[摘要]根據(jù)小區(qū)供水網(wǎng)、供電網(wǎng)和熱力網(wǎng)的現(xiàn)狀,從控制角度出發(fā)提出小區(qū)供水網(wǎng)、供電網(wǎng)和熱力網(wǎng)改造方案。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,實(shí)時(shí)性好,具有較強(qiáng)的實(shí)用價(jià)值。

[關(guān)鍵詞]供水網(wǎng) 供電網(wǎng) 熱力網(wǎng) PLC

中圖分類號(hào):TV1文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1671-7597(2009)0920122-01

一、引言

近年來(lái),小區(qū)加大了對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的投入,新建了辦公樓、住宅樓,新增熱力網(wǎng),擴(kuò)容了電網(wǎng),極大地改善了環(huán)境。但由于各種原因,現(xiàn)有值班室人員緊缺,管網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控不足,日常設(shè)備開啟不能做到遠(yuǎn)程控制等問題。

通過(guò)對(duì)小區(qū)現(xiàn)有管網(wǎng)的現(xiàn)狀進(jìn)行摸底,針對(duì)管網(wǎng)的特點(diǎn),提出以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)采集、遠(yuǎn)程控制為主要內(nèi)容的改造方案,以期達(dá)到節(jié)省人力財(cái)力、降低工作強(qiáng)度等目的。

二、小區(qū)水、電和熱力網(wǎng)現(xiàn)狀

(一)小區(qū)供水網(wǎng)現(xiàn)狀

供水壓力由生活水泵房中的設(shè)施(包括生活水泵、生活水池、設(shè)備控制柜等)自動(dòng)調(diào)節(jié),生活水泵房目前是無(wú)人值守狀態(tài),設(shè)備運(yùn)行無(wú)法實(shí)時(shí)掌控。

(二)小區(qū)供電網(wǎng)現(xiàn)狀

目前小區(qū)供電網(wǎng)共有變壓器12臺(tái),共21臺(tái)低壓控制出線柜,總計(jì)117個(gè)回路需要監(jiān)控。

(三)小區(qū)熱力網(wǎng)現(xiàn)狀

1.制冷主設(shè)備的位置處于鍋爐房監(jiān)控室樓上,鍋爐設(shè)備的位置處于鍋爐房監(jiān)控室同層,設(shè)備的現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行工況鍋爐房監(jiān)控室的工作人員無(wú)法及時(shí)監(jiān)控,無(wú)法達(dá)到對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備全天候的實(shí)時(shí)監(jiān)控。

2.各個(gè)分區(qū)制冷、供暖設(shè)施(11臺(tái)泵)的日常起停操作地點(diǎn)和鍋爐房監(jiān)控室距離很遠(yuǎn),設(shè)備啟動(dòng)和停止都需要工作人員在就地操作,操作十分不便,設(shè)備運(yùn)行無(wú)法及時(shí)掌控。

三、小區(qū)水、電和熱力網(wǎng)改造方案

(一)小區(qū)供水網(wǎng)改造方案

將實(shí)時(shí)采集的生活水泵房設(shè)備參數(shù)通過(guò)電纜接入電工班監(jiān)控室的PLC,通過(guò)電工班監(jiān)控室的操作員站監(jiān)控實(shí)時(shí)采集的數(shù)據(jù),從而達(dá)到對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備工況全天候的監(jiān)控。具體控制I/O點(diǎn)數(shù):DI:6點(diǎn),AI:5點(diǎn)。

(二)小區(qū)供電網(wǎng)改造方案

將變壓器低壓控制出線柜的每個(gè)回路的狀態(tài)送至電工班控制室,可以采取將低壓控制柜回路上的合閘指示燈的兩端子在現(xiàn)場(chǎng)接入電纜的一端,電纜的另一端接入電工班監(jiān)控室的PLC控制柜,然后通過(guò)電工班監(jiān)控室的電腦監(jiān)視其工作狀況從而達(dá)到對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備全天候的監(jiān)控。具體控制I/O點(diǎn)數(shù):DI:117點(diǎn)。

(三)小區(qū)熱力網(wǎng)改造方案

1.鍋爐房監(jiān)控室樓上制冷主設(shè)備及一樓鍋爐設(shè)備的現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行參數(shù),通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的接口,經(jīng)電纜傳輸后送至鍋爐房監(jiān)控室的電腦上,使監(jiān)控室的工作人員能及時(shí)了解現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的工作狀況,從而達(dá)到對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備全天候的監(jiān)控。

2.遠(yuǎn)距離操作制冷和暖通設(shè)施起停,可以將現(xiàn)場(chǎng)泵的控制柜控制回路端子通過(guò)電纜接入鍋爐房監(jiān)控室的PLC,然后通過(guò)鍋爐房監(jiān)控室的電腦來(lái)下達(dá)起停指令,這樣可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離設(shè)備操作及實(shí)時(shí)監(jiān)控設(shè)備運(yùn)行。具體控制I/O點(diǎn)數(shù):DI:88點(diǎn),DO:44點(diǎn)。

