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一、 系統組成
本系統由換熱站的自動控制系統、各個換熱站與監控中心之間的通訊系統、監控中心管理系統三個部分構成。
監控中心管理系統安裝在中央調度室的工控機上，通過GPRS網絡和下位的換熱站通訊模塊相連，完成換熱站運行與管理系統數據之間的數據交換，既可以監視各換熱站的運行情況，也可以調整換熱站的運行狀態。
1、 換熱站數據采集
將站內的溫度、壓力、流量、電壓、電流、水箱水位、電動調節閥狀態、補水泵的啟停狀態、報警參數等采集、顯示并上傳監控中心。
換熱站監控參數包括：
l 室外溫度；
l 蒸汽的壓力、溫度、流量、累積流量、停電時間；
l 水箱液位；
l 二次側的供、回水溫度；
l 二次側的供、回水壓力；
l 三相電壓、三相電流；
l 電動調節閥閥門開度；
l 循環水泵和補水泵的啟停及運行狀態等；
l 運行參數的越限報警；
a 二次側供水壓力過高
b 二次側供水溫度過高
c 二次側回水壓力過低
d 二次側回水壓力過高
e 水箱水位超高、超低
f 電流高報警（根據是否需要電參數數據決定）
g 缺相報警（根據是否需要電參數數據決定）
h 停電報警
2、 換熱站系統控制
換熱站的調節系統采用PID調節控制，通過設定運行參數，控制一次網電動調節閥的開度，實現調節過程，保證用戶室內溫度達到18±2℃的要求；對補水泵進行啟?？刂?；循環泵的停運控制；系統停電后自動關閉電動調節閥。對其故障實現實時報警和連鎖啟停切換控制。
具體調節控制單元如下：
l 換熱器二次供水溫度調節控制回路
通過控制換熱器蒸汽管網入口電動調節閥的調節，實現換熱器二次側熱水出口溫度的自動控制。
l 補水水箱控制
補水水箱底部側面安裝一臺液位變送器，用于測量水箱水位。水箱進水管道上安裝一臺電磁閥，用于水箱自動補水。當水箱水位低于設定值時開啟電磁閥，當水箱水位高于設定值時關閉電動調節閥。
l 補水調節控制回路
通過二次管網回水壓力控制補水泵的開啟和停止。實現二次回水壓力的定壓自動控制。
l 自來水停水控制
當自來水停水時，系統停運。其控制方式為首先回水壓力低時，起動補水泵，當水箱水位超低時，即判斷為自來水停水。此時，停補水泵。當回水壓力過低時，停蒸汽電動調節閥、隨后停循環泵。
l 系統停電控制
PLC控制系統柜內安裝一臺UPS備用電源。當PLC檢測到系統突然停電時，關閉蒸汽電動調節閥。
l 循環泵異?？刂?/div>
循環泵異常停運時，PLC控制系統關閉蒸汽電動調節閥。同時維持補水系統運行。
l 換熱器停汽控制
當中心接到熱電廠停汽命令后，對于短時停汽由中心站控制關閉電動調節閥；對于長時間停汽時，除電動調節閥外，同時關閉循環泵，但不停補水系統，維持管網壓力。
3、換熱站運行方式
根據本地的氣候條件以及供熱對象的特性，給出一條室外溫度與二次供水溫度之間的對應曲線?？刂破魍ㄟ^這條曲線根據室外溫度傳感器測量的室外溫度對一次供汽流量進行控制，以達到對二次供水溫度的控制。此設計的特點在于能夠根據室外溫度對二次供水的溫度進行控制，以達到節省能源，提高供熱質量的目的。
l 室外溫度曲線
根據本地的氣候條件以及供熱對象的特性，給出一條室外溫度與二次供水溫度之間的對應曲線。即室外溫度修正供水溫度設定值，任意設定供水溫度曲線或平移已有曲線。
采用此方式可以足夠精確的設定用戶供水溫度曲線，同時不需要進行曲率、斜率等復雜計算，從而降低工程和維護工作量。
l 溫度控制回路
根據室外溫度設定二次供水溫度設定值，控制一次側電動調節閥調節流量滿足二次側供水溫度的要求?？梢酝ㄟ^操作面板修改或上下平移溫度曲線；也可以通過時間程序移動溫度曲線。以達到節省能源，提高供熱質量的目的。
l 日溫度曲線運行方式
日溫度曲線運行方式是根據供水溫度隨每天不同時間段而發生變化的曲線的設定內容，根據不同的時間段自動調整供水溫度，在中午氣溫較高和上班時間用熱量小的時間段，降低供水溫度以節約能源；在早上和傍晚提高供水溫度，滿足熱用戶對采暖的較高要求。采用何種運行方式可根據用戶要求確定。
