城市集中供熱具有節(jié)約能源，減少污染，改善人民生活和工作條件的綜合效益，目前在眾多換熱站中，仍有相當一部分處于儀表監(jiān)控、人工操作的狀態(tài)，運行水平極不理想。而水泵變頻器的出現(xiàn)則很好的打破了這一現(xiàn)象。
簡述：
集中自動控制供熱是城市發(fā)展的必然趨勢，熱網(wǎng)自動控制系統(tǒng)具有測量精度高、測點覆蓋范圍大、可靠性穩(wěn)定、操作簡便、功能強大等特點，可實現(xiàn)對熱網(wǎng)溫度、壓力、流量、液位等各種工況參數(shù)的自動采集、監(jiān)控，通過傳輸網(wǎng)將數(shù)據(jù)匯總傳送到中控室計算機，實現(xiàn)遠距離監(jiān)測和與企業(yè)內(nèi)部局域網(wǎng)匯接，構(gòu)成企業(yè)網(wǎng)絡的一部分。熱網(wǎng)生產(chǎn)調(diào)度管理實現(xiàn)了自動化、網(wǎng)絡化。通信系統(tǒng)可通過Modem,ADSL,GPRS，數(shù)字廣播站等有線、無線多種數(shù)據(jù)傳輸方式實現(xiàn)，各有其特點。重點介紹GPRS無線通信的應用情況。
系統(tǒng)論，構(gòu)成和實現(xiàn)功能。
體系原則。
該方案的系統(tǒng)設計包括三層：上部為中央和地方兩級監(jiān)控和協(xié)調(diào)調(diào)度的中央機房計算機監(jiān)控系統(tǒng)，中部為無線通信系統(tǒng)(GPRS、數(shù)傳電臺等)，下部為各熱電廠PLC組成的控制系統(tǒng)，實現(xiàn)對保證熱用戶供熱需求的調(diào)節(jié)控制。
通過可編程序控制器(PLC)與變頻調(diào)速裝置組成控制系統(tǒng)，優(yōu)化了泵組運行速度，自動調(diào)節(jié)泵組運行臺數(shù)，實現(xiàn)了供水壓力的閉環(huán)控制，既能滿足供水要求，又能節(jié)省電能，使系統(tǒng)處于可靠工作狀態(tài)，實現(xiàn)了恒壓供水。為實現(xiàn)遠程監(jiān)控，降低成本，還增加了GPRS通信設備。
在恒壓供水系統(tǒng)中應用GPRS遠傳技術。
因為熱源廠與供熱公司之間存在一定距離，為了在節(jié)省成本的同時達到良好的傳輸效果，供熱公司遠程監(jiān)控系統(tǒng)是通過GPRS通信和因特網(wǎng)實現(xiàn)的，現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集監(jiān)控終端與GPRS模塊相連，在遠程數(shù)據(jù)監(jiān)控中心主機上安裝必要的軟件，主機必須有固定的IP地址(或域名)。在GPRS模塊登錄到GSM網(wǎng)絡之后，它會自動連接到數(shù)據(jù)監(jiān)控中心，將其IP地址報告給數(shù)據(jù)監(jiān)控中心，并保持連接。利用TCP/IP協(xié)議實現(xiàn)了數(shù)據(jù)監(jiān)控中心與GPRS模塊之間通過IP地址的雙向數(shù)據(jù)通信。
體系構(gòu)成
該系統(tǒng)主要由2臺75kw的水泵、1臺30kw的水泵、75kw的變頻器、37kw的變頻器、一組PLC、一臺TP270、宏電GPRSDTU、2臺主機和一些輔助部件組成。與此同時，根據(jù)現(xiàn)場實際情況，2臺75kw水泵采用75kw變頻器一拖二控，一臺30kw水泵采用37kw變頻器一拖二控。然后通過組態(tài)王軟件分別讀取各熱力站的數(shù)據(jù)。
執(zhí)行系統(tǒng)功能。
監(jiān)測系統(tǒng)可實現(xiàn)對一級網(wǎng)絡、二級網(wǎng)絡供、回水的溫度壓力、水箱液位、室外溫度、閥門開啟、頻率反饋、一級網(wǎng)絡流量、二級網(wǎng)絡流量、補水流量等情況的模擬量，以及泵啟停、斷電等狀態(tài)量，脈沖量累計補水量、累計熱量消耗等情況的采集檢測。通過監(jiān)測、計量控制泵的啟停、閥門開啟和溫度、壓力、流量等信號，計算出熱交換功率、熱熱量等?？梢酝瓿墒覂?nèi)外溫度補償、優(yōu)化啟停、回水溫差限制等優(yōu)化控制工作。
