1、無(wú)人值守?fù)Q熱站的智能控制系統(tǒng)摘要：介紹了一種具有無(wú)人值守功能的換熱站智能控制系統(tǒng)方案，該系統(tǒng)主要由HMI、PLC、變頻器、GPRS通訊模塊組成；重點(diǎn)闡述了自動(dòng)控制二次供水溫度的策略，循環(huán)泵和補(bǔ)水泵的變頻控制方案，通過(guò)GPRS網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控的數(shù)據(jù)傳輸設(shè)計(jì)。關(guān)鍵詞：換熱站；PLC；PID控制；HMI；GPRS網(wǎng)絡(luò)一、引言當(dāng)前許多城鎮(zhèn)都采用了集中供熱，符合了節(jié)約能源、環(huán)保要求、政府政策等幾方面的要求。集中供熱系統(tǒng)分三部分：熱源、熱力網(wǎng)和熱用戶。熱源制備蒸汽；熱力網(wǎng)傳輸蒸汽和熱水；熱用戶指用熱場(chǎng)所。熱力網(wǎng)則由一次網(wǎng)、二次網(wǎng)、換熱站三部分組成。本論文介紹的換熱站控制能實(shí)現(xiàn)按需供熱，根據(jù)當(dāng)前室外溫度變化

2、對(duì)二次網(wǎng)供、回水溫度、流量進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)，從而實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守并節(jié)能的目標(biāo)。二、系統(tǒng)組成無(wú)人值守?fù)Q熱站監(jiān)控系統(tǒng)由現(xiàn)場(chǎng)一次儀表、現(xiàn)場(chǎng)控制設(shè)備、GPRS通訊網(wǎng)絡(luò)及數(shù)據(jù)監(jiān)控中心四部分組成。現(xiàn)場(chǎng)一次儀表包括溫度傳感器、壓力變送器、開關(guān)閥、電動(dòng)調(diào)節(jié)閥等，完成現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集任務(wù)；現(xiàn)場(chǎng)控制設(shè)備包括PLC、HMI和二次儀表，將采集來(lái)的數(shù)據(jù)通過(guò)GPRS通訊網(wǎng)絡(luò)傳遞到數(shù)據(jù)采集服務(wù)器，進(jìn)入數(shù)據(jù)監(jiān)控中心；數(shù)據(jù)中心由數(shù)據(jù)采集服務(wù)器、監(jiān)控工作站、工程師站、激光打印機(jī)等組成，完成監(jiān)控管理、工程師管理及維護(hù)、數(shù)據(jù)打印等任務(wù)；GPRS網(wǎng)絡(luò)負(fù)責(zé)在數(shù)據(jù)中心計(jì)算機(jī)與數(shù)據(jù)采集設(shè)備之間傳輸數(shù)據(jù)的功能，而數(shù)據(jù)監(jiān)控中心具有處理各種數(shù)據(jù)并顯示在組態(tài)畫

3、面上，實(shí)現(xiàn)各種遠(yuǎn)程控制和計(jì)量計(jì)費(fèi)的功能。該系統(tǒng)通過(guò)循環(huán)泵使熱水在二次網(wǎng)中運(yùn)行，循環(huán)泵的開啟的大小由二次回水溫度和回水溫度設(shè)定值的差值來(lái)決定，而回水溫度設(shè)定值由室外溫度來(lái)確定。PLC采集室外溫度、二次回水溫度，并通過(guò)程序運(yùn)算得出結(jié)果來(lái)控制變頻調(diào)速，從而對(duì)循環(huán)水流量進(jìn)行調(diào)節(jié)，保證二次網(wǎng)回水溫度值達(dá)到設(shè)定值，以達(dá)到供熱效率和節(jié)能效果的平衡。熱力管網(wǎng)的水壓降低可能是由于管道、閥門的泄漏引起，如不及時(shí)進(jìn)行補(bǔ)水，除了會(huì)造成管網(wǎng)壓力下降外，還有可能會(huì)造成整個(gè)供熱系統(tǒng)非正常運(yùn)行。換熱站一般配兩臺(tái)補(bǔ)水泵，正常情況下運(yùn)行一臺(tái)補(bǔ)水泵即可滿足系統(tǒng)補(bǔ)水需要。當(dāng)系統(tǒng)處于嚴(yán)重失水時(shí)，并且一臺(tái)補(bǔ)水泵達(dá)到了工頻轉(zhuǎn)速在一定時(shí)間內(nèi)

