Metinis elektros energijos sutaupymas viršija 900 000; dalinkitės sumanaus spausdinimo proceso aušinimo vandens sistemos transformavimo praktika!

Tradicinė autoriaus grupės spaudos gamyklos technologinio vandens aušinimo sistema daugiausia atsakinga už dviejų vokiškų MANN COLORMAN plataus formato mašinų gamybos linijų, veikiančių beveik 20 metų, elektros spintos ir pagrindinio variklio aušinimą, ir yra keletas išskirtinių skausmo taškų: Trane šaldymo įrenginys, vandens siurblys ir kita įranga veikia fiksuota galia, o energijos suvartojimas yra didelis; Temperatūros valdymo klaida yra didelė, o vasarą lengvai susidaro kondensatas, o tai turi įtakos spausdinimo kokybei ir įrangos eksploatavimo laikui bei sukels daug veikimo ir lašėjimo problemų; Vasaros vėsinimas biurų ir gamybos srityse priklauso nuo nepriklausomų „Carrier“ pagrindinių sistemų, o bendras energijos suvartojimas išlieka didelis.

Šiuo tikslu, remdamasi faktine gamyba, mūsų gamykla pradėjo pertvarkyti PLC{0}}pagrįstą technologinio vandens aušinimo sistemą, pasiekė tikslią temperatūros kontrolę ir išmanų energijos taupymą naudojant PID valdymo algoritmą ir naujoviškai išplėtė funkciją „Žiemos spausdinimo vėsinimas energijos taupymas + vasaros biuro vėsinimas“. Po transformacijos sistemos temperatūros valdymo paklaida yra mažesnė arba lygi 0,5 laipsnio, o visapusiškas energijos taupymo rodiklis siekia net 30%, o tai ne tik suteikia tvirtą paramą įmonėms mažinant išlaidas ir didinant efektyvumą, bet ir suteikia pakartojamą praktinę patirtį spausdinimo įmonių ekologiškos energijos taupymo technologijos atnaujinimui.

Išanalizuoti esamą situaciją ir išsiaiškinti pagrindinius aušinimo sistemos pertvarkos poreikius

Spausdinimo įrangai veikiant dideliu{0}}greičiu, elektroninė valdymo įranga, pvz., dažnio keitikliai elektros spintoje, generuos daug šilumos energijos, kuri tiesiogiai veikia įrangos eksploatavimo laiką ir netgi sukelia įrangos gedimą bei išjungimą, o tai taip pat yra pagrindinė problema, kurią turi išspręsti technologinio vandens aušinimo sistema.

Originali mūsų gamyklos proceso vandens aušinimo sistema naudoja tradicinį konfigūracijos režimą „šaldymo blokas + aušinimo bokštas + vandens siurblys“, o pagrindinę įrangą sudaro du vandeniu-aušinami „Trane“ pagrindai, du kryžminio srauto-aušinimo bokštai, keli cirkuliaciniai siurbliai, taip pat įprasti solenoidiniai vožtuvai, valdymo vožtuvai ir plokšteliniai šilumokaičiai. Biuro ir gamybos zonų vėsinimą atskirai užtikrina nepriklausomų didelių išcentrinių Carrier centrinių oro kondicionierių komplektas. Po daugelio metų eksploatavimo praktikos proceso vandens aušinimo sistema atskleidė tris neišspręstas problemas.

(1) Nepakankamas temperatūros reguliavimo tikslumas. Remiantis tiesioginiu šalto vandens aušinimu iš centrinio oro kondicionavimo, temperatūros negalima lanksčiai reguliuoti pagal gamybos poreikį, o išleidžiamo vandens temperatūros paklaida yra didelė, todėl sunku patenkinti įrangos reikalavimus technologinio vandens temperatūrai.

