工业循环水集散控制节能节水装置及其控制方法制造方法及图纸

一种工业循环水集散控制节能节水装置，包括操作系统、中央运算控制系统、PID控制系统、现场执行系统Ⅰ、现场执行系统Ⅱ和现场仪表系统，现场仪表系统之检测仪表分布在软水密闭循环系统和净水循环系统管路和电路中的对应检测位；利用该装置对工业循环水进行集散控制的方法利用集中管理，分散控制的原理，中央运算控制系统根据操作系统设定的参数，向现场执行系统Ⅰ和现场执行系统Ⅱ下达执行指令，同时不断将现场仪表系统及现场执行系统Ⅱ回传的数据与设定值进行计算、分析和比较，发出调整修正指令以确保循环水系统的正常运行实现工业化和信息化的高效融合，完全智能化，自动化程度高、操作简单方便、效率高、节能节水、安全可靠，环境污染小。

【技术实现步骤摘要】
工业循环水集散控制节能节水装置及其控制方法
本专利技术涉及一种节能节水控制装置和控制方法，特别是一种用于工业冷却循环水集散控制系统的节能节水装置和控制办法。
技术介绍
在工业生产过程中，特别是钢铁、石油炼化、化工等行业，工业循环水（冷却循环水）系统作为辅助系统，为工艺设备的保护和稳定生产起着重要作用，工业循环水系统主要包括软水（或纯水）密闭循环系统、净水循环系统：软水密闭循环系统负责对较重要的工艺设备进行冷却，在软水密闭循环系统中，由软环水泵将软水输送到需冷却的工艺设备进行冷却，在完成对工艺设备进行冷却降温后，温度升高的软水流向冷却器，通过冷却器风机的冷却和由净水对软水二次强化散热，使软水保持一定的安全温度，软水重新循环使用。在净水循环系统，由净环水泵将净化水池的净水通过管道输送到要冷却降温的工艺设备和供软水冷却的冷却器（换热器），完成换热后回流至净水热水池，由提升泵将净水提升至冷却塔通过冷却塔的风机进行散热降温，再自流回净水池，净环水泵再次将净水加压输送到要冷却的工艺设备，以此循环。目前使用的工业循环水系统存在如下不足之处：1．软水循环系统和净水循环系统点多面广，所使用的水泵组、进出水阀门、冷却塔、却冷器（换热器）等回水降温设备较多，现有的控制装置只做到了集中监视和部分简单的远程控制，还需要人工到现场启停和转换，没有设备间联锁自动控制的功能，反应慢，人为因素多，对设备（特别是一些重要设备）的保护留下安全隐患；2．现有的控制装置缺少对回水温度、大气温湿度变化的检测，不能及时调整水泵运行台数及阀门开度、冷却塔和空冷器风机的运行台数和转速，水的蒸发和飘散过大，能耗过高；3．为了确保安全，整个系统基本采用大流量、低温升的运行模式（因安全需要，生产企业在设计时都要预留20%-50%的安全余量），而这些余量在正常生产时是使用不到的，只在发生如管路突发泄漏等意外情况下才需要，在正常运行时就造成了大量电能的浪费；4．有的冷却循环水系统采用两台以上的泵组运行模式，出水流量靠调节出水阀门开度，泵组间流量、压力均不一致；有的一套水泵组要负责多个区域的工艺设备冷却，各工艺设备点没有热负荷反馈调节信息和手段，水泵组不能根据实际负荷情况调整各工艺设备的最佳用水量，水泵的出水流量和压力也没有自动调整的手段，造成大量水资源浪费。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是：针对上述问题，提供一种工业冷却循环水系统集散控制节能节水装置和控制办法，利用集中管理、分散控制的原理，实现工业冷却循环水系统的自动控制，以克服已有技术所存在的上述不足。本专利技术采取的技术方案是：一种工业循环水集散控制节能节水控制方法，所述控制方法是利用由操作系统、中央运算控制系统、PID控制系统、现场执行系统Ⅰ、现场执行系统Ⅱ和现场仪表系统组成的工业循环水集散控制节能节水装置，通过向中央运算控制系统输入设定的参数，对工况的检测，由中央运算控制系统将现场仪表系统和现场执行系统Ⅱ回传的数据与设定的参数进行计算、分析和比较，并根据结果通过DO模块、AO模块和PID控制系统对现场执行系统Ⅰ和现场执行系统Ⅱ下达执行指令，完成对水泵组台数和转速、喷淋电动阀的开启、出水管调节阀阀门开度大小、冷却塔风机组以及冷却器的台数和转速的控制，实现工业循环水集散控制，达到节能节水的目的；所述工业循环水集散控制节能节水装置之操作系统通过以太网与中央运算控制系统连接，操作系统用于输入和调整设定的参数，并对整个系统的运行状况进行监控；PID控制系统通过以太网与中央运算控制系统连接，PID控制系统用于根据中央运算控制系统的指令控制现场执行系统Ⅰ的动作；现场执行系统Ⅰ通过电缆与PID控制系统输出端连接，执行中央运算控制系统通过PID控制系统下达的指令；现场执行系统Ⅱ通过电缆与中央运算控制系统连接、接受中央运算控制系统下达的指令，同时将执行的工况信息回传给中央运算控制系统；现场仪表系统通过电缆与中央运算控制系统连接，现场仪表系统用于将检测的数据回传给中央运算控制系统；中央运算控制系统用于根据操作系统输入设定的参数，向现场执行系统Ⅰ和现场执行系统Ⅱ下达执行指令，同时不断将现场仪表系统以及现场执行系统Ⅱ回传的数据与操作系统输入的设定值进行计算、分析和比较，并根据结果调整修正下达执行指令以确保循环水系统的正常运行。