峨眉温泉汤池水温水位自控系统设计方案20130515

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1、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10 0mm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3 8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 ，

2、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4 2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38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

3、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

4、制。其良好的结构及安装方式可适用于高温、高压、强腐 蚀，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

5、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

6、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。口口口W w U

7、9 竺曽V 9 B IPLC控制器在电气柜内詔从成本控制的角度,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。o IXTOUCH P

8、hLIEL产品参数額定电伍DC24V0.23A餅电翊细DC12 至 DC36V使用环黠度-20C 至 +60C(-30C 至 +8此可选)保存环境温度30t 至 +85-C使用环境湿度10%RH至90% RH（无凝鑫环境:39*C以下）存储环境湿度10%RH至90% RH（无凝韓怀境:39*0以下）抗覆性能符合IEC61131-2标准电抗干扰性能干扰电 J; 10QOVpi）干扰频宽：1ps气删时 la)： 1ns坏抗取蚀性能无取蚀性气体境抗静电性能4kV(EN 6100042)第三级安全齡认证EN55011 CLASS A,EN61QCO-3-2防水性面旗符合IP65f重量1KG以下外观材质

9、ABS+PC冷却系统自然冷却區示#&外按犊口类塑莫硯TFT倾色65.536背光灯L国杳* （便用務命：右T? 24爪时便用:. 4博拖35少可堆持30. 0）小时）分解率800 48D 悔索毙度280cdrm-庫度控制可通过第樓屛9级鸿节可支箱暹左UNIGOD支蜡类文简体中文家体中文字塑大小济有wind。远宇体:矢*字体电組式(分1024x1024)進行状iS埠灯；正常运行；红启魂;JWb故曜ATMEL RISC400MHZ 工业IR存慵128MB NandFLASH 工业级数握备份128M DDRII SDRAM 工业圾tiff 口 1COM1 R9232 5Me : TxDBRxD, RT

10、S.CTS andGND数据传験速度;30Q 115.2kbps凄口方式:DB9 Cannee-tDT跌行援口 2COM2 RS-485: Dataf-.Data-.GND 故据传输速 ST 300 j 1152kbps接口方式：DB9 Connector口 3COM3 RS-232: TxD.RxD, and GND效据传骏速S：300 2 115.2kUa 接口方式:DBQ ConnectorUS82 个 US82D Host有戏总示区fitT 154.08W)x&5.2(H) (mm)PLC 控制器控制原理：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

11、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

12、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

13、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

14、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

15、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 控制系统和机电终端。而这样的系统只需要在 A 方案的基础上增加一个 HMI 用户交互终端即可，该终端可以采用触摸屏或者按键的方式让用户实 际设定所需的温度，液位，水流（如需设定水流强度，可以将回流泵改为 带变频功能的，并将循环出水口放置在用户能感受的到的位置）即可。在 硬件设备具备的条件下，只需要根据各种需求，设定各种软件方案即可， 如果需求合理，即使是在温泉中设定一个定时的喷泉都不成问题。