(2) Energijos suvartojimas išlieka didelis. Viena vertus, centrinis oro kondicionierius spausdinimui aušinimui veikia visu pajėgumu ištisus metus, o atraminiam vandens siurbliui ir ventiliatoriui trūksta išmanaus greičio reguliavimo mechanizmo. Kita vertus, biuro patalpos vėsinimas priklauso nuo pradinio nepriklausomo gamyklos oro kondicionavimo nešiklio, o faktinis vėsinimo poreikis gerokai sumažėjo dėl to, kad vėlesniame etape sumažėjo gamyklos mastelis, tačiau pradinio pagrindinio įrenginio aušinimo pajėgumai nebuvo suderinti ir pakoreguoti, todėl išeikvojama daug energijos ir dar labiau didėja eksploatavimo išlaidos.

(3) Žemas automatizavimo laipsnis. Trūksta nepriekaištingos stebėjimo realiuoju laiku ir gedimų signalizacijos funkcijų, pagrindinius parametrus, tokius kaip temperatūra ir slėgis, reikia tikrinti ir įrašyti rankiniu būdu, o atsakas į įrangos gedimus atsilieka, o tai ne tik padidina darbo sąnaudas, bet ir gali lemti gamybos nutraukimą dėl nesavalaikio išmetimo.

Kartu su faktine gamyba ir nacionalinės energijos{0}}taupymo politikos reikalavimais, ši transformacija paaiškina penkis pagrindinius poreikius.

(1) Tikslus temperatūros valdymas. Reguliuojamas aušinimo vandens temperatūros diapazonas yra 13–22 laipsniai, o išleidžiamo vandens temperatūros paklaida yra griežtai kontroliuojama ne mažesnėje nei 0,5 laipsnio, o tai iš esmės išsprendžia kondensato susidarymo problemą.

(2) Energijos taupymas ir suvartojimo mažinimas. Optimizuokite įrangos veikimo režimą naudodami išmanųjį valdymą, labai sumažinkite centrinių oro kondicionierių, vandens siurblių ir ventiliatorių energijos sąnaudas.

(3) Pažangus stebėjimas. Jame yra pagrindinių parametrų, tokių kaip temperatūra ir slėgis, realiuoju laiku rodymo funkcijos, taip pat yra automatinio gedimų aptikimo ir įspėjimo funkcijos, todėl operatoriams patogu laiku suprasti sistemos veikimo būseną.

(4) Stabilus ir patikimas. Jis palaiko automatinį ir rankinį dvigubą-režimų perjungimą, kuris gali užtikrinti gamybos tęstinumą naudojant rankinį valdymą, kai sistema sugenda, ir išvengti gamybos linijos prastovų dėl įrangos gedimo.

(5) Ekonominis prisitaikymas. Nereikia pridėti naujos didelės-įrangos ir atnaujinti pagal pradinę sistemą, kad būtų galima maksimaliai kontroliuoti transformacijos išlaidas ir užtikrinti, kad projektas būtų naudingas-naudodamas ekonominę ir socialinę padėtį.

Techninės įrangos atnaujinimas, siekiant sukurti techninės įrangos palaikymo sistemą tiksliam temperatūros valdymui

Pagrindinė šios transformacijos idėja yra pagrįsta PLC kaip branduoliu, PID valdymu kaip algoritmo palaikymu, protingu suvokimu kaip pagrindu, optimizuojant aparatinę įrangą ir atnaujinant programinę įrangą, siekiant sukurti naują aušinimo sistemą „tiksli temperatūros kontrolė + energiją taupanti operacija + protingas stebėjimas“, pagrindinė idėja yra aparatinės įrangos atnaujinimas, valdymo atnaujinimas, naujovių pritaikymo principas ir aparatinės įrangos optimizavimo principas, algoritmo pritaikymas ir optimizavimas. užtikrinti koordinuotą ir efektyvų kiekvieno komponento veikimą.

