Penjimatan elektrik tahunan melebihi 900,000; berkongsi amalan transformasi pintar sistem air penyejukan proses pencetakan!

Sistem penyejukan air proses tradisional kilang percetakan kumpulan penulis bertanggungjawab terutamanya untuk menyejukkan kabinet elektrik dan motor utama dua barisan pengeluaran mesin format lebar MANN COLORMAN Jerman, yang telah beroperasi selama hampir 20 tahun, dan terdapat beberapa titik kesakitan yang luar biasa: Hos penyejukan Trane, pam air dan peralatan lain beroperasi pada kuasa tetap, dan penggunaan udara tenaga adalah serius; Ralat kawalan suhu adalah besar, dan pemeluwapan mudah berlaku pada musim panas, yang menjejaskan kualiti percetakan dan hayat peralatan, dan akan menyebabkan banyak masalah berjalan dan menitis; Penyejukan musim panas di pejabat dan kawasan pengeluaran bergantung pada sistem hos Pembawa bebas, dan penggunaan tenaga keseluruhan kekal tinggi.

Untuk tujuan ini, berdasarkan pengeluaran sebenar, kilang kami melancarkan transformasi sistem penyejukan air proses berasaskan PLC-, mencapai kawalan suhu yang tepat dan penjimatan tenaga pintar melalui algoritma kawalan PID, dan secara inovatif mengembangkan fungsi "penjimatan tenaga penyejukan pencetakan musim sejuk + penyejukan pejabat musim panas". Selepas transformasi, ralat kawalan suhu sistem adalah Kurang daripada atau sama dengan 0.5 darjah , dan kadar penjimatan tenaga yang komprehensif adalah setinggi 30%, yang bukan sahaja menyediakan sokongan padu untuk perusahaan untuk mengurangkan kos dan meningkatkan kecekapan, tetapi juga menyediakan pengalaman praktikal yang boleh ditiru untuk menaik taraf teknologi penjimatan tenaga hijau-perusahaan percetakan.

Menganalisis keadaan semasa dan menjelaskan keperluan teras transformasi sistem penyejukan

Dalam proses-pengoperasian peralatan percetakan berkelajuan tinggi, peralatan kawalan elektronik seperti penukar frekuensi dalam kabinet elektrik akan menjana sejumlah besar tenaga haba, yang secara langsung menjejaskan hayat peralatan, malah menyebabkan kegagalan dan penutupan peralatan, yang juga merupakan masalah teras yang perlu diselesaikan oleh sistem penyejukan air proses.

Sistem penyejukan air proses asal kilang kami menggunakan mod konfigurasi tradisional "hos penyejukan + menara penyejuk + pam air", dan peralatan teras termasuk dua hos Trane-yang disejukkan air, dua menara penyejuk aliran-silang, pam edaran berbilang, serta injap solenoid biasa, injap kawalan dan penukar haba plat. Penyejukan pejabat dan kawasan pengeluaran disediakan secara berasingan oleh satu set penghawa dingin pusat Pembawa empar besar bebas. Selepas bertahun-tahun amalan operasi, sistem penyejukan air proses telah mendedahkan tiga masalah tertunggak.

(1) Ketepatan kawalan suhu tidak mencukupi. Bergantung pada penyejukan langsung air sejuk dari penghawa dingin pusat, suhu tidak boleh diselaraskan secara fleksibel mengikut permintaan pengeluaran, dan ralat suhu air salur keluar adalah besar, menjadikannya sukar untuk memenuhi keperluan peralatan untuk suhu air proses.

(2) Penggunaan tenaga kekal tinggi. Di satu pihak, penghawa dingin pusat untuk penyejukan pencetakan berjalan pada kapasiti penuh sepanjang tahun, dan pam air sokongan serta kipas tidak mempunyai mekanisme pengawalan kelajuan pintar. Sebaliknya, penyejukan kawasan pejabat bergantung pada hos penghawa dingin bebas asal loji, dan permintaan penyejukan sebenar telah menurun dengan ketara disebabkan pengurangan skala loji pada peringkat kemudian, tetapi kapasiti penyejukan hos asal belum dipadankan dan diselaraskan, mengakibatkan sejumlah besar sisa tenaga dan seterusnya meningkatkan kos operasi.

