基于工业物联网和软PLC的制冷系统群控解决方案.pdf
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1、179自动化与控制基于工业物联网和软 PLC 的制冷系统群控解决方案张然张志辉(中汽研汽车工业工程(天津)有限公司,天津 300300)摘要:在“双碳”战略目标下,实现高效制冷站不能局限于更新改造硬件设备,更要重视对通信和控制等软系统的优化升级。文章结合某项目工程实践,探索基于工业物联网搭建的通信生态以及应用软可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller,PLC)技术的制冷站群控解决方案,以此来有效降低设备能耗,节约机房的运营成本。关键词:制冷站;工业物联网;软可编程逻辑控制器(PLC);群控系统Refrigeration System Group Contro
2、l Solution Based on Industrial Internet of Things and Soft PLCZHANG Ran,ZHANG Zhihui(China Automotive Industry Engineering(Tianjin)Co.,Ltd.,Tianjin 300300)Abstract:Under the“double carbon”strategic goal,the realization of efficient refrigeration station can not be limited to the upgrading of hardwar
3、e equipment,but also pay attention to the optimization and upgrading of soft systems such as communication and control.Based on the engineering practice of a certain project,this paper explores the communication ecology built based on the industrial internet of things and the group control solution
4、of refrigeration station with the application of Programmable Logic Controller(PLC)technology,so as to effectively reduce equipment energy consumption and save the operating cost of the equipment room.Keywords:refrigeration station;industrial internet of things;soft Programmable Logic Controller(PLC
5、);group control system2019 年,中华人民共和国国家发展和改革委员会等七部委印发的绿色高效制冷行动方案中提出:到 2030 年,大型公共建筑制冷能效提升 30%,制冷总体能效水平提升 25%以上,绿色高效制冷产品市场占有率提高 40%以上1。因此,打造“节能降耗、高效低碳”的制冷系统成为当下重要而紧迫的需求。文章基于天津某园区高效制冷站房的工程实践,尝试采用工业物联网通信技术及软可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller,PLC)控 制 技 术,通过对制冷机房群控系统的高效节能技术研究和案例分析,提出一套切实可行、有章可循的落地实施解决
6、方案。它的优势在于摆脱了物理链路限制,使得信息共享更加灵活高效,并能够建立复杂的数学节能模型对机房设备进行科学管理控制。目前项目已投入使用,不仅实现了制冷系统能源的精准供给,还验证了该解决方案的节能减排效果。1项目概况该项目是一个含办公、餐饮、报告厅、运动馆、设备车间、门卫以及能源站房等的综合型园区,总占地面积为 20.53 万 m2,总建筑面积为 19.50 万 m2,其中空调面积为 15.00 万 m2,空调面积占总建筑面积的77%。项目地处寒冷区域,我国规定中央空调制冷期是 69 月,但实际园区 510 月均有供冷需求。2群控系统解决方案2.1设计方案园区规划建设两个制冷站,以 1#制冷
7、站为例,按照使用需求设计 3 台 3 868 kW 的变频离心式冷水机组,匹配 4 台冷冻泵、4 台冷却泵和 3 组开式冷却塔的冷水量。1 台 1 582 kW 变频螺杆式冷水机组,匹配2台冷冻泵、2台冷却泵和1组开式冷却塔的冷水量。本项目制冷系统群控设计方案如下:整合工业物联网技术,实时准确地监控站房内相关设备,感知传感器及智能仪表,主要包括制冷机组、冷冻水泵、冷却水泵、冷却塔,以及末端空调的启停状态、运行参数、故障报警、能耗监测、被控参数的设定和显示;利用软 PLC 构建节能运行模型,实现制冷机最佳负荷率控制、冷冻水系统一次泵定流量或压差旁通阀变流量调节,以及根据末端负荷情况进行全局寻优联
8、动联调,保证系统稳定运行在设定温度区间,方便客户远程集中控制与管理。2.2工业物联网技术应用根据制冷系统群控设计方案,结合工程实际情况,本项目群控系统采用工业物联网技术,即部署具有监控和感知功能的多种数采传感器或控制器,以及将物联网通信、边缘数据处理等技术融入制冷系统工作过程的各个环节,实现数量繁多且分散布置的监控节点高速互联互通。该群控系统支持各类物联网设备如远距离无线电(Long Range Radio,LoRa)、Wi-Fi、Zigbee、4G/5G 等多种无线/有线方式直接接入或者PLC 信号与物联设备转化协议接入,通过网关、路由器等设备可以实现设备的联网,从而将机房的设备组建成一个实
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