CN201637332U - 冷却塔节能运行智能控制器 - Google Patents

Abstract

本实用新型属冷却塔运行控制技术领域，具体涉及一种对闭式冷却塔进行节能运行的智能控制器。由操作面板、传感器部分、可编程数字逻辑电路、驱动控制部分、远程通讯接口部分和故障检测部分组成，驱动控制部分由驱动及中间继电器、回路故障检测器、交流接触器经电路连接组成；可编程数字逻辑电路连接驱动控制部分的驱动及中间继电器；故障检测部分连接执行回路故障检测器；温度传感器通过内置式变送器连接A/D模数转换器，A/D模数转换器连接中央处理器，中央处理器分别连接压力传感器、远方操作扩展器和操作面板。本实用新型具有自寻优、自适应的智能模糊控制的特点，优化了主机运行环境，节省能耗，提高闭式冷却塔运行的可靠性和使用寿命。

Description

冷却塔节能运行智能控制器

技术领域

本实用新型属冷却塔运行控制技术领域，具体涉及一种冷却塔节能运行智能控制器。

背景技术

在现代工业生产中，冷却塔水处理工艺被越来越广泛地应用，并且对提高生产效率和产品质量，提高生产操作的自动化程度和工作可靠性等方面，正在起着越来越重要的作用。在空调系统应用方面，冷却塔水处理工艺只是提高机房环境控制精密空调设备运行的重要设备，利用冷却塔的风机系统冷却装置、喷淋系统冷却装置、蒸汽(电加热)加热系统装置对空调系统用冷却水进行温度控制，保证空调冷却水温度控制在25度到32度的范围里，从而提高冷却水系统运行的可靠性、稳定性。目前大多数冷却塔控制采用传统控制方式，运行能耗高，成本高，控制方式简单，能效比低等问题，而且一般都没有通信功能。

发明内容

本实用新型的目的在于提出一种简便实用、操作方便、运行可靠，在无人的情况下实现自动运行和远程监控，并提供快速故障诊断功能，方便设备维护保养的冷却塔节能智能控制器。

本实用新型提出的冷却塔节能运行智能控制器，由中央处理器1、可编程数字逻辑电路(CPLD)2、操作面板10、传感器部分、、驱动控制部分、远程通讯接口部分和故障检测部分12组成，其中，驱动控制部分、可编程数字逻辑电路2、远程通讯接口部分和故障检测部分12分别位于模糊控制处理器控制主板13上；驱动控制部分由驱动及中间继电器3、回路故障检测器4、交流接触器5依次经电路连接组成；可编程数字逻辑电路2的一端连接中央处理器1，另一端连接驱动控制部分的驱动及中间继电器3；故障检测部分12的一端连接中央处理器1，另一端连接回路故障检测器4；传感器部分由温度传感器7、压力传感器8组成，温度传感器7通过内置式变送器6连接A/D模数转换器14，A/D模数转换器14的另一端连接中央处理器1，压力传感器8一端连接循环水泵的进水、出水端口处压力传感器，另一端连接中央处理器1；远程通讯接口部分由远方操作扩展器11组成，远方操作扩展器11的一端连接中央处理器1，操作面板10通过接插件连接中央处理器1。

本实用新型中，温度传感器7可以为4个，分别与相应的内置式变送器6相连，温度传感器7的另一端分别连接系统换热器的冷却水进口端、换热器的冷却水出口端、喷淋水的积水箱中和闭式冷却塔的进风口处，每个温度传感器7分别用于测量进入闭式冷却塔换热器的进水温度、出水温度、喷淋水温度、环境温度。

本实用新型中，压力传感器8可以为4个，每两个压力传感器8分别连接循环水泵的进口端与出口端，分别用于测量循环水泵的进水压力与出水压力。

本实用新型中，交流接触器5可以为4个，分别与相应的执行回路故障检测器4相连，交流接触器5的另一端分别连接风机9、喷淋泵和加热器。

本实用新型中，中央处理器1连接看门狗15，以提高装置的可靠性和抗干扰性。

本实用新型中，远方操作扩展器11提供远程控制接口。

本实用新型中，操作面板10采用铝合金粘面，设有代码窗、操作键盘、状态指示灯，同时在面板中布置了参数设置代码查询、故障指示代码查询功能。

本实用新型中，操作面板10与模糊控制处理器控制主板13相背安装，成为整体，固定在电控箱的操作面板上。

本实用新型中，中央处理器1连接供电电源16。

本实用新型的优点是：

1、操作面板采用铝合金粘面，操作键盘采用触模式按键，代码窗、运行状态指示灯都安装在面板上，方便直观。

2、面板中布置了参数设置代码查询、故障指示代码查询功能，便于操作、维护、故障诊断。

3、采用了CPU失效无间断工作模块(一担CPU失效或损坏时，有一块大规模可编程数字逻辑电路，根据故障前的运行参数并锁定该参数，保证设备无间断运行，直到故障排除)保证设备的运行。

4、在提高可靠性和抗干扰方面，同时采取了软件看门狗功能。

5、直流供电部分采用了开关电源，以降低由电源端窜入的电网脉动干扰。

6、具有自寻优、自适应的智能模糊控制。采用了模糊控制技术，使系统具有自学习、自寻优和自适应的优化控制功能，实现了各种条件下的最大节能，使节能达到25％～30％。

7、优化了闭式冷却塔运行环境，节省能耗。本实用新型全面采集各种运行参量，再利用先进的模糊控制技术对这些相互关联、相互影响的运行参量进行动态优化控制，以满足季节性变化对系统的运行要求，使主机始终运行在最佳工况，以保持最高的热转换效率，从而降低闭式冷却塔运行的能耗。