(3) Tahap automasi yang rendah. Kekurangan pemantauan masa sebenar-dan fungsi penggera kerosakan, parameter utama seperti suhu dan tekanan perlu diperiksa dan direkodkan secara manual serta tindak balas kerosakan peralatan ketinggalan, yang bukan sahaja meningkatkan kos buruh, tetapi juga boleh menyebabkan gangguan pengeluaran akibat pelupusan yang tidak tepat pada masanya.

Digabungkan dengan pengeluaran sebenar dan keperluan dasar penjimatan-tenaga negara, transformasi ini menjelaskan lima keperluan teras.

(1) Kawalan suhu yang tepat. Julat boleh laras suhu air penyejuk ditetapkan kepada 13~22 darjah, dan ralat suhu air salur keluar dikawal ketat pada Kurang daripada atau sama dengan 0.5 darjah, yang secara asasnya menyelesaikan masalah penjanaan kondensat.

(2) Penjimatan tenaga dan pengurangan penggunaan. Optimumkan mod operasi peralatan melalui kawalan pintar, mengurangkan penggunaan tenaga penghawa dingin pusat, pam air dan kipas.

(3) Pemantauan pintar. Ia mempunyai-fungsi paparan masa sebenar bagi parameter utama seperti suhu dan tekanan, dan juga mempunyai pengesanan kerosakan automatik dan fungsi gesaan penggera, yang memudahkan pengendali memahami status pengendalian sistem tepat pada masanya.

(4) Stabil dan boleh dipercayai. Ia menyokong pensuisan mod dwi- automatik dan manual, yang boleh memastikan kesinambungan pengeluaran melalui operasi manual apabila sistem gagal, dan mengelakkan masa henti barisan pengeluaran akibat kegagalan peralatan.

(5) Penyesuaian ekonomi. Tidak perlu menambah peralatan berskala besar-baru dan menaik taraf berdasarkan sistem asal untuk mengawal kos transformasi ke tahap yang paling tinggi dan memastikan projek itu mencapai situasi menang-menang manfaat ekonomi dan sosial.

Peningkatan perkakasan untuk membina sistem sokongan perkakasan untuk kawalan suhu yang tepat

Idea teras transformasi ini adalah berdasarkan PLC sebagai teras, kawalan PID sebagai sokongan algoritma, persepsi pintar sebagai asas, melalui pengoptimuman perkakasan dan naik taraf perisian, untuk membina sistem penyejukan baharu bagi "kawalan suhu tepat + operasi penjimatan tenaga- + pemantauan pintar", idea teras adalah sekitar peningkatan perkakasan, peningkatan kawalan, pengoptimuman algoritma dan pemilihan mod yang disesuaikan dan penyelarasan, penyelarasan dan pemilihan mod, penyelarasan perkakasan. operasi yang cekap bagi setiap komponen.

(1) Unit kawalan teras memilih produk PLC -pertengahan arus perdana dalam pasaran dan boleh memilih berbilang jenama seperti Siemens, Mitsubishi, Inovance dan jenama lain mengikut keperluan sebenar, dengan modul input analog, modul output dan modul bersepadu input/output yang sepadan untuk memenuhi sepenuhnya keperluan pemerolehan dan kawalan isyarat sistem. Transformasi ini menggunakan PLC siri Siemens S7-1200 sebagai teras kawalan, dilengkapi dengan CPU model 1214CDC/DC/DC, dan menyokong 8 modul pengembangan luaran untuk memenuhi keperluan kawalan yang kompleks. Digabungkan dengan modul input analog SM1231 AI 8×13BIT, modul keluaran analog SM1232 AO 4×14BIT dan modul input/output analog SM1234 AI/AO 4×13BIT/2×14BIT, ia bertanggungjawab untuk menerima isyarat sensor, mengeluarkan isyarat kawalan dan meningkatkan fleksibiliti pemprosesan isyarat masing-masing.

(2) Antara muka interaksi komputer-manusia menggunakan skrin sentuh arus perdana 8~10-inci, yang menyokong komunikasi-berbilang peranti dan-fungsi pemantauan masa sebenar, yang memudahkan pengendali memahami status pengendalian sistem dan pelarasan parameter secara intuitif. HMI HMI menggunakan paparan Siemens TP900 Comfort 9-inci, yang menyokong komunikasi berbilang PLC dan fungsi pemantauan masa nyata, memudahkan pengendali memahami status pengendalian sistem dan melaraskan parameter secara intuitif.

