摘要：本文介绍冷水机组自动控制过程，并从冷水机组控制回路出发，指出了目前华强北站冷水机组远程启动电动蝶阀不稳定的弊端，提出了通过增加外接24V直流电源及改变原有的220V交流继电器为24V直流继电器，从而提高冷水机组远程开关电动蝶阀的可靠性。最后介绍了目前的应用及改进建议。
关键词：交流控制回路；电动蝶阀；感应电压；消除方法
一、引言
深圳市地铁7号线采用海尔的螺杆式冷水机组，冷水机组通过西门子PLC逻辑自动控制压缩机，蒸发器，冷凝器，膨胀阀，四大主机部与空调冷冻水泵、冷却水泵、冷却塔机及温湿度传感器配合使用在闭环模式实现全车站恒温控自动控制，向车站公共区及车站设备房机电设备提供冷气，为乘客提供舒适乘车环境，为设备提供运行环境，整个控制装置自动化水平高，可靠性好。冷水主机无法正常运行将对行车信号设备及车站运营服务，全面受到影响。消除感应电压对冷水主机控制设备干扰非常重要课题。
二、交流控制回路对冷水主机运行中产生原因及故障现象
1.华强北站在2018年5月至7月多次发生因电动蝶阀中间位导致水流量开关丢失，主机停机故障现象。如故障图1、图2：
图2 5月冷却塔进出水蝶阀未关到位故障记录
2.针对上图1、2故障记录原因分析为，华强北站冷水机组的电动蝶阀控制反馈信号传输原设计图纸未采用专用双绞带屏蔽层的信号线，而是采用10*1mm2控制无屏蔽层的普通控制电缆，且信号传输使用的是220V强电交流电源。在短距离小于200m情况下，该设备的信号反馈功能可以正常使用;华强北站冷却塔建设计在华强南站，两站相距600多米，华强北站冷水机组的冷却塔电动蝶阀的开关阀信号反馈功能无法正常反馈信号，误动作频发，外包安装电气工程师在每个中继线圈两端并联无极电容，实际使用效果信号反馈不稳定。如图3。
原冷水主机控制回路中继绕圈采用并联电容来稳定电压信号。
图4 PLC逻辑控制程序
3.从上图中图1、2、可知感应电压已超过回路电压220V，在同芯多股普通控制电缆，使用在交流控制回路容易产生感应电压，至使设备误动或拒动。同芯电缆线路之间带上交流电靠近时，相互间产生电容值，如果是短距离可以忽略不记，但距离长且又做为交流控 制回路反馈信号使用，产生容抗值相对较大，由于中间继电器自身功率消耗较，线圈阻抗较大，使用交流继电器很容易受到电缆线芯电容产生感感应电压，导致两致冷水机组无法正常开启。
4.图3中电压波形可看出在设备调试阶段，外包方采用并接电容的方式减少干扰，达到开启冷水机组的目的。但无法彻底解决感应电压带来的干扰，仍有出现信号反馈丢失，阀门误动作错误的故障，如下图1、2、3电容示意图：
从示意图中分析, 对直流电表现出的阻抗极大，相当于不通。对交流电，频率越高阻抗越小。利用电容器的这个特点，我们就可以把混杂在直流电里的交流成分过滤出来，所以叫“滤波”。滤波电容的作用简单讲是使滤波后输出的电压为稳定的直流电压，其工作原理是整流电压高于电容电压时电容充电，当整流电压低于电容电压时电容放电，在充放电的过程中，使输出电压基本稳定,继电器线圈两端，消除部份感应电压干扰。
（三）从冷水主机控制电路原理图及PLC逻辑原理控制要求分析下图1、2、3。
图1 整改后直流电压波形图
1.从上列图中及PLC部分指令可看出，冷水主机远程启动是在PLC接受到上位机BAS远程发出开面命令后，PLC程序执行开机指令，先闭合冷却水泵电动蝶阀－延时10S－闭合冷却塔电动蝶阀开阀－延时10S－闭合冷却塔出水电动蝶阀－延时10S－收到所有电动蝶阀开到位信号－延时5S启动冷却水泵， 冷冻泵开启同冷却泵一个逻辑原理；冷水主机运行条件必须收到冷却水泵与冷冻水泵正常开起信号运行。
三、提高远程开关电动蝶阀可靠性的方案实施
1、针对上述控制回路产生感电压干扰原因分析有两套整改方案
方案一、从市场上采购专用带屏蔽层控制电缆，或光缆重新施工安装。
优点：解决电缆芯线之间干扰，保证反馈信号无丢失。
缺点：整改费用高，施工周长，影响车站正常运营服务。
方案二、对远距离电动蝶阀控制反馈信号采用24V直流传输，更换交流继电器为直流断电器,新增一套直流电流模块，直流电流周围恒定磁场，直流电源不随时间的变化而变化，在电缆线芯这间不会产生感应电压，通过示波器可见上图1。
优点：从电压波形图可看到，感觉电压几乎没有，无干扰源存，保证控制信号反馈，不会出误动作，整改费用低廉，施工周期短，整改工作理大幅度减少，见效快对车站运营服务不会产生影响
缺点:没有现成实际案例使用过，需整改后测试跟踪设备运行情况来判定。
2、针对以上两种整改方案分析经采用2#方案，对冷水机组电路控制原理图进行重新修改，新增控制回路24V直流电源，从K16继电器线圈回路处断开－将冷却塔电动蝶阀进水开阀K17、关阀位K18、出水开到位K19、关到位K20、冷却塔电开关状态继电器K29-K36共12个继电器全部更换将220V的交流继电器改为24V的直流继电器，由此解决信号反馈回路的干扰问题。如图1：
图1 改造后控制回路图
四、整改后测试反馈结果
在前期充分论证后，通过在华强北站冷水机组控制箱的改造一台主机测试运行1个月时间，冷水主机现场实地反馈机组功能正常平稳运行，未出现控制阀门反馈信号丢失的现象，设备可靠性提高，为冷水主机组远程控制可靠性提供思路。
参考文献
[1]深圳地铁海尔满液式水冷螺杆机组控制制系统手册.
[2]机电设备控制基础手册.
[2]机电设备电气控制技术.
论文作者:李勇
论文发表刊物:《基层建设》2019年第9期
论文发表时间:2019/7/26
标签：电压论文; 回路论文; 信号论文; 蝶阀论文; 继电器论文; 反馈论文; 电容论文; 《基层建设》2019年第9期论文;