體系構(gòu)成
軟硬件的設計。
1、PLC：
采用步進電機驅(qū)動器作為整個控制系統(tǒng)的核心控制器，其輸入輸出擴展模塊為輔。這款可編程序控制器有兩個串口，一方面方便TP270連接到控制臺，在機柜上實時顯示各種參數(shù)；另一方面通過自由口與GPRS數(shù)傳模塊連接，定時發(fā)送數(shù)據(jù)到供水公司的主機。主要實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、轉(zhuǎn)換、分析、存儲、發(fā)出控制指令調(diào)節(jié)變頻器實現(xiàn)恒壓供水。
2、變頻器：
通過變頻器。向水泵電機達提供變頻供電，從而改變馬達轉(zhuǎn)速，進而改變出水流量，實現(xiàn)恒壓供水。
3、觸摸屏：
通過本產(chǎn)品的顯示功能，實時顯示實際壓力、設定壓力、出水流量、水槽液位等數(shù)據(jù)，并可手動按鍵進行壓力設定。用PLC進行高速PPI通信，可以達到187.5kb/s的速度。
4、無線傳感終端DTU：
作為整個GPRS系統(tǒng)的核心部分，DTU具有向數(shù)據(jù)中心發(fā)送數(shù)據(jù)和接收來自數(shù)據(jù)中心的數(shù)據(jù)的功能。它可以通過設置相應的通信參數(shù)連接到GSM網(wǎng)絡，然后通過Internet網(wǎng)絡連接到數(shù)據(jù)中心。
系統(tǒng)軟件設計
可編程程序
為實現(xiàn)變頻恒壓供水，同時達到節(jié)能降耗的最大化，本系統(tǒng)的控制方案選擇遵循如下原則：
(1)恒壓供水原理。
該系統(tǒng)首先進行控制設計，在不同時段、不同用水條件下，實現(xiàn)管網(wǎng)出口壓力恒定，以滿足城市居民供熱需求。該系統(tǒng)采用實時監(jiān)測出水口壓力并反饋到PLC控制器中，PLC根據(jù)用戶設定值，通過智能PID控制操作輸出控制命令對變頻器和各工頻泵進行控制，從而實現(xiàn)自動恒壓供水。
(2)高效節(jié)能原則。
雙變頻恒壓供水系統(tǒng)的控制規(guī)劃是以高效節(jié)能降耗為重要指導，并結(jié)合水廠的具體情況進行的。
(3)全自動操作的原理。
該系統(tǒng)只需要輸入出口壓力設定值，其余操作均由系統(tǒng)自動完成，無需人工操作。
配置觸摸屏幕。
通過觸摸屏，主要實現(xiàn)四個泵的遠程手動、自動控制，各泵狀態(tài)的實時顯示，必要的供水壓力設置，實際壓力、水池液位、瞬時流量等模擬量的實時顯示，以及報警等功能。
供暖公司上位程序。
本程序一方面與DTU自帶的數(shù)據(jù)中心進行通信，以獲得實時的狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并將其直觀、動態(tài)地顯示出來；另一方面具有強大的報表、歸總功能。采用組態(tài)王軟件對虛擬串口進行配置，以選擇廠商、設備端口號等。并且需要在200PLC上做開口通信程序。
最后的結(jié)論
針對供熱現(xiàn)有管道和泵的施工條件，增加了相應的變頻控制裝置，改變了原來不能根據(jù)用水量自動調(diào)節(jié)，穩(wěn)定出水壓力的現(xiàn)象；根據(jù)實際情況，采用了雙變頻恒壓供水系統(tǒng)，可實現(xiàn)系統(tǒng)全自動運行，可選擇人工操作，大大降低了系統(tǒng)運行費用，起到了顯著的節(jié)能效果。對供熱企業(yè)采用GPRS通信方式進行遠程監(jiān)控，解決了供熱企業(yè)與換熱站之間距離較遠，地點偏僻，有線通信成本高的缺點。該系統(tǒng)的應用極大地改善了供熱環(huán)境，提高了供熱質(zhì)量，節(jié)約了供熱成本，提高了企業(yè)的綜合經(jīng)濟效益。
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