控制系统原理图





前言

在城市集中供热系统中，热力站作为热网系统面对系统热用户最后一级调节单元，热力站的控制效果直接决定热用户的采暖效果。北方供热系统都采用各城市设立热力公司来管辖各地区供热，所有热力站均采用间连型热力换热站。

原有系统说明

在间连热网热力站中，二次网供回水压力、温度及流量均是影响供热效果的重要因素，而二次网各供参数的调节主要是依靠对二次网循环泵及补水泵的控制。传统的热力站控制中，循环泵与补水泵一般都采用工频泵，系统在设计选型时已经决定了系统二次网的主要参数，但是相对的，系统的适应性、扩展性及各参数的精确调整均受到极大限制。

系统自动化改造
对于原有的热力站，统一增加自控仪表、PLC及变频设备；对于新建的热力站，在设计时即在工艺系统基础上引入自控设备。自控系统辅助将热力站的控制精确化，结合热网中控室全网平衡系统及通讯网络系统，进行全网均匀调节，达到较好的控制效果。

系统分类
间连型热力站自控系统由设备和控制回路进行分类。
按设备类型分，可分为：温度、压力变送器，流量计，电动调节阀，循环泵及补水泵。
按控制回路分，则可分为：一次网流量控制回路、二次网循环控制回路、二次网定压回路。

控制原理说明
在热力站自控系统中，一次网流量控制回路主要通过调节一次回水调节阀来实现。二次网的调节回路则是通过调节二次网循环泵及补水泵转速来实现。一次网的控制指令主要由热网调度中心根据全网平衡算法下发，而二次网循环泵及补水泵变频器转速则由站内PLC系统依据各热力站所带热网的实际情况计算得出。

控制原理说明
系统根据二次网供、回水平均温度的温差，通过变频器自动调节循环泵的转速，实现对系统总流量和温度的调节。使循环水泵按照实际负荷输出功率，减少不必要的电能损失，实现小流量大温差的运行模式。通过此举，可以及时地把流量、扬程调整到需要的数值上，消除多余的电能消耗，从而达到良好的节能效果。通常热力系统会设计两台变频泵，这不仅是为了系统备用，也是为了防止系统超调。如果负荷不够，则泵的转速加大，达到100％时还不满足要求，则启动第二台泵。同时系统还可以根据运行时间自动切换各循环泵，也提供低水压保护和连锁功能。

控制系统的实现
热力站的一次网回路控制，主要是热负荷控制。通过控制调节一次网回路上的电动调节阀，来调节流过热力站的一次热水的流量。在全网控制系统中，全网控制中心根据目前室外温度情况，参考热源的运行情况及各热力站反馈的二次网运行数据，计算出各热力站一次网控制阀门的开度指令或二次网目标控制温度。热力站系统根据全网控制中心下发的指令，调节一次网流量调节阀，从而实现全热网的热资源均匀分配。

控制系统的实现
热力站控制系统根据各系统的实际情况，设定一个供回水压差目标值。设定此供回水压差值以满足二次管网的供暖水循环。在此基础上，热力站PLC系统通过测量二次网供回水温差来对循环泵进行修正。当二网供回水温差偏大时，则需提高循环泵转速，加大二网流量，提高二网回水温度，改善供热效果；当二网供回水温差过小时，需适当降低循环泵转速，减小二次网的流量，实现小流量大温差的运行模式

自控系统的优点
在热力站中使用变频器及可编程控制器，充分发挥变频器的调速和节能的优点及可编程控制器配置灵活、控制可靠、编程方便的优点，使整个系统的稳定性有了可靠保障。通过热力站自动控制系统的投运，过去主要依靠人工调节的控制手段得到了彻底改善，热网的运行得到合理控制，失调现象得到了有效地解决，消除了热网中各站冷热不均的现象。按需供热、节能降耗，改变了不合理的小温差大流量运行方式，既保证了远端客户的供热需要又避免了近端用户的过热现象直接提高了热网的供热效果。


中央控制系统监测数据
变频器工作状态监控
PLC工作状态监控
各水泵工作电流、工作电压、转速
各水泵故障情况（如过载、缺相、欠压）
各水泵累计运行时间
故障自动报警系统
各压力、温度、流量监控
各电动阀、流量计监控

无线监控的优点

解决了远距离铺线难度大、成本高等问题
不管在何时何地都能监控到设备的运行状况
实现了一人同时监控几个站点
故障早发现
实现分时段分压力控制。
所有信息可以已报表方式发布（由客户定制）

画面运行状态监控






画面参数列表监控





常用参数列表及快速下载






画面参数设置监控






系统实现功能


支持专用客户软件访问
一般安装在监控中心,提供给专业泵站管理人员使用

泵站数据库结构
存放现场采集的数据库共有４个，数据流程关系如下图





实时数据库的大小固定不变
历史数据库每周更新一次

硬件实现方案




硬件改造说明
所有现场数据均由变频器统一采集并由程序进行控制
数据采集模块为各信号转发器,通过RS485端口传送给数据传输模块,再通过数据传输模块给计算机或手机通讯.

建立软件服务平台
使用专业版软件进行监控
通过服务器将各个泵站的故障信号通过短信方式发送给工作人员.