(1) Pagrindinis valdymo blokas parenka įprastus vidutinės -kategorijos PLC produktus rinkoje ir gali pasirinkti kelis prekės ženklus, pvz., Siemens, Mitsubishi, Inovance ir kitus prekės ženklus pagal faktinius poreikius, su atitinkamais analoginiais įvesties moduliais, išvesties moduliais ir įvesties / išvesties integruotais moduliais, kad visiškai atitiktų sistemos signalo gavimo ir valdymo poreikius. Ši transformacija naudoja Siemens S7-1200 serijos PLC kaip valdymo šerdį, aprūpintą 1214CDC/DC/DC modelio CPU ir palaiko 8 išorinius išplėtimo modulius, kad patenkintų sudėtingus valdymo poreikius. Kartu su SM1231 AI 8 × 13 BIT analoginiu įvesties moduliu, SM1232 AO 4 × 14 BIT analoginiu išvesties moduliu ir SM1234 AI / AO 4 × 13 BIT / 2 × 14 BIT analoginiu įvesties / išvesties moduliu, jis yra atsakingas už jutiklių signalų priėmimą, atitinkamų signalų apdorojimo lankstumo ir valdymo signalų išvedimo gerinimą.

(2) Žmogaus -kompiuterio sąveikos sąsajoje naudojamas 8–10- colių jutiklinis ekranas, kuris palaiko kelių-įrenginių ryšį ir stebėjimo{9}} realiuoju laiku funkcijas, todėl operatoriams patogu intuityviai suprasti sistemos veikimo būseną ir reguliuoti parametrus. HMI HMI naudoja Siemens TP900 Comfort 9- colių ekraną, kuris palaiko kelių PLC ryšį ir realiojo laiko stebėjimo funkcijas, todėl operatoriai gali lengvai intuityviai suvokti sistemos veikimo būseną ir reguliuoti parametrus.

(3) Renkantis jutimo ir vykdymo įrangą dėmesys sutelkiamas į stabilumą ir tikslumą, temperatūros jutiklis parenka gaminius, kurių diapazonas apima gamybos aplinkos temperatūros diapazoną ir stabilų signalo išvestį, slėgio jutiklis tiksliai prisitaiko prie dujotiekio slėgio sąlygų, o zondo strypo ilgis yra pagrįstai nustatytas pagal faktinį dujotiekio dydį gamykloje (Pastaba: vamzdžio skersmuo yra pusė vamzdžio skersmens). aptikimo duomenų tikslumas.

(4) Vožtuvas ir pavara turi elektrinius trijų krypčių vožtuvus, pasižyminčius greitu reagavimo greičiu ir dideliu valdymo tikslumu, ir pritaikytas pavaras, skirtas tiksliai reguliuoti vandens srautą ir užtikrinti temperatūros reguliavimo efektą. Dažnio keitiklis parenka gaminius, kurių galia pritaikyta vandens siurbliams ir ventiliatoriams, ir palaiko tikslų dažnio reguliavimą, kuris gali ne tik užtikrinti sklandų įrangos paleidimą ir sustabdymą, bet ir energiją taupantį- veikimą. Šiai renovacijai pritaikytos Siemens SVB serijos pavaros, kurių maksimalus sukimo momentas yra 1600 N; Elektrinės pavaros pasirinkimas turi būti nustatytas kartu su vožtuvo korpuso, vamzdžio ir vamzdžio slėgiu, tai yra, kad jis atitiktų "pavaros sukimo momentą, didesnį arba lygų didžiausią vožtuvo paleidimo momentą × saugos koeficientas (1,3–1,5)".

(5) Įdiekite originalaus aušinimo bokšto gyvatuko šildytuvo sujungimo valdiklį, kad vandens temperatūra žiemą neužšaltų ir nepaveiktų sistemos cirkuliacijos; Relės komponentuose naudojami perjungiamieji maitinimo šaltiniai, transformatoriai ir relės su įtampos ir galios suderinimu, kad būtų užtikrintas stabilus visos grandinės sistemos veikimas.

