CN2826319Y - 溴化锂吸收式冷温水机组高温发生器液位控制装置 - Google Patents

Abstract

一种溴化锂吸收式冷温水机组高温发生器液位控制装置，在液控箱中安装多根液位传感器，在高温发生器中安装高发温度传感器，传感器的液位信号经液位控制器传递给可编程逻辑控制器PLC，高发温度传感器的模拟信号经远程温度模块转换成数字信号后也传送给PLC主站模块，PLC将上述两信号与由触摸屏设置的频率进行比较、判断，输出开关控制信号、模拟量信号或者数字量通讯信号连接控制溶液泵变频器，进而控制其转速。本实用新型采用先进的可编程逻辑控制器PLC信息处理技术和变频技术，控制精确，智能化程度高，液位波动小，机组运行稳定，提高了整机品质和技术性能。

Description

溴化锂吸收式冷温水机组高温发生器液位控制装置

技术领域：

本实用新型涉及一种溴化锂吸收式冷温水机组的信息化控制系统，具体涉及一种溴化锂吸收式冷温水机组高温发生器液位控制装置。

背景技术：

原有溴化锂吸收式冷温水机组的高温发生器液位控制，采用较少的液位传感器、简单的液位控制器、溶液调节阀和开关电路控制。液位控制器通过液位传感器判断液位所在位置，控制溶液泵的启停和溶液调节阀开关。在溶液流量变化很快的情况下，液位波动大，传感器或控制器很难适应，使发生器液位失控，机组运行不稳定，并且可能对机组造成损坏，影响到溴化锂吸收式冷温水机组的整机性能。

发明内容：

本实用新型所要解决的技术问题是：解决原有溴化锂吸收式冷温水机组的双效机高发液位控制原始落后，溶液泵只存在满负荷运行或者停止两种状态和阀门控制，易造成液位的突然上升和下降，液位波动加大，机组运行不稳定，甚至造成机组板式热交换器的损坏，影响整机技术性能的问题；而提供一种智能化控制、精度高、溶液变化平稳、高发液位波动小、有利保护板式热交换器、机组运行平稳、节电节能、提高整机技术性能和品质的溴化锂吸收式冷温水机组高温发生器液位控制装置。

本实用新型采用的技术方案是：这种溴化锂吸收式冷温水机组高温发生器液位控制装置包括有高发温度传感器、远程温度模块、液位传感器、液位控制器、机组操作触摸屏、可编程逻辑控制器PLC、通讯转换器ADAM4520、变频器启停继电器、变频器、溶液泵，5根长短不同、依次排列的液位传感器，安装在溴化锂吸收式冷温水机组的高发液控箱中，将整个液控箱分为A、B、C、D、E、F六个区，液位传感器将液位信号传送到液位控制器的输入端，液位控制器将液位信号转换成开关信号传递给可编程逻辑控制器PLC，PLC开关量输入模块采集该输入信号，并根据液位传感器的信号判断目前液控箱的液位所在的区域，高发温度传感器安装在溴化锂吸收式冷温水机组的高温发生器中，高发温度传感器采集高发温度转换成模拟信号，高发温度传感器输出该模拟信号连接至远程温度模块，远程温度模块将该模块模拟信号转换成数字信号，远程温度模块与可编程逻辑控制器PLC的主站模块连接形成通讯网络，远程温度模块将数字信号传送到主站模块；可编程逻辑控制器PLC还连接有机组操作触摸屏，通过触摸屏设置溶液泵启动溶液在A区时，不同的高发温度对应的不同频率，溶液在不同区域所对应的频率变化量；可编程逻辑控制器PLC通过访问主站模块得到高发温度数字信号，根据该信号决定溶液泵启动时的频率，并根据开关量输入判断当前液位所在的区域，通过两种输出方式控制溶液泵：一种是通过PLC开关量输出模块输出开关控制信号连接到变频器启停继电器线圈，变频器启停继电器触点连接控制溶液泵变频器的启停端，还通过可编程逻辑控制器PLC的模拟量输出模块，将设置的溶液泵的频率采用4～20mA模拟量输出，连接至溶液泵变频器的模拟量输入端，控制变频器的输出频率。另一种是通过PLC通讯板的通讯接口，采用通讯转换器ADAM4520，将RS232转换成RS485通讯，连接到变频器的通讯口连接，实现数字量通讯控制；在机组正常运行时，通讯控制优先；当通讯失败时，自动转入到模拟量控制；变频器根据PLC输入信号大小调节溶液泵的运行频率，改变溶液泵的转速，达到控制流入高发的溶液量，使高发液位控制在C区内。