4、仍無(wú)法滿足補(bǔ)水需要時(shí)，另外一臺(tái)補(bǔ)水泵自動(dòng)投入運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)恒壓補(bǔ)水控制。三、系統(tǒng)功能3.1.數(shù)據(jù)監(jiān)控中心功能數(shù)據(jù)監(jiān)控中心具有以下幾個(gè)功能。 圖形監(jiān)控功能本系統(tǒng)以導(dǎo)航圖的方式顯示每個(gè)換熱站的地理位置，以圖形化界面來(lái)實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互操作，并且具有顯示全網(wǎng)數(shù)據(jù)、遠(yuǎn)程控制和遠(yuǎn)程設(shè)置換熱站參數(shù)等功能。 打印操作記錄及數(shù)據(jù)報(bào)表、趨勢(shì)曲線功能監(jiān)控中心主機(jī)可以自動(dòng)生成、打印各種操作記錄和運(yùn)行參數(shù)的日?qǐng)?bào)表及設(shè)備的故障狀態(tài)?？砂从脩粢蠖ㄖ聘鞣N報(bào)表格式。監(jiān)控主機(jī)還具有屏幕打印功能和屏功能。 分析診斷報(bào)警、故障功能對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的故障均以聲光形式報(bào)警，并分出報(bào)警等級(jí)，故障包括傳感器故障，通信故障，換熱站水泵電機(jī)故障，電動(dòng)

5、調(diào)節(jié)閥故障，交換器內(nèi)部堵、漏等故障，斷電等。監(jiān)控中心接到報(bào)警后需要報(bào)警確認(rèn)。監(jiān)控中心把報(bào)警內(nèi)容、報(bào)警時(shí)間和上位機(jī)下傳的操作指令等信息存儲(chǔ)到日志中。日志不可修改和刪除。 運(yùn)行分析和自動(dòng)控制功能監(jiān)控中心上位機(jī)形成一二次網(wǎng)供水溫度變化曲線、室外溫度變化曲線，能夠自動(dòng)對(duì)全網(wǎng)水力工況進(jìn)行分析。有經(jīng)驗(yàn)的操作人員可以任意查看選擇時(shí)間段，并預(yù)測(cè)負(fù)荷；可以設(shè)置修改控制參數(shù)、策略、設(shè)定調(diào)節(jié)閥開度等優(yōu)化調(diào)節(jié)。本系統(tǒng)有本地/遠(yuǎn)程切換功能，通過(guò)手自動(dòng)模式對(duì)循環(huán)泵進(jìn)行變頻調(diào)節(jié)，優(yōu)化質(zhì)調(diào)和量調(diào)的組合方式。用戶還可選擇系統(tǒng)中最適合的控制策略和控制方式。 用戶和權(quán)限管理功能不同的用戶設(shè)置不同的操作權(quán)限，只有有權(quán)限的用戶才能進(jìn)行權(quán)限范圍內(nèi)的操作。3.2遠(yuǎn)程換熱站功能遠(yuǎn)程換熱站通過(guò)PLC和與之相連的現(xiàn)場(chǎng)儀表、GPRS DTU和執(zhí)行器，來(lái)完成數(shù)據(jù)采集、控制和調(diào)節(jié)等功能。主要功能如下。PLC采集主要的過(guò)程參數(shù)，并將檢測(cè)結(jié)果送至監(jiān)控中心。換熱站配備觸摸屏，為操作人員現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試和參數(shù)查詢提供交互界面，可以顯示流程畫面、參數(shù)、PID參數(shù)、現(xiàn)場(chǎng)啟開停泵等功能。當(dāng)有報(bào)警時(shí)，觸摸屏發(fā)出報(bào)警信號(hào)。四、結(jié)論數(shù)據(jù)監(jiān)控中心上位機(jī)通過(guò)GPRS-Internet網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控遠(yuǎn)程換熱站，解決了換熱站分散時(shí)監(jiān)控問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了供熱時(shí)跟蹤診斷，使供熱系統(tǒng)安全、可靠、節(jié)能地運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)了換熱站的無(wú)人值守，節(jié)約了更