峨眉温泉汤池水温水位自控系统设计方案20130515.doc

温泉中心汤池水温水位自控系统设计方案 峨眉山天颐温泉度假小镇温泉中心项目的汤池分为3类：一类为功能池，一类为温泉原汤池，另一类为冷水戏水池。需求分析：整个温泉系统，每个池子都有一套基本独立的水循化加热系统、补水系统。1、补水系统：当液位低于设定值或者初次进水的时候采用同时开启进水用冷水和热水电磁阀，并经手动控制的球阀，按照一定的温度（惯常温度）对池子进行加水，当水位到达设定值之后自动停止加水。当正在补水时，温度循环系统停止运行，内循环水泵和阀门关闭。2、温度控制循环系统：当温度低于摄氏度或者自行设定的温度下限时，则打开加热循环系统。循环水泵，紫外消毒和循环水阀门 ，当检测到有水流通过循环管到之后，开启蒸汽加热阀门，对循环水进行加热。当温度达到摄氏度或者自行设计的温度上限时，关闭所有与加热循化系统相关的设备，停止循环加热。当正在补水的中，或者需要补水时，停止加热循化系统，先对温泉池加水，等加水结束之后，如果池水温度低于设定下限的摄氏度或者自行设定的温度下限，则进行温度控制循环流程。温泉自控系统设计方案方案一：PLC控制系统方案PLC控制系统包括一下三个部分：PLC控制器（如果不需要经常调整参数和监控运行状态，上位机电脑可以不需要），电气控制系统，现场仪表和机电设备（备注：根据我方现场的要求和管理水平，不考虑上位机）1. 现场仪表和机电设备部分现场仪表主要包括测量池子水位的液位计，测池子水温的温度传感器、水管上的温度开关。机电设备包括自循环系统水泵，主水泵等，控制水流的电磁阀和控制蒸汽流量的蝶阀、蒸汽加热器。状态检测设备包括池内温度、液位以及管道温度开关（管到温度安装在蒸汽加热器的后端，检测到温度过高时闸段蒸汽管到和内回流管道，防止管道和人员被烫伤）。液位计介绍：按照现场情况我方采用电容式液位仪（备注：采用）。电容式液位计是依据电容感应原理，当被测介质浸汲测量电极的高度变化时，引起其电容变化。它可将各种物位、液位介质 高度的变化转换成标准电流信号，远传至操作控制室供二次仪表或计算机装置进行集中显示、报警或自动控制。其良好的结构及安装方式可适用于高温、高压、强腐 蚀，易结晶，防堵塞，防冷冻及固体粉状、粒状物料。它可测量强腐蚀型介质的液位，测量高温介质的液位，测量密封容器的液位，与介质的粘度、密度、工作压力无关。温度仪表介绍： 贴片式温度传感器：体积小精度高，可以在池底部安装类似灯罩的玻璃隔层，然后将贴片贴在玻璃上，用导线引出到触摸屏处的变送器上，完成信号转换即可。2. 电气控制系统电气控制系统，包括设备的供电，仪表的安装和线缆的铺设。控制柜的设计和安装调试。控制柜初次设计原则是，采用GGD柜的方式，单面安装，柜体尺寸2200*800*600（单位mm），根据元器件的数量和大小暂定每个柜子安装4个池子的回路，温泉池和功能池的配电控制柜共8个柜子，包括2个备用回路。另外有3个GGD柜是公用水泵，阀门的控制柜以及主配电联络柜。电气控制柜每个池子包括以上功能按钮，池子的手自动转换开关、单独设备的手动起停控制、水泵运行状态指示。温度高低，液位高低指示灯。池子现场设立仪表显示箱，将温度、液位的配电和变送显示器安装在仪表显示箱中，箱体采用IP55防护等级，用不锈钢箱体，带玻璃观察窗。（此种方案是基于成本考虑。还有进阶方案，采用触摸屏显示池内温度、液位等参数，通过以太网的通讯方式与服务器相连，可以直接在触屏上设定池水温度和液位。）3. PLC控制器和触控系统 PLC控制器有两种选择：A、 采用集成式方式，将所有池子的信号和控制放在一套PLC控制系统中，采用西门子300系列CPU控制器，外挂输入输出模块与仪表和电气控制系统相连。此种方式的好处是系统集中，便于控制和操作，成本相对较低。信号的处理相对比较集中，将PLC控制和电气系统较好的隔离开，有较强的诊断能力。B、 （本案采用）采用单独一个池子自成一套控制系统，将每套池子的信号和控制设备接到本池子的单独的PLC系统中。此单独的系统可以采用西门子200系列的PLC控制器来做。此种方式是独立性强，每套池子单独成系统，与其他池子的关联性小。此外公用设备的控制单独又一个PLC200的控制器来做。但是相对成本会较高，与每套电气的关联性较强。