC内部设定的数据惊醒对比，对电动阀的开度大、小进行控制，通过PLC的PID调节来实现对液位的精确控制，从而使液位始终处于允许的范围以内。
本实施例中，所述的显示操作装置采用MT4404P工业触摸屏。所述的PLC采用可编程控制器K7M-DR20U，可编程控制器K7M-DR20U具备0.1μs/步的高速处理速度，最大I/O容量可以达到120点，无需电池从而使用超级电容保存程序数据，内置RS485通讯功能，先进的高速计数功能和PID功能，可编程控制器K7M-DR20U通过工业485通讯网络与上位机进行通讯。所述的电动阀采用丹弗斯电磁节流阀ICM。上位机采用 web组态应用软件，显示各监测数据并对画面内的所有设备进行远程控制，同时还有动态画面、设备工作状态以及实时/历史报警信号等功能，通过配套软件实现项目部和公司总部的集中查看运行数据、存储、报表、曲线、打印和报警。可编程控制器K7M-DR20U可与MT4404P工业触摸屏通信联络，并由MT4404P工业触摸屏主从机设置，实现通过计算机完成操作控制、管理及数据收集，整体提高系统的自动化程度。
该系统是在现有氨分离器的基础上，加装PLC、液位传感器、工业触摸屏及电磁节流阀等，以实现调节站的自动控制，并将数据通过PLC、触摸屏上传入项目部主控室的上位机，通过配套软件实现项目部和公司总部的集中查看运行数据、存储、报表、曲线、打印和报警。可完成自动和手动微调调节，并满足根据各项要求拟定的制冷工艺指标。
该系统具有如下功能：
1、采用液位传感器、电磁节流阀、PLC、触摸屏实现氨液分离器自动供液，确保制冷机组正常运转。
2、实时监测氨液分离器内氨液液位，当高于或者低于设定的液位范围后，按设定的程序控制相关电磁节流阀门的闭合程度，以达到自动控制供液流量。同时，应实现各种冷凝压力状态下液位自动控制。
3、通过触摸屏准确反映液位，并通过高、低位报警装置实现液位有效控制。
4、实现制冷站中氨液分离器中的氨液位高度的自动控制（PID），控制高度在0-2M内自动调节。电动阀可自动、手动切换。自动即为自整定PID调节，手动时不自动调节，人工设定开度，进行微调。
5、很好的人机界面，可与触摸屏进行通讯，要求液位实时高度、设定目标高度、开停、自动手动等相关设定参数可以在通用触摸屏上显示或设置。
6、单台为单元实现液位自动显示控制。
7、通过上位机实现将液位情况和电动阀开度在远端显示，完成对图像数据、测量数据的传输、存储、显示、转换、打印和出现异常进行报警等一系列工作。
该系统利用带 PID控制功能的 PLC通过工业485网络对氨分离器的液位进行自动控制，达到无人值守，并可实现其远程数据采集及报警等的方法。给出了 PID的参数调整方法和经验值，并且数据可随意调整，可实现现场手动和自动的切换。通过冻结站液氨自动化控制，不但减轻了操作人员工作负担、节约施工成本、提高了系统的可靠性。而且对制冷系统的数据管理和分析具有重要作用。

Claims (4)

1. 一种冻结站液氨自动控制系统，其特征在于：包括一用于采集液氨分离器中氨液液位高度的液位传感器（1）, 与液位传感器（1）连接将液位传感器采集的液位模拟信号转换成数字信号的A/D转换模块（2），与A/D转换模块（2）连接的PLC（5），与PLC（5）连接的D/A转换模块（3）,与D/A转换模块3连接的电动阀（8），与PLC（5）连接的用于显示氨液液位数据和操作的显示操作装置（6），与PLC（5）连接用于远程控制的上位机（7），与PLC连接的报警装置（4）；在液氨分离器的进液管道上并联一安装有阀门（9）的管道（10），所述的电动阀（8）安装在所述的管道上（10），在所述的液位传感器（1）与所述的A/D转换模块（2）之间连接有手动开关。
2. 根据权利要求1所述的冻结站液氨自动控制系统，其特征在于：所述的液位传感器1安装在液氨分离器内部。
3.根据权利要求1所述的冻结站液氨自动控制系统，其特征在于：在液氨分离器连接一与其相通的筒体，筒体内的氨液液位高度及压力与液氨分离器中氨液液位高度及压力相同，所述的液位传感器安装在所述的筒体内。
4.根据权利要求1-3任一项所述的冻结站液氨自动控制系统，其特征在于：所述的显示操作装置采用MT4404P工业触摸屏，所述的PLC采用可编程控制器K7M-DR20U，可编程控制器K7M-DR20U，通过工业485通讯网络与上位机进行通讯；所述的电动阀采用丹弗斯电磁节流阀ICM。
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