(3) Pemilihan peralatan penderiaan dan pelaksanaan memfokuskan pada kestabilan dan ketepatan, penderia suhu memilih produk dengan julat yang meliputi julat suhu persekitaran pengeluaran dan output isyarat yang stabil, penderia tekanan menyesuaikan dengan tepat kepada keadaan tekanan saluran paip, dan panjang rod probe ditetapkan secara munasabah mengikut saiz sebenar saluran paip di kawasan kilang memastikan panjang garisan paip (Nota: panjang garisan paip adalah separuh) ketepatan data pengesanan.

(4) Injap dan penggerak dilengkapi dengan injap tiga-arah elektrik dengan kelajuan tindak balas pantas dan ketepatan kawalan yang tinggi serta penggerak yang disesuaikan untuk melaraskan kadar aliran air dengan tepat dan memastikan kesan kawalan suhu. Penukar frekuensi memilih produk dengan kuasa yang disesuaikan dengan pam air dan kipas, serta menyokong pelarasan frekuensi yang tepat, yang bukan sahaja dapat memastikan permulaan dan pemberhentian peralatan yang lancar, tetapi juga mencapai operasi penjimatan-tenaga. Pengubahsuaian ini menggunakan penggerak siri Siemens SVB, dengan tork maksimum 1600N; Pemilihan penggerak elektrik perlu ditentukan dalam kombinasi dengan badan injap, paip dan tekanan paip, iaitu, untuk memenuhi "tork penggerak Lebih besar daripada atau sama dengan tork permulaan maksimum injap× faktor keselamatan (1.3~1.5)".

(5) Laksanakan kawalan pautan untuk pemanas gegelung asal menara penyejuk untuk mengelakkan suhu air daripada membeku pada musim sejuk dan menjejaskan peredaran sistem; Komponen geganti menggunakan bekalan kuasa pensuisan, transformer dan geganti dengan pemadanan voltan dan kuasa untuk memberikan jaminan kukuh untuk operasi yang stabil bagi keseluruhan sistem litar.

Jenama yang sama harus dipilih sebanyak mungkin untuk pemilihan peralatan, dan perpaduan dan penyelarasan gabungan komponen jenama yang berbeza adalah lemah, yang terdedah kepada ralat, yang akhirnya membawa kepada peningkatan dalam kesukaran penyahpepijatan dan peningkatan dalam bilangan penyelenggaraan. Berikut adalah tiga langkah utama untuk transformasi perkakasan.

01/ Optimumkan sambungan paip

(1) Paip masuk dan alur keluar menara penyejuk diubah suai selari dengan paip air sejuk penghawa dingin pusat (seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 1), dan injap solenoid dipasang untuk mengawal hidup/mati, dan apabila suhu luar rendah pada musim sejuk, air penyejuk menara penyejuk boleh digunakan terus untuk menggantikan air sejuk penghawa dingin pusat, yang sangat mengurangkan masa penyaluran penyaman udara.

Rajah 1 Pelan jalan pengubahsuaian

(2) Ubahsuai dan optimumkan penghawa dingin dan paip penyejuk di kawasan pejabat kilang asal, dan tambah injap untuk memotong saluran paip sambungan antara kawasan pejabat dan penghawa dingin pusat Pembawa asal, supaya penghawa dingin pusat asal boleh mengekalkan operasi bebas dan hanya melayani senario penyesuaian asal seperti bengkel pengeluaran akhbar; Saluran paip penyejuk di kawasan pejabat disambungkan dengan tepat ke saluran paip air sejuk penghawa dingin pusat sistem penyejukan percetakan loji sedia ada, yang boleh secara langsung menggunakan lebihan kapasiti penyejukan sistem penyejukan percetakan untuk menyejukkan kawasan pejabat tanpa menggunakan tenaga tambahan untuk menjana sumber sejuk, sekali gus mengurangkan masa operasi peralatan penghawa dingin pusat empar Pembawa, mengitar semula tenaga yang berkesan, menjimatkan penggunaan tenaga, menyuburkan semula tenaga dengan berkesan. penjimatan tenaga dan matlamat pengurangan penggunaan.