8、具有风机累计工作时间平均模式，它的优点是使所有的风机累计工作时间基本一致，提高风机运行的可靠性和使用寿命。

9、集中监控及通信，本实用新型采用抗干扰能力强的独立隔离485标准串行通信，使通信距离达到大于500米或更远，进行双向通信，预留全隔离的远方操作及状态显示(功能包括：开机、停机、实时温度、故障报警停机等)。

本实用新型的工作过程如下：本控制系统通过采样闭式冷却塔系统的进、出水温度、喷淋水温度、环境温度、将各传感器信号通过内置式变送器采样后，经过A/D模数转换器处理，将原来的模拟量信号转换成数字量信号，根据系统的设置参数，进行最优化处理，并通过可编程数字逻辑电路进行控制输出，由驱动输出单元控制交流接触器以完成对控制风机的运行，喷淋水泵的运行、加热器的运行，且驱动输出单元采用光电隔离技术，实现了控制与输出的隔离，保证了系统的安全性。同时系统根据电量变送器和执行回路检测器，实时检测运行情况，完成整个系统的闭环控制运行。同时将管道的压力值也通过压力变送器采样后，经A/D模数转换器处理转换交由中央处理器进行处理，实时监控冷却水管道系统压力状态。

本实用新型采用最佳输出控制。当季节变化，环境温度、末端负荷发生变化时，各路温度传感器将检测到的这些参数送至模糊控制器，模糊控制器依据所采集的实时数据及系统的历史运行数据，实时计算出负荷工况，并以此调节风机、喷淋泵、加热器的运行状态和效率，使空调用冷却水系统的温度、温差、运行在最优值。从而降低了冷却塔运行的能量消耗。

附图说明

图1为本实用新型的结构框图。

图中标号：1为中央处理器，2为CPLD，3为驱动及中间继电器，4为回路故障检测器，5为交流接触器，6为内置式变送器，7为温度传感器，8为压力传感器，9为风机，10为操作面板，11为远方操作扩展器，12为故障检测部分，13为模糊控制处理器控制主板，14为A/D模数转换器，15为看门狗，16为供电电源。

具体实施方式

下面通过实施例结合附图进一步说明本实用新型。

实施例1：将下列各部件按图1所示方式连接，该领域技术人员均能顺利实施。中央处理器1型号为PHILIPS P89C51RX系列，可编程数字逻辑电路2型号为Lattice ispMACH4000V，驱动及中间继电器3的型号为SRD-12VDC，交流接触器5的型号SC-3N，内置式变送器6的型号为S3-RD-3，温度传感器7的型号为PT-100，压力传感器8的型号为830HL，A/D模数转换器14型号为AD574，远方操作扩展器11型号为RS485。

将上述装置用于某钢厂生产管制中心机房空调系统冷却塔水处理。冷却塔智能控制器安装在闭式冷却塔现场电气箱的操作面板上，压力传感器分别安装在两个循环水泵的进口端和出水端，温度传感器7分别安装在系统换热器的冷却水进口端和出口端，喷淋水的积水箱水中、闭式冷却塔的进风口处，驱动控制分别控制两台风机、喷淋泵、加热器接触器的线卷。通信接口通过通信电缆接到集控中心。运行方式通过操作面板上按键选择近控或远控。

Claims (6)

1.一种冷却塔节能运行智能控制器，由中央处理器(1)、可编程数字逻辑电路(2)、操作面板(10)、传感器部分、驱动控制部分、远程通讯接口部分和故障检测部分(12)组成，其特征在于，驱动控制部分、可编程数字逻辑电路(2)、远程通讯接口部分和故障检测部分(12)分别位于模糊控制处理器控制主板(13)上；驱动控制部分由驱动及中间继电器(3)、回路故障检测器(4)、交流接触器(5)依次经电路连接组成；可编程数字逻辑电路(2)的一端连接中央处理器(1)，另一端连接驱动控制部分的驱动及中间继电器(3)；故障检测部分(12)的一端连接中央处理器(1)，另一端连接回路故障检测器(4)；传感器部分由温度传感器(7)、压力传感器(8)组成，温度传感器(7)通过内置式变送器(6)连接A/D模数转换器(14)，A/D模数转换器(14)的另一端连接中央处理器(1)，压力传感器(8)一端连偱环水泵进水、出水端处的压力传感器，另一端连接中央处理器(1)；远程通讯接口部分由远方操作扩展器(11)组成，远方操作扩展器(11)的一端连接中央处理器(1)；操作面板(10)通过接插件连接中央处理器(1)。

2.根据权利要求1所述的冷却塔节能运行智能控制器，其特征在于温度传感器(7)为4个，分别与相应的内置式变送器(6)相连，温度传感器(7)的另一端分别连接系统换热器的冷却水进口端、换热器的冷却水出口端、喷淋水的积水箱水中和闭式冷却塔的进风口处。

3.根据权利要求1所述的冷却塔节能运行智能控制器，其特征在于压力传感器(8)为4个。

4.根据权利要求1所述的冷却塔节能运行智能控制器，其特征在于交流接触器(5)为4个，分别与相应的执行回路故障器(4)相连，交流接触器(5)的另一端分别连接风机(9)、喷淋泵和加热器。

5.根据权利要求1所述的冷却塔节能运行智能控制器，其特征在于中央处理器(1)连接看门狗(15)。

6.根据权利要求1所述的冷却塔节能运行智能控制器，其特征在于中央处理器(1)连接供电电源(16)。

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