所述中央运算控制系统包括通讯模块、CPU模块、DI模块、DO模块、AI模块和AO模块；所述通讯模块、CPU模块和DI模块、DO模块、AI模块、AO模块依次通过安装背板连接，通讯模块输入端通过以太网与外部的操作系统连接，CPU模块外部接口与PID控制系统连接，所述DI模块、DO模块、AI模块和AO模块的外部接口与现场执行系统Ⅱ连接，AI模块的外部接口同时与外部的现场仪表系统连接；所述通讯模块作用是将操作系统的输入信号传给CPU模块，CPU模块根据操作系统输入设定的参数，通过向DO模块、AO模块和PID控制系统对现场执行系统Ⅰ和现场执行系统Ⅱ下达执行指令，同时不断将DI模块、AI模块和PID控制系统回传的数据与设定的参数进行计算、分析和比较，根据结果通过DO模块、AO模块和PID控制系统对现场执行系统Ⅰ和现场执行系统Ⅱ下达经修正调整的执行指令。所述现场执行系统Ⅰ包括水泵调速器、风机调速器和电动执行机构；所述PID控制系统包括控制器PIDⅠ、控制器PIDⅡ和控制器PIDⅢ；所述控制器PIDⅠ用于控制工业循环水水泵组运行的台数和转速，控制器PIDⅠ通过水泵调速器与水泵组各水泵电路连接；所述控制器PIDⅡ用于控制冷却塔风机组运行的台数和转速，控制器PIDⅡ通过风机调速器与冷却塔风机组各风机电路连接；所述控制器PIDⅢ用于控制出水管调节阀的阀门开度，控制器PIDⅢ通过电动执行机构与各出水管调节阀连接；所述水泵调速器和风机调速器或为变频器调速器、磁力调速器或液力调速器；所述现场执行系统Ⅱ包括冷却器和电动阀；所述DI模块和DO模块与冷却器风机组各风机电路连接，DI模块用于接收冷却器风机反馈的数据，并输送CPU模块，DO模块用于根据CPU模块的指令控制冷却器风机组的运行台数；所述AI模块和AO模块通过电动阀与水泵组电路连接，AI模块用于接收电动阀以及现场仪表系统反馈的数据，并输送CPU模块，AO模块用于根据CPU模块的指令并通过电动阀控制水泵组的开启或关闭。所述水泵组包括软环水泵、净环水泵、喷淋水泵、提升水泵、净水补水水泵和软水补水水泵：软环水泵安装在软水密闭循环系统的软水出水管路，净环水泵安装在净水循环系统的净水出水管路，喷淋水泵安装在位于冷却器上部的净水出水支管Ⅱ末端，提升水泵安装在净水循环系统净水热水池与冷却塔之间的管路，净水补水水泵安装在净水循环系统之净水池上部，其进水端与外部水源相通，软水补水水泵安装在软水密闭循环系统的回水总管，其进水端与外部水源相通；所述软环水泵和净环水泵的进水端设进水阀，出水端设出水阀。所述现场仪表系统包括安全检测仪表和监控检测仪表；所述安全检测仪表包括电压表、电流表、轴温表和液位表：电压表、电流表安装在水泵组及风机组的工作电路，轴温表分别通过传感器与水泵组各水泵转轴连接，液位表分别安装在软水密闭循环系统的回水总管和净水循环系统的净水池；所述监控检测仪表包括大气温度表、大气湿度表、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种工业循环水集散控制节能节水装置，其特征在于：该装置包括操作系统（000）、中央运算控制系统（100）、PID控制系统（200）、现场执行系统Ⅰ（310）、现场执行系统Ⅱ（320）和现场仪表系统，现场仪表系统之检测仪表分布在工业循环水之软水密闭循环系统和净水循环系统管路和电路中的对应检测位；操作系统（000）通过以太网与中央运算控制系统（100）连接，操作系统用于输入和调整设定的参数，并对整个系统的运行状况进行监控；PID控制系统（200）通过以太网与中央运算控制系统（100）连接，PID控制系统用于根据中央运算控制系统的指令控制现场执行系统Ⅰ（310）的动作；现场执行系统Ⅰ（310）通过电缆与PID控制系统输出端连接，执行中央运算控制系统100通过PID控制系统下达的指令；现场执行系统Ⅱ（320）通过电缆与中央运算控制系统（100）连接、接受中央运算控制系统（100）下达的指令，同时将执行的工况信息回传给中央运算控制系统（100）；现场仪表系统通过电缆与中央运算控制系统（100）连接，现场仪表系统用于将检测的数据回传给中央运算控制系统；中央运算控制系统（100）用于根据操作系统输入设定的参数，向现场执行系统Ⅰ（310）和现场执行系统Ⅱ（320）下达执行指令，同时不断将现场仪表系统以及现场执行系统Ⅱ（320）回传的数据与操作系统输入的设定值进行计算、分析和比较，并根据结果调整修正下达执行指令以确保循环水系统的正常运行。...