02/ Menambah litar manual luaran

Sekiranya berlaku kegagalan atau penyelenggaraan sistem, pengendali boleh mengawal operasi injap dan pam secara manual untuk memastikan pengeluaran tidak terjejas dan meningkatkan kebolehpercayaan operasi sistem.

03/ Meningkatkan rangkaian pemantauan persepsi

Penderia suhu dan tekanan dipasang pada empat kedudukan utama iaitu salur masuk penyejukan, salur keluar beku, salur masuk penyejukan dan salur keluar penyejukan untuk merealisasikan pengumpulan data keseluruhan proses sistem penyejukan, menyediakan sokongan data yang komprehensif dan tepat untuk kawalan tepat PLC, dan memastikan realisasi kawalan suhu dan matlamat penjimatan-tenaga.

Pengoptimuman perisian untuk mencipta program teras kawalan pintar

Dalam transformasi ini, reka bentuk perisian memilih platform pembangunan perisian kawalan peralatan arus perdana dengan fungsi bersepadu dan operasi yang mudah, yang perlu menyokong pelbagai bahasa pengaturcaraan, yang boleh memudahkan proses penulisan dan penyahpepijatan program, memendekkan kitaran projek dengan berkesan, dan menyediakan sokongan teknikal untuk operasi sistem yang stabil. Reka bentuk menggunakan Siemens Botu V17 (TIA PORTAL V17), memandangkan perisian reka bentuk perlu serasi dengan perkakasan PLC dan skrin sentuh, jadi produk jenama yang sama lebih diutamakan.

Teras reka bentuk program kawalan pintar termasuk tiga modul: penukaran data,{0}}kawalan mod dwi dan penggera. Modul penukaran data dengan tepat menukar isyarat analog 4~20mA yang dikumpul oleh penderia kepada nilai suhu dan tekanan yang boleh dikenali oleh unit kawalan dengan arahan piawai NORM_X dan arahan penskalaan SCALE_X. Lebar data setiap saluran analog Siemens ialah 16 bit, dan julat operasi tetap dilaraskan kepada -27648~27648, sepadan dengan voltan input dan output ±10V, yang mana 5533~27648 sepadan dengan arus input dan output 4~20mA, dan data titik terapung yang diperolehi sebanyak 0.0. "KELUAR=(VALUE–MIN)/(MAX–MIN)", dan kemudian operasi berskala "KELUAR=[VALUE×(MAX–MIN)]+MIN" Wujudkan surat-menyurat dengan kuantiti fizikal sebenar untuk memastikan ketepatan penukaran data.

Kawalan mod-dwi ialah inovasi teras reka bentuk perisian ini, yang boleh menukar mod pengendalian secara automatik mengikut suhu luar untuk memaksimumkan penggunaan tenaga (Rajah 2). Dalam mod harian, apabila suhu luar adalah tinggi (lebih daripada 12 darjah ), sistem memulakan penyaman udara pusat, melaraskan pembukaan injap dan kekerapan penukar frekuensi dalam masa nyata melalui algoritma kawalan PID, mengawal dengan tepat jumlah air sejuk dan kelajuan pam, dan mengekalkan tekanan dan suhu malar sistem. Di samping itu, algoritma kawalan PID secara automatik mengoptimumkan parameter pelarasan dengan membandingkan suhu yang ditetapkan, perbezaan tekanan dan nilai pengesanan sebenar, memastikan pembukaan injap dan kelajuan pam sentiasa berada dalam keadaan optimum, yang bukan sahaja memastikan kesan penyejukan, tetapi juga mengelakkan pembaziran tenaga.

Rajah 2 Dwi-Antara Muka Kawalan Mod

Dalam mod musim sejuk, apabila suhu luar rendah (Kurang daripada atau sama dengan 12 darjah), sistem secara automatik menutup unit penyaman udara, membuka menara penyejuk dan injap komunikasi saluran paip penghawa dingin pusat, dan terus menggunakan air menara penyejuk untuk penyejukan. Pada masa ini, kelajuan kipas dan pemanas hidup/mati dilaraskan melalui algoritma kawalan PID untuk mengelakkan suhu air daripada turun terlalu rendah dan menyebabkan pembekuan yang menjejaskan peredaran sistem, sambil meminimumkan penggunaan tenaga untuk mencapai operasi sistem penyejukan musim sejuk yang cekap.