四、控制系統(tǒng)方案

(一)控制方式

對(duì)小區(qū)現(xiàn)有水、電和熱力網(wǎng)用PLC來(lái)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程設(shè)備的分散采集,在電工班監(jiān)控室和鍋爐房監(jiān)控室各設(shè)一臺(tái)控制柜和操作員站,通過(guò)鍵盤和LCD畫面,完成系統(tǒng)參數(shù)監(jiān)測(cè)和所有被控對(duì)象的操作及手動(dòng)/自動(dòng)的切換,系統(tǒng)參數(shù)和LCD畫面可通過(guò)打印機(jī)打印。PLC選用西門子S7系列,操作員站的組態(tài)軟件選用國(guó)產(chǎn)的組態(tài)王。操作員站監(jiān)控軟件利用計(jì)算機(jī)RS-232口通過(guò)PC/PPI電纜與PLC的RS-485口連接來(lái)完成數(shù)據(jù)交換工作,這樣可實(shí)現(xiàn)對(duì)各種信號(hào)的監(jiān)測(cè)以及現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的采集和處理[1]。

(二)控制系統(tǒng)I/O點(diǎn)數(shù)

統(tǒng)計(jì)匯總小區(qū)水、電和熱力網(wǎng)的現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集信息總I/O點(diǎn)數(shù):DI:211點(diǎn),DO:44點(diǎn),AI:5點(diǎn)。

(三)PLC系統(tǒng)設(shè)備清單

(四)PLC編程設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)PLC的軟件設(shè)計(jì)利用PLC采集的現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)以及操作員站的相關(guān)指令和數(shù)據(jù),來(lái)完成相關(guān)設(shè)備的起停及故障報(bào)警,同時(shí)完成和操作員站的數(shù)據(jù)交換。

本系統(tǒng)PLC的程序設(shè)計(jì)是利用Micro/WIN4.0 SP3來(lái)完成開發(fā)的。利用梯形圖和功能塊圖編程語(yǔ)言來(lái)完成[2]。現(xiàn)節(jié)選一點(diǎn)供暖泵的啟動(dòng)和停止程序如圖1所示:

程序符號(hào)說(shuō)明:

(五)上位機(jī)的軟硬件設(shè)計(jì)

使用組態(tài)王KINGVIEW6.5X軟件的用戶自定義菜單,來(lái)編制個(gè)性化的上位機(jī)實(shí)時(shí)監(jiān)控界面。以此來(lái)實(shí)現(xiàn)PLC與PC上位機(jī)之間的數(shù)據(jù)交互,將各種監(jiān)測(cè)信號(hào)和現(xiàn)場(chǎng)采集的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)上傳PC操作員站,在操作員站上實(shí)現(xiàn)對(duì)各種數(shù)據(jù)處理,運(yùn)行人員可在操作員站對(duì)管網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控,并下傳相關(guān)控制命令,以實(shí)現(xiàn)對(duì)管網(wǎng)設(shè)備運(yùn)行的控制。LCD的畫面能顯示管網(wǎng)系統(tǒng)模擬圖及測(cè)量參數(shù)、控制方式、控制對(duì)象狀態(tài),將能進(jìn)行參數(shù)的成組顯示、趨勢(shì)顯示、棒狀圖顯示和報(bào)警顯示。能夠自動(dòng)生成并打印系統(tǒng)主要技術(shù)參數(shù)運(yùn)行報(bào)表,能夠自動(dòng)生成并打印系統(tǒng)故障報(bào)表,存儲(chǔ)一個(gè)月記錄[3]。

生活水泵房設(shè)備監(jiān)控畫面如圖2:

五、結(jié)束語(yǔ)

介紹了小區(qū)供水網(wǎng)、供電網(wǎng)和熱力網(wǎng)的現(xiàn)狀,統(tǒng)計(jì)了小區(qū)供水網(wǎng)、供電網(wǎng)和熱力網(wǎng)設(shè)備的現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集信息總I/O點(diǎn)數(shù),提出控制系統(tǒng)設(shè)備配置及軟件設(shè)計(jì),對(duì)于未來(lái)提高小區(qū)供水網(wǎng)、供電網(wǎng)和熱力網(wǎng)的運(yùn)轉(zhuǎn)效率有一定參考價(jià)值。

參考文獻(xiàn):

[1]俞金壽、何衍慶等,集散控制的原理及應(yīng)用,北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1994.

[2]SIMATIC S7-200可編程序控制器CPU22X系統(tǒng)手冊(cè),西門子(中國(guó))有限公司.

[3]組態(tài)王使用手冊(cè),北京亞控科技發(fā)展有限公司.

作者簡(jiǎn)介:

吳明全(1970-),男,工程師,研究方向:信息自動(dòng)化研究,智能控制應(yīng)用。