本实用新型采用可编程逻辑控制器PLC和变频器控制溶液泵的运行频率，使不同液位区域采用不同的运行频率，使得溶液平稳变化，高发液位控制在正常区C区内，液位波动小，不但保护板式热交换器，而且机组运行更加的稳定。本实用新型控制精确，智能化自动化程度高，具有良好的人机界面，彻底改变了原有技术只有满负荷运行或停止两种状态的原始落后的硬性控制，而采用先进的变频技术和信息化处理技术，不仅节能，而且使整机品质和技术性能大大提高。

附图说明：

图1为本实用新型原理框图

图2为本实用新型实施电路图

图3为本实用新型液控箱液位与传感器分布图

具体实施方式：

参见图1，图2，图3，5根长短不同、依次排列的液位传感器，安装在溴化锂吸收式冷温水机组的高发液控箱1中，将整个液控箱分为A、B、C、D、E、F六个区。液位传感器将液位信号传送到液位控制器61F-G4ND的输入端，液位控制器61F-G4ND将液位信号转换成开关信号传递给可编程逻辑控制器PLC，PLC开关量输入模块ID231采集输入信号，并根据液位传感器的信号判断目前液控箱的液位所在的区域。高发温度传感器T5安装在溴化锂吸收式冷温水机组的高温发生器中，高发温度传感器T5采集高发温度转换成模拟信号，高发温度传感器输出该模拟信号连接至远程温度模块DRT1-TSOP4-4，远程温度模块DRT1-TSOP4-4将该模块模拟信号转换成数字信号，远程温度模块DRT1-TSOP4-4与可编程逻辑控制器PLC的主站模块DRM21-V1连接形成通讯网络，远程温度模块将数字信号传送到主站模块。

可编程逻辑控制器PLC还连接有机组操作触摸屏NS12，通过触摸屏NS12设置溶液泵启动时溶液在A区，不同的高发温度对应的不同的频率，以及溶液在不同区域所对应的频率变化量。可编程逻辑控制器PLC通过访问主站模块DRM21-V1得到高发温度数字信号，根据该信号决定溶液泵启动时的频率，并根据开关量输入ID231判断当前液位所在的区域，通过两种输出方式控制溶液泵：一种是通过PLC开关量输出模块OC211输出开关控制信号连接到变频器启停继电器线圈，变频器启停继电器触点连接至控制溶液泵变频器的启停端，溶液泵变频器的启停端控制溶液泵变频器的启停；通过可编程逻辑控制器PLC的模拟量输出模块DA08C，将设置的溶液泵的频率采用4～20mA模拟量输出，连接至溶液泵变频器的模拟量输入端，控制变频器的输出频率。另一种是通过PLC通讯板SCB41-V1的通讯接口，采用通讯转换器ADAM4520，将RS232转换成RS485通讯，连接到变频器的通讯口连接，实现数字量通讯控制。在机组正常运行时，通讯控制优先；当通讯失败时，自动转入到模拟量控制。变频器根据PLC输入信号大小调节溶液泵的运行频率，改变溶液泵的转速，达到控制流入高发的溶液量，使高发液位控制在C区内。

将5根传感器YK1.1、YK1.2、YK1.3、YK1.4、YK1.5长短不同，依次排列安装在高温发生器液控箱中，将整个液控箱分为A、B、C、D、E、F六个区。当溶液与传感器接触时，传感器分别通过Y11、Y12、Y13、Y14、Y15线将液位信号传送到液位控制器的输入端子E7、E4、E5、E1、E2。端子E8接地。液位控制器采用欧姆龙精巧组合型低感度液位控制器，型号61F-G4ND，由20L线，00N线提供220V隔离电源。该控制器由5组继电器模组组成，继电器电极间的动作阻抗为0～1.8KΩ，即当输入端子E7、E4、E5、E1、E2与E8之间的阻抗小于1.8KΩ时继电器触点闭合，脚TC与脚LL1，U1单元2，3脚对调，脚B与脚BH1，脚TC2与脚TA，U5单元1，3脚短接，脚B与脚BH2，脚B与脚BL2，分别闭合，24VDC开关电源信号由V1+线，通过TC、B、TC2脚输入，由LL1、BH1、TA、BH2、BL2输出给PLC。