下面給出的是一種日溫度曲線運行方式：7點至21點為正常供熱時段，設定Ta＝18℃；23點至早晨5點為夜間保溫時段，設定Ta＝16℃；5點至7點為升溫時段；21點至23點為降溫時段， Ta設定曲線如圖所示。
為了減少不必要的操作，PLC控制箱設置溫度曲線調節按鈕。系統投入自動運行后，用戶可根據換熱站所帶的用戶具體情況，向上/下微調溫度曲線，達到用戶室內溫度（18±2℃）的要求。
l 手/半自動/自動切換控制
可以通過操作面板轉換開關實現手動/半自動/自動切換控制方式。
全自動運行方式：根據以上控制實現換熱站的全自動運行方式。
半自動運行方式：24小時分段設定一次蒸汽管網電動調節閥的開度。
手動運行方式：一次蒸汽管網電動調節閥可手動操作。
l 顯示面板
顯示界面，可以通過操作面板直接修改輸入輸出及設定參數，同時顯示系統運行參數及狀態信息。
4、 換熱站設備組成
換熱站設備由PLC控制器及控制箱、現場儀表、執行機構、二次顯示儀表及GPRS DTU等組成。
a) PLC控制器
采用西門子S7-200型 PLC控制器。
b) 溫度變送器
溫度變送器分室外溫度變送器、工藝管道溫度變送器。
室外溫度變送器：測量范圍-50℃ 至 +50 ℃；感溫元件Pt100；
工藝管道溫度變送器：測量范圍0℃ 至 +150 ℃；感溫元件Pt100；
c) 壓力變送器：
壓力量程1.0 MPa（1.6 MPa）、精度等級優于0.1級。
d) 電動調節閥
選用電子式電動調節閥，輸入4~20mA，反饋4~20mA。
e）二次顯示儀表及GPRS DTU
二次顯示儀表及GPRS DTU在GPRS數據采集系統中已經介紹不再贅述。
四、 換熱站監控中心管理系統
中心遠程監控管理系統，主要用于監控和調整各個換熱站運行，包括以下幾個方面的內容：
l 工藝流程總圖顯示
在畫面中通過編程實現模擬顯示整個換熱站現場進汽供水的全過程，并且在換熱器本體上實時顯示各工藝段的運行情況，包括該工藝流程圖、所有的設備狀態、所有的工藝參數以及各控制回路的詳細參數等。以便于操作者能及時準確的掌握換熱站的具體運行情況，能夠對現場設備的故障進行實時診斷。
l 調節回路顯示
包括所有調節回路，可修改設定值、控制方式、調節參數等。
l 設定值顯示、報警記錄
包括所有調節回路及順控回路等的設定值、控制方式、調節參數及報警值等。
對于如進汽流量、供水壓力、回水壓力、供水溫度、三相電流、電壓等一些重要的模擬量輸入參數進行實時報警，當處于監控下的任何一個變量超出預先設定的安全值時，立即進行聲光報警，通過報警一覽表對話框可以檢查報警超出的范圍以及錯誤來源，并對此采取相應的措施。
l 標準功能畫面顯示
包括實時報警顯示、歷史報警顯示、趨勢曲線顯示、操作記錄顯示等。
l 報表顯示和打印
用戶可以指定編制各種各樣的報表。
l 歷史數據的存儲與檢索
對重要的數據進行在線存儲?？梢酝ㄟ^歷史報表或者歷史趨勢曲線的方式來檢索歷史數據。
l 歷史趨勢
在此畫面中除了實時顯示變量的變化趨勢，操作員還可以檢查過去的過程數據記錄，通過對過去歷史趨勢的比較進而可以對變量未來的發展趨勢做進一步的預測。
l 遠程組態
在監控計算機上可以對換熱站的運行方式進行遠程組態，必要時直接遠程操作換熱站的設備，如停泵、調整調節閥開度等工作。此項功能需要較高的工程師權限，一般工作人員不能使用。
l 系統的安全管理
對重要設備的操作、重要參數的修改均會自動記錄，包括登錄的操作員、對設備進行的操作、時間以及修改前的參數值、修改后的參數等，以利于進行管理及事故分析；
另外，系統設置為多用戶方式，各類用戶均有自己的用戶名和密碼，對應不同的安全級別，決定了操作員可觀察的范圍、可使用的功能、可修改的參數等。
對于主站與分站之間的的現場監控網絡，采用GPRS無線通信方式。
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