去离子水冷却系统控制系统的设计实现.pdf

第3期
仇文君等.去离子水冷却系统控制系统的设计实现
去离子水冷却系统控制系巯的设计实现
仇文君方明欧阳峥嶸
中国科学院强磁场科学中心)
摘要以稳态强场实验裳羅的去离子水冷却系统为研究对象,针对冷冻水和去离子冷却水的工艺
流程和測控参数,设计基于S7-300PI.C和WinC7.0的控制系统。在长时间的试运行中,系统较好地
满足了去高子水冷却系统的控制要求,实现了不同獨环回路中各种没备的多模式运行,保证了测量信号
和控制参数的真实准确
关键词PLC水冷系统 Wincc测控参数
中图分类号T'862
文献标识码B
文章编号10003932(2017)03-0285-07
出中国科学院強磁场科学中心承担建设的国水机组。当为试验供冷时,蓄冷水罐内冷冻水经
家大科学に程一稳态强磁场实验装置可为我国冷冻水二次狠送入磁体水冷换热器,和去离子水
的科学研究提供理想的稳谷强磁场极端实验环换热后,山蓄冷水罐上部区域。冷水机组.作时,
境,满足我国多学科前沿发展对」強场实验条冷凝器侧通过开式冷脚塔和开塔冷却水泵循坏降
件的需求。其中,水冷磁体山」消耗大量电能而温。
产生的热量必须由水及时带走。因此,与电源功
率相匹配的满足水冷磁体和也源系统冷却要求的
去离子水冷却系统足保障水冷磁体正常运行的必
不冷赠
换热
备条件之?。水冷磁体的主要材料是纯硬制,为
了防止水中离∫导电,水冷磁体本身需安使用去
机
去离子水纯化器
离」水冷却,而冷冻水则为去离子水提供冷源。
日前,该项正在紧张的建设过程中,本着经
水
换热器2源
济、高效节能和稳定可靠的原则,根据去离」水冷
却系统的控制要求,设计控制系统,为水冷磁体
去离手水延化器
乃至混合磁体的稳定运行提供保障。
去离子水冷却系统的工艺流程和主要设备
?1去高子水冷却系统的工艺流程
艺流程
图1为去离」水冷即系统艺流程,主要分
二次去离子水同路分为以ド3个子系统
为·次冷冻水回路和二次去离子水路。其中
a.磁体冷即循坏系统,由变频多级水泵、耐
次冷冻水回路的功能是蓄冷和供冷,蓄冷时,水高供水管、时高压网门」、水管道及板式换热器
罐上部温水经冷冻水一次泉,两级串联中离心等组成闭式術环;
式冷水机组,产生泠冻水送入蓄冷水罐下部。当
b.电源冷却循环系统,由单级水泵、供水管
空外环境湿球温度低于?定数值时,关闭前致离道及板式换热器等纰成闭式循环
心式冷水机组,用闭式冷却塔代替前级离心式冷
纯水制备和提纯系统,由砂过滤器、活性
碳过滤器、RO装置、ED「装置及抛光混床等组成
基金项目:国家人科学工程项日(稳态强磁场实验装晋)。
作者简介:仇文材(1983-),工程师,从事国家稳态强磁场よ离」水泠却系統控制系銃的设计实施与运行维护T.作
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化工白动化及仪表
卷
1.2系统作原理和重要测控参数
380~860m/h,水压2.5MPa,体进门水温
本去离」水冷却系统满足水冷磁体20MW10℃,磁体冷却水进出口允许最大温升30℃,最
负荷下运行3h,电源系统2MW负荷下运行5h,并大热负荷28MW
H水冷磁体最大热负荷达到28MW的要求。
C.电源冷却循环系统,电阻率不小于
水冷磁体为例,为了保证水冷磁体10℃的入口水1MS2?cm,流量86m/h,水压0.6MIPa,电源冷却
温,必须用低于10℃的冷冻水通过板式換热器和水入口水温不小于15℃,电源冷却水进出口允许
磁体纯水换热,并通过调节冷冻水流量来实现最大温升20℃,最大热负荷2MW;
温控制。另外,通过恒压控制方式来保证磁体运
d.冷冻机冷却循环系统,流早900m/h,温
行的冷却水流量。磁体和电源纯水侧设有去离
度28℃
水制备和提纯系统循环使用的去离子水进行提
e.去离」水制备和提纯系统,去离」水制备
纯,以保证进入磁体的高纯水电阻率不低于系统出口电阻率不小于18M9?cm,磁体冷却術
15M?cm。在不同季节、不同气温条件和不同环提纯水量34.5m3/h,磁体冷却循环提纯出水
水冷磁体运行负荷ド,采用不同的运行方案,保证电阻率不小于18M92?cm
水冷磁体的运行要求
2去离子水冷却系统控制系统的硬件部分
去离子水冷却系统的重要测控参数分为5类:
图2見是警个去离子水冷却系统悴制系統的硬
a.次冷冻水系统,冷水机组进出水水温件结构。PLC系统采用 Siemens S7-300PLC
6℃/26℃,蓄冷量不小于3000m3,流量0
CPU315-2DP,自带?个MPI接口和?个 Profibus
1200m'/h;
DP接口,可用MPI∏做CPU软余通信,用Pro
b.磁体冷却術环系统,电阻率不小于 fibs-DP口与现场子站连接,另配以太?模块
5M?cm,溶解氧含量不大于0.0001%o,流量计算机连接。
临室设备
监控算杌
空算杌2
UP!
光打印机
PLCCPU
4,p2AE6A0:当
Profibuy-dp
ピT200
ET200
F"T2()()
DE1.AI1. RT041 A0:1
上7TD1401
ET200
H12.D01,1.ADa1
:?.D:?1,T220:2
双绞线
Profibus电源
超五类双绞线
图2去离子水冷却系统控制系统硬件结构
PIC的监控对象包括:冷水机维、软启动泉、量仪表。根据设备分布区域和子山路功能的划
变频狼、变频风机、电动调节阀、电动双向蝶等分,现场设凿.5食FT200M子站,其体为
设备,以及温度、压力、流量、电阻率、溶解氧等测
a.开式冷即塔循坏子站;
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