Įrangos parinkimui turėtų būti pasirinktas kuo daugiau to paties prekės ženklo, o skirtingų prekės ženklų komponentų derinių vieningumas ir derinimas yra prastas, o tai yra linkusi į klaidas, o tai galiausiai lemia derinimo sunkumų ir priežiūros darbų skaičiaus padidėjimą. Toliau pateikiamos trys pagrindinės aparatinės įrangos transformavimo priemonės.

01/ Optimizuokite vamzdžių jungtis

(1) Aušinimo bokšto įleidimo ir išleidimo vamzdžiai renovuojami lygiagrečiai su centrinio oro kondicionavimo šalto vandens vamzdžiais (kaip parodyta 1 pav.), įmontuoti elektromagnetiniai vožtuvai, skirti įjungimui/išjungimui valdyti, o kai lauko temperatūra žema žiemą, aušinimo bokšto aušinimo vanduo gali būti tiesiogiai naudojamas pakeisti centrinio oro kondicionavimo aušinamą vandenį, o tai labai sumažina oro kondicionavimo įrenginio veikimo laiką ir energijos taupymą.

1 pav. Renovacijos planas

(2) Atnaujinkite ir optimizuokite oro kondicionavimo ir aušinimo vamzdžius pradinėje gamyklos biuro zonoje ir pridėkite vožtuvus, kad būtų nutrauktas jungiamasis vamzdynas tarp biuro zonos ir originalaus Carrier centrinio oro kondicionieriaus, kad originalus centrinis oro kondicionierius veiktų nepriklausomai ir tarnautų tik pagal pirminius pritaikymo scenarijus, pvz., laikraščių gamybos dirbtuves; Biuro zonoje esantis aušinimo vamzdynas yra tiksliai prijungtas prie esamos gamyklos spausdinimo aušinimo sistemos centrinio oro kondicionavimo šalto vandens vamzdyno, kuris gali tiesiogiai panaudoti perteklinį spausdinimo aušinimo sistemos aušinimo pajėgumą biuro plotui vėsinti, nenaudodamas papildomos energijos šaltinio generavimui, taip smarkiai sumažindamas Carrier išcentrinio išcentrinio veikimo laiką, žymiai sumažindamas energijos suvartojimą, efektyviai recikluodamas energiją ir efektyviai sumažindamas centrinio oro kondicionieriaus energiją. išsaugojimo ir vartojimo mažinimo tikslus.

02/ Pridėta išorinė rankinė grandinė

Sistemos gedimo ar priežiūros atveju operatoriai gali rankiniu būdu valdyti vožtuvų ir siurblių veikimą, kad užtikrintų, jog gamyba nenukentės ir pagerintų sistemos veikimo patikimumą.

03/ Tobulinti suvokimo stebėjimo tinklą

Temperatūros ir slėgio jutikliai yra sumontuoti keturiose pagrindinėse šaldymo įėjimo, užšalimo, aušinimo įvado ir aušinimo išleidimo vietose, kad būtų galima rinkti duomenis apie visą aušinimo sistemos procesą, teikti išsamią ir tikslią duomenų palaikymą, kad būtų galima tiksliai valdyti PLC, ir užtikrinti temperatūros valdymo bei energijos taupymo{0}}tikslų įgyvendinimą.

Programinės įrangos optimizavimas, siekiant sukurti intelektualias valdymo pagrindines programas

Šios transformacijos metu programinės įrangos projektavimas parenka pagrindinę įrangos valdymo programinės įrangos kūrimo platformą su integruotomis funkcijomis ir patogiu valdymu, kuri turi palaikyti įvairias programavimo kalbas, kurios gali supaprastinti programų rašymo ir derinimo procesą, efektyviai sutrumpinti projekto ciklą ir teikti techninę pagalbą stabiliam sistemos veikimui. Dizainas naudoja Siemens Botu V17 (TIA PORTAL V17), atsižvelgiant į tai, kad projektavimo programinė įranga turi būti suderinama su aparatūros PLC ir jutikliniais ekranais, todėl pirmenybė teikiama to paties prekės ženklo produktams.