PLC及其模块由10L线，00N线提供220V隔离电源。PLC的电源提供DC24V0.8A的直流开关电源，通过V1+，V1-用于PLC的输入。PLC的32路开关量输入模块ID231分为A、B两组，各16路；连接线201、202、203、204、205从液控器脚LL1、BH1、TA、BH2、BL2连接到PLC输入模块ID231的A组1、2、3、4、5脚，将液位信号传递到PLC，连接线V1-连接到PLC输入模块ID231的A组9脚，9脚为ID231的A组1-8脚的公共端。A组15脚定义为溶液泵变频器故障输入，将溶液泵变频器故障输出脚RIA、RIC经215线，V1+线连接到PLC，18脚为ID231的A组11-18脚的公共端。

高发温度传感器T5，安装于高温发生器上，采用丹佛斯PT100铂热电阻温度传感器，控制精度A级，±0.15℃，B级，±0.30℃可选。T5实时检测高温发生器溶液的温度，采用三线制连接，降低导线延长时的导线阻抗，T5分别通过40A线，40B线，40B线连接到远程温度模块DRT1-TS04P-4的0A，0B，0B端子上；V2+线，V2-线连接到DRT1-TS04P-4的+，-端子上，向DRT1-TS04P-4提供24V直流电源，满足模块运行功率消耗。

远程温度模块DRT1-TS04P-4通过连接线路V2+，CANL，SHIE，CANH，V2-，采用Device net协议与Device net主站模块DRM21-V1相连。其中V2+，V2-为通讯电源线，V2+连接到Device net主站和从站的RED红色端，V2-连接到BLACK黑色端。CANL，CANH为通讯数据线，SHIE为屏蔽线。主站模块DRM21-V1与远程温度模块DRT1-TS04P-4形成Device net通讯网络，远程温度模块DRT14TS04P-4将PT100温度传感器采集的高发温度由模拟信号转换成数字信号，并将这些数据映射到可编程逻辑控制器PLC内存地址中，数据保持与当前采集的温度实时刷新，供PLC使用。

触摸屏NS12的由V2+，V2-提供DC24V直流电源。触摸屏PORT B口采用RS232通讯方式，RS232的通讯距离为30M左右，距离较短，为了使通讯距离更长，通过NS-AL002转换器将RS232转换成RS422与PLC通讯，距离可达几百米。NS-AL002转换器的RS422输出端分别为RDA(-)、RDB(+)、SDA(-)、SDB(+)，分别通过RD1、RD2、SD6、SD8连接到可编程逻辑控制器PLC的通讯板单元SCB41-V1的RS422口的1、2、6、8脚，实现触摸屏与PLC的连接。

PLC开关量输出模块OC211输出的220V电压来自COM0脚上的导线20L；开关量输出模块OC211-2的4脚经464线连接继电器KA28线圈13脚，14脚连接00N，KA28的常开触点8脚，12脚通过496线，497线，作为溶液泵变频器的运行信号。PLC开关量输出模块OC211-2的5脚经465线连接继电器KA29线圈13脚，14脚连接00N，KA29的常开触点8脚，12脚通过496线，498线，作为溶液泵变频器的复位信号。PLC模拟量输出模块DA08C的1号通道为溶液泵变频器4～20mA模拟量通道，端子I1+脚，I1-脚通过屏蔽线I1+线，I1-线，连接到溶液泵变频器的4～20mA模拟量输入端上，通过触摸屏设置的溶液泵频率最小值对应模拟量最小值4mA，溶液泵频率最大值对应模拟量最大值20mA，频率与模拟量的为线性关系。

除了模拟量和开关量来控制外，PLC还可以通过数字量通讯形式控制溶液泵变频器，默认为通讯控制方式。PLC通讯板SCB-41有两个通讯端口，PORT1为RS232口；PORT2为RS485口。采用PORT1口RS232用于与溶液泵变频器通讯。通过屏蔽通讯电缆将PORT1口与ADAM4520的RS232相连。ADAM4520为研华产品，带隔离的RS232到RS422、RS485转换器，通讯速率可以设置，需DC24V工作电源。V2+线，V2-线连接到ADAM4520的+VS，GND端子上，提供工作电源。ADAM4520的DATA+，DATA-脚为转换后的RS485输出端，通过D1+，D1-屏蔽线连接到溶液泵变频器的通讯端口RJ45，ADAM4520的SG接屏蔽电缆屏蔽层。通过将RS232转换成RS485，PLC与变频器的通讯距离将大大加长，并且可以同时与多个变频器通讯。