Reka bentuk program penggera mempertimbangkan sepenuhnya keselamatan dan kebolehpercayaan operasi sistem. Dengan menetapkan ambang untuk parameter utama seperti suhu dan tekanan, apabila data yang dikesan melebihi julat normal atau berlaku kerosakan peranti, sistem segera mencetuskan isyarat penggera dan memaparkannya dengan jelas pada antara muka HMI, sambil juga memberi suapan kembali kepada modul input PLC. Ini membolehkan pengendali mengenal pasti masalah dengan segera dan bertindak balas dengan cepat. Antara muka mesin manusia-HMI direka bentuk dengan berbilang skrin berfungsi (Rajah 3), menyokong satu-penukaran dan boleh memaparkan maklumat penting dalam masa nyata, termasuk mod operasi sistem, suhu dan tekanan pelbagai saluran paip serta tahap pembukaan injap. Ia juga menyokong operasi penetapan suhu dan penggera, membolehkan pengendali memahami secara menyeluruh dan intuitif status operasi sistem, mengurangkan kesukaran operasi dan risiko penyalahgunaan, serta meningkatkan kecekapan pengeluaran keseluruhan.

Rajah 3 antara muka HMI

Perakaunan penggunaan tenaga menyerlahkan keberkesanan penjimatan tenaga dan transformasi pengurangan pelepasan

Perakaunan penggunaan tenaga adalah berdasarkan keadaan pengeluaran sebenar loji percetakan, sistem penyejukan air proses berjalan 24 jam sehari, 365 hari setahun, dan tempoh operasi mod musim sejuk tertumpu dari Disember hingga Februari tahun berikutnya, sejumlah 90 hari; Harga elektrik industri dikira pada 0.7 yuan/kWj.

Hos penyejukan air proses ialah pautan penjimatan tenaga-teras transformasi ini. Sebelum transformasi, penggunaan kuasa tahunan hos penyejukan mencapai 1,822,100 kWj, dan selepas transformasi, hos penyejukan dihentikan selama 90 hari pada musim sejuk, dan penggunaan kuasa tahunan menurun kepada 1,479,300 kWj, menjimatkan 342,800 kWh elektrik setahun.

Dari segi transformasi penyejukan kawasan pejabat, penyejukan kawasan pejabat digabungkan ke dalam sistem penyejukan air proses pencetakan melalui dok saluran paip, dan sistem penghawa dingin pusat Pembawa asal hanya dibuka pada masa pengeluaran awal pagi bengkel, dan masa mula-dikurangkan kepada satu-pertiga daripada asal, yang meningkatkan penggunaan kecekapan pengesiran dan proses penyaman udara 16 jam operasi. penggunaan tenaga sistem penghawa dingin pusat Pembawa (satu hos Pembawa, dua pam edaran dan satu kipas menara penyejuk) setiap hari. Penghawa dingin di kawasan pejabat digunakan terutamanya selama 4 bulan (jumlah 120 hari) pada musim bunga dan musim panas, menjimatkan 857,000 kWj penggunaan tenaga setahun selepas pengubahsuaian.

Jumlah penggunaan kuasa tahunan bagi tiga pam edaran 18.5kW sebelum transformasi ialah 486,200 kWj, dan selepas transformasi, kekerapan operasi purata dikurangkan kepada 40Hz, penggunaan tenaga dikurangkan sebanyak 20%, dan jumlah penggunaan kuasa tahunan bagi ketiga-tiga pam itu dikurangkan kepada 388,900 kWj, penjimatan elektrik setiap tahun.

Selepas perakaunan menyeluruh, didapati syarikat itu menjimatkan 1.297 juta kWj elektrik dan kira-kira 907,900 yuan dalam bil elektrik setahun. Pada masa yang sama, ralat kawalan suhu sistem selepas transformasi Kurang daripada atau sama dengan 0.5 darjah , yang menyelesaikan sepenuhnya masalah kondensat dan mengurangkan kadar kegagalan peralatan percetakan. Keseluruhan proses dipantau secara automatik, dan masa tindak balas kerosakan dipendekkan kepada kurang daripada 5 minit, dengan mengambil kira keberkesanan teknikal, faedah ekonomi dan faedah pengurusan.