Išmaniosios valdymo programos pagrindą sudaro trys moduliai: duomenų konvertavimas, dviejų{0}}režimų valdymas ir aliarmas. Duomenų konvertavimo modulis tiksliai konvertuoja jutiklio surinktą 4~20 mA analoginį signalą į temperatūros ir slėgio reikšmes, kurias valdymo blokas gali atpažinti pagal NORM_X standartizuotas instrukcijas ir SCALE_X mastelio keitimo instrukcijas. Kiekvieno Siemens analoginio kanalo duomenų plotis yra 16 bitų, o fiksuotas veikimo diapazonas reguliuojamas iki -27648~27648, atitinkančio įvesties ir išėjimo įtampą ±10V, iš kurių 5533~27648 atitinka 4~20mA įvesties ir išėjimo srovę, o slankiojo kablelio duomenys yra standartizuoti 0-1.0. „OUT=(VALUE–MIN)/(MAX–MIN)“, o tada mastelio operacija „OUT=[VALUE×(MAX–MIN)]+MIN“ Nustatykite atitiktį faktiniams fiziniams dydžiams, kad užtikrintumėte duomenų konvertavimo tikslumą.

Dviejų{0}}režimų valdymas yra pagrindinė šios programinės įrangos naujovė, kuri gali automatiškai perjungti darbo režimą pagal lauko temperatūrą, kad maksimaliai išnaudotų energiją (2 pav.). Dienos režimu, kai lauko temperatūra aukšta (daugiau nei 12 laipsnių), sistema paleidžia centrinį oro kondicionavimą, realiu laiku per PID valdymo algoritmą reguliuoja vožtuvo atidarymą ir dažnio keitiklio dažnį, tiksliai kontroliuoja šalto vandens kiekį ir siurblio greitį, palaiko pastovų slėgį ir temperatūrą sistemoje. Be to, PID valdymo algoritmas automatiškai optimizuoja reguliavimo parametrus, lygindamas nustatytą temperatūrą, slėgio skirtumą ir faktinę aptikimo vertę, užtikrindamas, kad vožtuvo atidarymas ir siurblio greitis visada būtų optimalios būklės, o tai ne tik užtikrina vėsinimo efektą, bet ir išvengia energijos švaistymo.

2 pav. Dviejų -režimų valdymo sąsaja

Žiemos režimu, kai lauko temperatūra žema (Mažiau arba lygi 12 laipsnių), sistema automatiškai išjungia oro kondicionavimo įrenginį, atidaro aušinimo bokštą ir centrinio oro kondicionavimo vamzdyno ryšio vožtuvą ir vėsinimui tiesiogiai naudoja aušinimo bokšto vandenį. Šiuo metu ventiliatoriaus greitis ir šildytuvo įjungimas/išjungimas yra reguliuojami naudojant PID valdymo algoritmą, kad vandens temperatūra nenukristų per žemai ir nesukeltų užšalimo, turinčio įtakos sistemos cirkuliacijai, kartu sumažinant energijos sąnaudas, kad žiemos vėsinimo sistema veiktų efektyviai.

