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行業(yè)背景
隨著國民經濟的不斷進步和居民生活水平逐步提高,集中供熱因其節(jié)能、環(huán)保等顯著優(yōu)勢日漸成為眾多小區(qū)供熱發(fā)展的主要趨勢。在傳統(tǒng)供熱模式下,為滿足供熱需求,二次換熱站內設備運行參數多為人工調節(jié)。由于室外溫度和供熱需求的不斷變化,需要頻繁的進行人工調節(jié)才能保障二次供水溫度滿足基本需求。人工調節(jié)只能夠根據經驗值進行控制和參數設定,進而達到粗調節(jié),不能很好的保證用戶室內溫度維持穩(wěn)定,并且熱網運營成本高、能效低。
隨著熱網建設成本和運行成本的增加,供熱行業(yè)一直在探索開發(fā)能充分適應熱負荷不斷變化的換熱站自動的調節(jié)運行方式,同時能夠實現(xiàn)換熱站穩(wěn)定可靠運行和無人值守,達到較好的供熱效果和經濟運行的目的。隨著自動化技術的不斷發(fā)展,近幾年新建及改造換熱站都采用較先進的無人值守換熱站自動控制技術,在換熱站的管理、維護、節(jié)能、安全性等方面有了很大的提升,實現(xiàn)換熱站自動化、智能化、信息化,成為換熱站控制發(fā)展的必然趨勢。
基于藍普鋒PLC的無人值守換熱站監(jiān)控系統(tǒng),既可以實現(xiàn)換熱站穩(wěn)定可靠運行和無人值守,同時可以遠程監(jiān)控換熱站實時工況數據,實現(xiàn)換熱站遠程維護、調度管理。藍普鋒PLC單CPU本體自帶多個通訊接口,擴展模塊帶載能力強,特別是擴展模擬量可達200點,模擬量采集控制精度高,廣泛應用于無人值守換熱站自動控制系統(tǒng)。
二、系統(tǒng)介紹
換熱站,又稱二次換熱站,是熱網系統(tǒng)的核心環(huán)節(jié),它將一次側蒸汽或高溫水中的熱量,傳遞給可以直接進入用戶末端的采暖熱水。換熱站一般是由換熱器組成的換熱系統(tǒng),循環(huán)水泵組成的循環(huán)系統(tǒng),補水泵組成的補水系統(tǒng)以及PLC和控制柜組成的控制系統(tǒng)四部分組成。區(qū)域熱網調度中心負責監(jiān)控管理區(qū)域熱源(如鍋爐房)和換熱站等,通過上位機監(jiān)控系統(tǒng)對區(qū)域內熱源和換熱站進行遠程監(jiān)控和管理。無人值守換熱站在控制過程中,一般是由PLC對換熱站內運行參數進行采集,如一次側、二次側的供回水溫度、壓力,以及室外溫度、累計熱量、瞬時流量、三相電參數等,對循環(huán)泵、補水泵等進行變頻、工頻控制,通過以太網、4G、串口、無線射頻等將運行狀態(tài)和參數上傳至熱網調度中心,用于調度分析。
2.1 控制系統(tǒng)總體方案設計:
無人值守換熱站監(jiān)控系統(tǒng)是一個多層次的復雜控制系統(tǒng),首先需要實現(xiàn)換熱站的自動控制和無人值守,其次是將換熱站的運行參數和狀態(tài)上傳至區(qū)域調度中心,進行統(tǒng)一管理和調度。
PLC必須保證換熱站內系統(tǒng)穩(wěn)定可靠運行,可以根據室外溫度傳感器測量的室外溫度或者用戶設定溫度對一次側流量進行控制,以達到對二次供水溫度進行控制,提高供熱質量的目的。PLC通過供水壓力傳感器和循環(huán)水泵變頻器來實現(xiàn)對二次供水壓力的控制,通過回水壓力傳感器和補水泵變頻器來實現(xiàn)對二次回水壓力的控制。
換熱站的運行程序存在于其控制系統(tǒng)PLC內,能夠脫離上位機監(jiān)控管理軟件而運行,其運行可以控制室上位機監(jiān)控管理系統(tǒng)來觀察并實施調整。換熱站實現(xiàn)無人值守的同時,利用通訊方式將運行狀態(tài)數據傳給監(jiān)控管理系統(tǒng)供參考,同時接受監(jiān)控管理軟件遠程進行參數調整。
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