从成本控制的角度，本方案采用西门子200PLC控制器，每套池子单套自成系统，每个池子都是单独独立的，便于维护和变更。将PLC控制器集成到控制柜中，成本方面也会降低。 触摸屏系统： 触摸屏包括触摸机箱，触摸屏和音箱，以及安装支架和电源部分触摸屏的机柜有多种选择，但是考虑要安装仪表的电源和音箱等，建议下部有较大空间，容易放置设备的为佳。触摸屏：需要和工业PLC进行通讯，并具有多媒体播放功能的触摸屏，可以按照客户的具体要求将池子的介绍，池子的温度，液位以及其他信息显示在触摸屏幕上，并通过触摸屏的界面选择需要的多媒体进行播放。PLC控制器控制原理：液位检测液位低于最低值液位正常液位高于最高值加温循环系统停止工作加水阀门打开，加水状态关闭加水阀门非加水状态正在加水状态非加水状态继续加水温度检测温度低于设定下限温度到达最高值温度正常加温循环系统启动加温状态未加温状态停止加温加温控制程序由于采用PLC控制器可以采用PID温度控制方式均匀的加温，保证温泉水温基本保持恒定，减小温度波动。其他功能介绍，如果增加出水口和阀门的数量可以控制从哪个口出水，可以让水流形成流动，甚至喷泉的效果，而这些效果不许额外增加水泵等设备，只需增加阀门，有PLC控制器控制，达到所要求的效果。当有两个进水口，水流从表面推动时，可以形成旋窝的效果。当控制出水口开启关闭状态较快的切换时，有按摩的效果，这些都无需加过多的成本就可以轻松的实现。试想一下只需要修改一下程序，或者在界面上点一下就可以达到不同效果的温泉，会有多吸引人。绝对是超五星的享受。方案二：电气控制系统方案PLC控制系统包括一下两个部分：电气控制系统，现场仪表和机电设备。1、 现场仪表和机电设备部分现场仪表主要包括池子水位的液位计，测池子水温的温度计、水管上的温度开关。机电设备包括自循环系统水泵，主水泵等，控制水流的电磁阀和控制蒸汽流量的蝶阀、蒸汽加热器。状态检测设备包括池内温度、液位以及管道温度开关（管到温度安装在蒸汽加热器的后端，检测到温度过高时闸段蒸汽管到和内回流管道，防止管道和人员被烫伤）。2、 电气控制系统电气控制系统，包括设备的供电，仪表的安装和线缆的铺设。控制柜的设计和安装调试。控制柜初次设计原则是，采用GGD柜的方式，单面安装，柜体尺寸2200*800*600（单位mm），根据元器件的数量和大小暂定每个柜子安装4个池子的回路，温泉池和功能池的配电控制柜共8个柜子，包括2个备用回路。另外有3个GGD柜是公用水泵，阀门的控制柜以及主配电联络柜。电气控制柜每个池子包括以上功能按钮，池子的手自动转换开关、单独设备的手动起停控制、水泵运行状态指示。温度高低，液位高低指示灯。 在配电柜中通过现场设备的检测状态和已经设定的功能，通过继电器，接触器，各种开关等方式。形成电气控制回路，完成设定的控制功能。但是此种回路比较复杂，检查较难，可见性和纠错能力较差。方案比较：主要方案为一下三种方式，其中两个是带PLC方式，一个是单独的配电控制方式。A、 每个池子单独一套PLC控制器B、 集中式PLC控制器方式C、 电气联锁控制系统稳定性分析：A=BC由于C方式是通过电气联锁的方式，电气回路比较复杂，每个设备相关的因素较多，每个关联因数造成了一个本稳定的因素，综合在一起导致整个电气联锁方式的稳定性较差，另外由于C方式缺乏自诊断功能，不能对自身系统的问题诊断报告，不可提示，在出问题后检查困难度大。A,B方式电气回路比较简单，控制逻辑通过PLC来实现，西门子PLC是全世界出门的稳定的控制器，在程序逻辑设定好之后稳定性极高。另外如果AB方式配备显示电脑可以直接提示使用者当前的问题，提高系统的安全性，以及故障处理的速度。 成本估计：C A=B由于C方式是通过电气联锁的方式，相对成本会较低，每个池子会比采用PLC系统的相比要便宜两千多元左右。A方案和B方案整体的来说A方案的采购成本会比B高一点，但是考虑到B方案需要单独的做控制柜并和其他池子的柜子连线，成本核算之后成本差不多。进阶方案：口号私人的温泉汤池、随您心意舒心泡汤对于现在的温泉游客来说，只是泡个温泉已经随意的事情，并不能完全吸引游客的眼球。而对于一个温度和液位，以及水流等都可以按照客户的需求设定的温泉就可以吸引用户的眼光。对于这样的系统必要具备三点HMI用户交互终端、信息处理器、电气控制