004、005、006为3相380V动力电源输入线，QM1为三相电路保护断路器，具有过载、短路和缺相保护功能，可以保护线路和INV1不受损坏。INV1溶液泵变频器采用施奈德(Schneider)Aitivar 31变频器。SPR、SPS、SPT为QM1的出线，连接到INV1的电源输入端L1、L2、L3。INV1的电源输出端U、V、W经SPU、SPV、SPW线连接到溶液泵SP的电机。溶液泵SP用于溶液的循环，受溶液泵变频器INV1控制。

在触摸屏NS12上设置溶液泵最大频率，最小频率；设置溶液泵启动，溶液在A区时不同的高发温度对应的不同的频率，溶液在不同区域所对应的频率变化量。

溶液泵启动时，溶液的液位位于A区，可编程逻辑控制器PLC将采集的当前高发温度数字信号，并做如下判断：

如果高发温度＜80℃，溶液泵变频器以15Hz可设运行；

如果80℃≤高发温度≤120℃，溶液泵变频器以30Hz可设运行；

如果120℃＜高发温度≤145℃，溶液泵变频器以38Hz可设运行；

如果145℃＜高发温度，溶液泵变频器以45Hz可设运行。；

PLC通过采集的高发液位信号，判断目前液控箱的液位所在的区域，并做如下判断：

液位A区→B区：当前溶液泵运行频率降频2Hz，1～3Hz可设；

液位B区→A区：当前溶液泵运行频率每5秒升频2Hz，1～3Hz可设；

液位B区→C区：首次液位B区→C区时，当前溶液泵运行频率降频1Hz，0.5～2Hz可设，并记住本次运行频率，以后靠记忆本次的运行频率变化；

液位C区→B区：当前溶液泵运行频率每5秒升频1Hz，0.5～2Hz可设；

液位C区→D区：当前溶液泵运行频率每5秒降频1Hz，0.5～2Hz可设；

液位D区→C区：靠记忆自调

液位D区→E区：当前溶液泵运行频率每5秒降频3Hz，2～4Hz可设；

液位E区→D区：运行频率不变，直至液位到达C区后开始变化

液位每次回到C区，回忆上次C区频率，即靠记忆；

若上次是C→B区，则此次C区频率比上次加1Hz，0.5～2Hz可设；

若上次是C→D区，则此次C区频率比上次减1Hz，0.5～2Hz可设；频率升降过程中最低到最小设定频率：15Hz，10～18Hz可设，最高到最大设定频率：42Hz，36～50Hz可设。所有可设的参数，都可以在触摸屏NS12上设置。

Claims (1)

1、一种溴化锂吸收式冷温水机组高温发生器液位控制装置，其特征在于：包括有高发温度传感器、远程温度模块、液位传感器、液位控制器、机组操作触摸屏、可编程逻辑控制器PLC、通讯转换器ADAM4520、变频器启停继电器、变频器、溶液泵，5根长短不同、依次排列的液位传感器，安装在溴化锂吸收式冷温水机组的高发液控箱中，液位传感器输出连接液位控制器的输入端，液位控制器输出连接可编程逻辑控制器PLC，PLC开关量输入横块采集输入信号，高发温度传感器安装在溴化锂吸收式冷温水机组的高温发生器中，高发温度传感器输出连接至远程温度模块，远程温度模块与可编程逻辑控制器PLC的主站模块连接形成通讯网络，可编程逻辑控制器PLC还连接有机组操作触摸屏，通过触摸屏设置目标参数，可编程逻辑控制器PLC通过两种输出控制溶液泵：一种是通过PLC开关量输出模块输出开关控制信号连接到变频器启停继电器线圈，变频器启停继电器触点连接控制溶液泵变频器的启停端，还通过可编程逻辑控制器PLC的模拟量输出模块，连接至溶液泵变频器的模拟量输入端，控制变频器的输出频率；另一种是通过PLC通讯板的通讯接口，采用通讯转换器ADAM4520，将RS232转换成RS485通讯，连接到变频器的通讯口连接，实现数字量通讯控制。

Images