虹桥交通中心能源站之自控系统

上海虹桥综合交通枢纽建筑综合体由东至西分别是2#航站楼、东交通中心、磁悬浮、高铁、西交通广场。能源站服务对象为红色框框内交通中心（三个小红点为直供系统5个换热站）。涵盖了磁浮站（将来到杭州的磁浮列车就是从这里出发）、停车楼、枢纽地铁东站站厅层非付费区、枢纽公交巴士东站以及申虹国际大厦南楼北楼，是整个交通枢纽重要的换乘节点。总建筑面积约49万平方米。  

能源中心位于北面约1公里处。

上海虹桥交通枢纽能源中心采用水蓄冷+二次泵+末端直供系统模式，由7台制冷主机（1900RT*7）、2台蓄冷水罐及7台冷冻水一次泵、5台冷冻水二次泵、相应冷却水泵、冷却塔以及循环水路系统共同组成，总蓄冷量97000RTH；

蓄冷罐高度30米，直径28米，钢制蓄冷罐；

能源站内共有大小不等口径电动阀门89台；

自控系统主要由工业级冗余PLC S7414-5H控制器，现场扩展I/O控制模块，工业以太网环网交换机，C/S架构服务器与工作站组成。控制系统实现五种工况（蓄冷、蓄冷兼供冷、水罐供冷、主机供冷、联合供冷）运行。

项目2009年6月开始实施，2009年12月安装完成。

2010年5月调试完成竣工资料做了厚厚五大册。

因为系统是常规的水蓄冷系统，对于我们工作的挑战不大，系统设计和调试驾轻就熟，但是遇到了一个涉及到重大安全隐患的问题，那就是水锤问题，值得与大家探讨。

冷却水系统如上图，冷却塔采用母管制塔组冷却水池的方式，冷却塔水池深度约1米，离地高度约14米；冷却水泵流量1250m3/h，扬程31.5m；

项目调试中第一次遭遇水锤问题，出现在凌晨五点左右蓄冷结束时间段系统陆续停机时；每套主机系统停机间隔一般在五分钟左右，这个时间段陆续听见机房传来响亮的撞击声音，类似于春天的雷声的撞击与炸裂声，到机房感受更加真切且恐怖，我至今记忆深刻；因为水锤在其他项目从来没有遇到过，分析这个项目因为各种因素叠加，管道光滑阻力小、冷却水采用大型集水池的方式、采用重力式式止回阀、水泵工频运行，系统大等......

实际上，水锤现象出现停泵情况下。停泵时，扬程很高，冷却水泵通过关机自然停止，止回阀因重力及压力作用关闭，水会逆向砸下来，砸到阀板或者水泵，形成水锤。现场观察到的情况是管道压力剧烈晃动，管道支吊架发生振动，停机水泵发生震动。其实这不是自控的问题，但是我尝试通过自控去解决。

解决的办法就是调整电动阀门和水泵的关系时间。以往冷却水控制常规方式是在停止水泵后再关闭进出口阀门。但是在出现水锤情况下大胆尝试先关阀门，因为是电动蝶阀，需要寻找蝶阀的特性曲线，在阀门关到一定程度时（这个时间点需要根据阀门的KVS曲线图进行计算）关闭水泵，当然还有各种保障手段避免可能会出现的打闷泵的情况，各种保护逻辑程序可以在PLC通过灵活的编程实现。当然如果采用变频器最好，当然变频器的斜坡停止时间也要进行精细计算及设置。

能源站自控系统的目的是：安全、稳定、大幅提升工作效率，运维增效，最主要的是安全，我想是做到了。