本文以某工厂循环水系统为研究对象,设计了一种基于Zigbee无线传感网络的循环冷却水监控系统。提出了一种核算冷却循环水系统换热器冷流体质量流量与出口温度的双变量试差算法。该算法建立了以冷热流体出口温度作为约束条件的换热器受约束数学模型,选择冷流体质量流量、温度两个变量,代入换热器热平衡方程和传热方程进行双变量试差运算,可在线获得使热流体出口温度达到设定要求,且能保障冷流体出口温度满足限制条件的冷却水质量流量。该算法可解决基于单变量试差法设计循环水系统冷却水量导致大马拉小车现象和不能保障冷却效果的问题,实例计算结果验证了该算法的有效性和使用价值。提出了一种基于流量连续性控制条件和最大流量控制条件的循环水系统泵站水泵配置算法,然后提出了一种基于能效优化的泵站调度策略。该策略能根据双变量试差法核算出的冷却水流量,选择泵站运行总功耗较低的水泵运行模式,实时切换水泵运行台数,调节变速泵的工作频率,可实现泵站的高效、平稳、经济供水。设计了ZigBee控制终端节点、数据采集终端节点和协调器节点。由ZigBee协调器节点建立无线网络,与ZigBee数据采集终端节点进行无线通信,采集循环水系统内流量、压力、温度等信息。由系统主机实时运算双变量试差法计算冷却水流量,运行泵站运行优化调度策略,通过协调器将结果调度策略发送给ZigBee控制终端节点,合理配置水泵的启停台数、调节变速泵的工作频率,完成循环冷却水系统的无线监控,实现相关化工工艺控制要求。给出了协调器节点、控制终端节点和数据采集终端节点的电路设计和程序设计,设计了系统主机程序与组态界面,在Matlab平台对控制系统进行了仿真验证。