【技术特征摘要】
1.一种工业循环水集散控制节能节水控制方法，所述控制方法是利用由操作系统（000）、中央运算控制系统（100）、PID控制系统（200）、现场执行系统Ⅰ（310）、现场执行系统Ⅱ（320）和现场仪表系统组成的工业循环水集散控制节能节水装置，通过向中央运算控制系统输入设定的参数，对工况的检测，由中央运算控制系统将现场仪表系统和现场执行系统Ⅱ（320）回传的数据与设定的参数进行计算、分析和比较，并根据结果通过DO模块、AO模块和PID控制系统对现场执行系统Ⅰ和现场执行系统Ⅱ下达执行指令，完成对水泵组台数和转速、喷淋电动阀的开启、出水管调节阀阀门开度大小、冷却塔风机组以及冷却器的台数和转速的控制，实现工业循环水集散控制，达到节能节水的目的；所述工业循环水集散控制节能节水装置现场仪表系统之检测仪表分布在工业循环水之软水密闭循环系统和净水循环系统管路和电路中的对应检测位；操作系统（000）通过以太网与中央运算控制系统（100）连接，操作系统用于输入和调整设定的参数，并对整个系统的运行状况进行监控；PID控制系统（200）通过以太网与中央运算控制系统（100）连接，PID控制系统用于根据中央运算控制系统的指令控制现场执行系统Ⅰ（310）的动作；现场执行系统Ⅰ（310）通过电缆与PID控制系统输出端连接，执行中央运算控制系统100通过PID控制系统下达的指令；现场执行系统Ⅱ（320）通过电缆与中央运算控制系统（100）连接、接受中央运算控制系统（100）下达的指令，同时将执行的工况信息回传给中央运算控制系统（100）；现场仪表系统通过电缆与中央运算控制系统（100）连接，现场仪表系统用于将检测的数据回传给中央运算控制系统；中央运算控制系统（100）用于根据操作系统输入设定的参数，向现场执行系统Ⅰ（310）和现场执行系统Ⅱ（320）下达执行指令，同时不断将现场仪表系统以及现场执行系统Ⅱ（320）回传的数据与操作系统输入的设定值进行计算、分析和比较，并根据结果调整修正下达执行指令以确保循环水系统的正常运行；所述中央运算控制系统（100）包括通讯模块、CPU模块、DI模块、DO模块、AI模块和AO模块：所述通讯模块、CPU模块和DI模块、DO模块、AI模块、AO模块依次通过安装背板连接；所述通讯模块输入端通过以太网与外部的操作系统（000）连接，输出端与CPU模块连接；所述CPU模块的外部接口与PID控制系统（200）连接，PID控制系统通过电缆与现场执行系统Ⅰ（310）连接；所述DI模块、DO模块、AI模块和AO模块的外部接口与现场执行系统Ⅱ（320）连接，AI模块的外部接口同时与外部的现场仪表系统连接；所述通讯模块作用是将操作系统的输入信号传给CPU模块，CPU模块根据操作系统输入设定的参数，通过向DO模块、AO模块和PID控制系统对现场执行系统Ⅰ（310）和现场执行系统Ⅱ（320）下达执行指令，同时不断将DI模块、AI模块和PID控制系统回传的数据与设定的参数进行计算、分析和比较，根据结果通过DO模块、AO模块和PID控制系统对现场执行系统Ⅰ（310）和现场执行系统Ⅱ（320）下达经修正调整的执行指令；所述现场执行系统Ⅰ（310）包括水泵调速器、风机调速器和电动执行机构；所述PID控制系统（200）包括控制器PIDⅠ、控制器PIDⅡ和控制器PIDⅢ；所述控制器PIDⅠ用于控制工业循环水水泵组运行的台数和转速，控制器PIDⅠ通过水泵调速器与水泵组各水泵电路连接；所述控制器PIDⅡ用于控制冷却塔风机组运行的台数和转速，控制器PIDⅡ通过风机调速器与冷却塔风机组各风机电路连接；所述控制器PIDⅢ用于控制出水管调节阀的阀门开度，控制器PIDⅢ通过电动执行机构与各出水管调节阀连接；所述水泵调速器和风机调速器或为变频器调速器、磁力调速器或液力调速器；所述现场执行系统Ⅱ（320）包括冷却器和电动阀；所述DI模块和DO模块与冷却器风机组各风机电路连接，DI模块用于接收冷却器风机反馈的数据，并输送CPU模块；DO模块用于根据CPU模块的指令控...

【专利技术属性】
技术研发人员：许军，
申请(专利权)人：广西远望科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：广西;45