Signalizacijos programos projekte visiškai atsižvelgiama į sistemos veikimo saugumą ir patikimumą. Nustačius pagrindinių parametrų, tokių kaip temperatūra ir slėgis, slenksčius, aptiktiems duomenims viršijus įprastą diapazoną arba įvykus įrenginio gedimui, sistema nedelsdama įjungia aliarmo signalą ir aiškiai parodo jį HMI sąsajoje, kartu perduodama atgal į PLC įvesties modulį. Tai leidžia operatoriams greitai nustatyti problemas ir greitai reaguoti. HMI žmogaus{3}}mašinos sąsaja sukurta su keliais funkciniais ekranais (3 pav.), palaikančius perjungimą vienu-paspaudimu ir gali rodyti pagrindinę informaciją realiuoju laiku, įskaitant sistemos veikimo režimą, įvairių vamzdynų temperatūras ir slėgius bei vožtuvo atsidarymo laipsnį. Jis taip pat palaiko temperatūros nustatymo ir aliarmo patvirtinimo operacijas, leidžiančias operatoriams visapusiškai ir intuityviai suprasti sistemos veikimo būseną, labai sumažinant darbo sunkumus ir netinkamo naudojimo riziką bei pagerinant bendrą gamybos efektyvumą.

3 pav. HMI sąsaja

Energijos suvartojimo apskaita išryškina energijos taupymo ir emisijų mažinimo transformacijos efektyvumą

Energijos suvartojimo apskaita grindžiama faktinėmis spaustuvės gamybos sąlygomis, technologinio vandens aušinimo sistema veikia 24 valandas per parą, 365 dienas per metus, o žiemos režimo veikimo laikotarpis koncentruojamas nuo gruodžio iki kitų metų vasario, iš viso 90 dienų; Pramoninės elektros kaina skaičiuojama 0,7 juanio/kWh.

Procesinio vandens šaldymo įrenginys yra pagrindinė šios transformacijos{0}} energijos taupymo grandis. Iki pertvarkos metinis šaldymo įrenginio energijos suvartojimas siekė 1 822 100 kWh, o po pertvarkos šaldymo įrenginys žiemą buvo sustabdytas 90 dienų, o metinis energijos suvartojimas sumažėjo iki 1 479 300 kWh, sutaupant 342 800 kWh elektros energijos per metus.

Kalbant apie biuro patalpų vėsinimo transformaciją, biuro zonos vėsinimas yra įtrauktas į spausdinimo proceso vandens aušinimo sistemą per vamzdynų prijungimą, o originali Carrier centrinė oro kondicionavimo sistema atidaroma tik ankstyvą rytinį dirbtuvių gamybos laiką, o paleidimo laikas-sumažinamas iki vieno-trečdalio originalo, o tai labai pagerina aušinimo efektyvumą, spausdinimo sistemos veikimo efektyvumą ir vandens suvartojimą, spausdinimo proceso energijos sąnaudas 6 gali sutaupyti Carrier centrinės oro kondicionavimo sistemos (vienas Carrier pagrindinis įrenginys, du cirkuliaciniai siurbliai ir vienas aušinimo bokšto ventiliatorius) kiekvieną dieną. Biurų zonoje esantis kondicionierius daugiausia naudojamas 4 mėnesius (iš viso 120 dienų) pavasarį ir vasarą, kasmet po renovacijos sutaupoma 857 000 kWh energijos.

Trijų 18,5 kW galios cirkuliacinių siurblių bendras metinis energijos suvartojimas iki pertvarkos buvo 486 200 kWh, o po pertvarkos vidutinis darbo dažnis sumažintas iki 40 Hz, energijos sąnaudos sumažėjo 20%, o bendras metinis trijų siurblių energijos suvartojimas sumažėjo iki 388 900 kWh, sutaupant 97 200 kWh elektros energijos per metus.

Atlikus išsamią apskaitą, buvo nustatyta, kad įmonė per metus sutaupė 1,297 mln. kWh elektros energijos ir apie 907 900 juanių sąskaitose už elektrą. Tuo pačiu metu sistemos temperatūros valdymo paklaida po transformacijos Mažesnė arba lygi 0,5 laipsnio, o tai visiškai išsprendžia kondensato problemą ir labai sumažina spausdinimo įrangos gedimų dažnį. Visas procesas yra automatiškai stebimas, o gedimo reakcijos laikas sutrumpėja iki mažiau nei 5 minučių, atsižvelgiant į techninį efektyvumą, ekonominę naudą ir valdymo naudą.