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【要約】プログラマブルコントローラ、インバータ、圧力変換器、温度変換器などの部品で構成される熱交換ステーションのインテリジェント制御システムについて、熱交換ステーションシステムの構成や自動制御システムの設計について主に解説する。この制御システムは複数の発電所で試験運用が行われ、ユーザーから高い評価を得ています。システムの自動化度が高く、遠隔監視が可能で、安全かつ信頼性が高く、点検やメンテナンスも容易です。1 序論 経済の発展に伴い、全国規模で環境保護や省エネルギーへの要望が高まっている。先進的な科学技術を活用し、熱エネルギーを適切に配分することで、既存の熱エネルギーを十分に活用し、より多くのユーザーにより良い暖房サービスを提供することが、暖房事業者の最優先の課題である。給湯システムにマイコン監視と自動制御を導入し、手動から自動へと調整方法を変えることで、新たな状況下での給湯ニーズに応えることができる。 2 熱交換ステーションの概要 熱交換ステーションは、主に熱交換器を用いて、発電所で生成された高温の水と利用者側の二次配管内の低温の戻り水を密閉し、熱を交換します。その後、循環ポンプを使って二次配管内の抵抗を克服し、最終的に温水を室内の放熱装置へ送ります。 3 熱交換ステーションシステムの制御 3.1 制御目的および主な制御対象機器 熱交換ステーションシステムの制御目的：循環ポンプ、補水ポンプ、熱交換器、温度制御バルブ、システム配管の調整バルブを制御することにより、システムの各運用状態の動作モードを調整し、最も経済的な方法で末端に安定した給水温度を供給することである。同時に、システムの自動化レベルを向上させ、管理効率を高め、管理にかかる労働負荷を軽減する。http://www.tx7878.cn/d/file/jishu/2016-10-10/cbbb05cbec02ed99e36a0ec144425761.gif 図1に示すように、制御キャビネットは配管内の圧力や温度を測定し、そのデータをもとに循環ポンプ、補水ポンプ、温度制御バルブ、水タンクの水位などを制御します。 3.2 電子制御システムの設計 （1）装置の動作フローおよび制御用電気部品に基づき、PLCのインターフェースを配置し、I/Oアドレス割り当て表を作成する。 （2）タッチスクリーンはPLCCOM1ポートで通信し、プリント基板はPLCCOM2ポートで通信する。 （3）プログラム設計。 ①制御フロー：PLCが電源を入れて動作し始めると、まずプログラムを初期化します。その後、タッチスクリーンを通じて、二次側の給水・返水圧力や温度、一次側の返水圧力・温度、熱交換器の出口水温、および過温温度などの制御パラメータを設定します。自動位置に到達したら、制御を起動します。プログラムは周期的なスキャンとPID制御を行い、それぞれ圧力や温度などの値をサンプリングします。プログラム内で計算が行われ、設定値と比較され、その結果に基づいてPID調整が行われます。算出された値はデジタル信号およびアナログ信号として出力され、水ポンプの起動・停止やインバータの周波数調整を制御します。 ②プログラマブルプログラム設計：自動制御システムは、PLC、インバータ、圧力変換器、温度変換器、液面変換器などの主要な電気部品で構成されている。補水ポンプは戻り水圧によって起動・停止が制御される；循環ポンプはインバータ制御で運転し、周波数は給水と返水の圧力差によって調整される；凝縮ポンプは凝縮水タンクの水位によって動作します。補水ポンプの制御原理：戻り水圧センサーによって電流信号がPLCに送信され、PLCが演算を行いフィードバック値と設定値を比較する。圧力が設定下限値に達すると、PLCが信号を出して補水ポンプを自動的に起動する；圧力が設定上限値に達すると、PLCが信号を出して補水ポンプを自動的に停止させる；また、補水タンクの水位が保護値を下回ると、補水ポンプは強制的に停止する。 循環ポンプの制御原理：戻り水圧センサーと供給水圧センサーを通じてそれぞれ電流信号がPLCに送信され、PLCで演算が行われる。ここで得られた供給水圧と戻り水圧の差値が設定値と比較され、設定値未満の場合、PLCはインバーターに電圧信号を出力し、循環ポンプの周波数が線形的に上昇して回転速度が速くなる；設定値を超えると、PLC内で同様に電圧信号がインバーターに出力され、循環ポンプの周波数は線形的に減少し、回転速度も低下する；設定値に近づくと、循環ポンプは定速で運転する。 凝縮ポンプの制御原理：凝縮水タンク内の磁気浮子式液面計が電流信号をPLCに送信し、PLCが演算を行ってフィードバック値と設定値を比較する。タンク内の水位が設定された上限値に達すると、PLCが信号を出して凝縮ポンプの自動起動命令を出す；水位が設定された下限値に達すると、PLCが信号を出して凝縮ポンプの自動停止命令を出します。 例：下図のプログラムは温度と圧力を測定するプログラムで、まずAIW0（チャネル1）で取得されたアナログデータをVW140に送信し、演算によって温度または圧力の値を算出します；図中のプログラムは、トランスミッターが損傷しているかどうかも検出でき、損傷している場合は「トランスミッターが損傷しているため点検してください」という指示を出します。この検出機能は、手動で無効にすることも可能です。http://www.tx7878.cn/d/file/jishu/2016-10-10/2979644d2946b480074960d93e74e536.gif ③タッチスクリーンプログラム設計：この装置はシーメンスの6AV6648-0AE11-3AX0シリーズのタッチスクリーンを使用しており、システムや装置の動作状態やパラメータをリアルタイムで監視し、装置の故障やその解決策を迅速に報告するとともに、現場の装置を操作することができる。 4 結論 熱交換ステーションの制御システムは、PLC制御技術、周波数変換調整技術、および電子信号技術を採用することで、熱交換ステーション内の圧力と温度の自動制御を実現しました。これにより、機器コストが削減されるだけでなく、機器の自動化レベルも向上し、機器が信頼性高く安定して稼働するようになります。また、イーサネット通信により中央制御室でさまざまな信号を受信でき、タッチスクリーンを通じてパラメータを設定し、ワンキーで起動・停止が可能なため、遠隔監視機能を実現します。