楊　顯，楊步君

(1.煤炭工業(yè)太原設(shè)計研究院，山西 太原 030001；2.佳木斯大學(xué)，黑龍江 佳木斯 154007))

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熱力網(wǎng)調(diào)度監(jiān)控的設(shè)計

楊顯1，楊步君2

(1.煤炭工業(yè)太原設(shè)計研究院，山西 太原 030001；2.佳木斯大學(xué)，黑龍江 佳木斯 154007))

摘要：針對曹村礦區(qū)一級換熱站系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計，系統(tǒng)基于對循環(huán)系統(tǒng)和水處理系統(tǒng)工藝參數(shù)、電氣參數(shù)和設(shè)備運行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測、控制，借助調(diào)度中心和各換熱系統(tǒng)間一系列通訊鏈，滿足整個熱網(wǎng)調(diào)度所必需的監(jiān)視和管理作用要求。

關(guān)鍵詞：熱力網(wǎng)；調(diào)度；監(jiān)測控制

1換熱站系統(tǒng)的組成

熱力站系統(tǒng)由：一次網(wǎng)系統(tǒng)、二次網(wǎng)系統(tǒng)、恒壓補水系統(tǒng)和熱計量系統(tǒng)組成。通過對換熱站工藝參數(shù)、電氣參數(shù)和設(shè)備運行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測、控制、聯(lián)鎖，在監(jiān)控值班中心實現(xiàn)對換熱系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)通訊、順序控制、時間控制、回路調(diào)節(jié)及上位監(jiān)視和管理。

圖1　熱力站系統(tǒng)圖

2控制系統(tǒng)

為了保證生產(chǎn)過程安全可靠和生產(chǎn)的連續(xù)性，提高自動化控制水平，并適應(yīng)整個工藝需要，采用PLC作為自動化控制系統(tǒng)控制器，實現(xiàn)對整個換熱站工藝參數(shù)、電氣參數(shù)和設(shè)備運行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測、控制、連鎖和報警以及報表打印功能。

系統(tǒng)物理架構(gòu)如圖2。

圖2　熱力站控制系統(tǒng)圖

2.1控制系統(tǒng)組成

1) 中心監(jiān)控站：為值班人員提供系統(tǒng)的全面監(jiān)控功能的數(shù)據(jù)的平臺，應(yīng)完成的功能為用戶登錄、實時工藝流程圖顯示(包括主管網(wǎng)監(jiān)控畫面、一次管網(wǎng)監(jiān)測畫面、二次管網(wǎng)監(jiān)測畫面、監(jiān)測與參數(shù)設(shè)定、實時和歷史報警畫面)、報警顯示、實時曲線、歷史曲線、參數(shù)設(shè)置、事件記錄、報表處理、數(shù)據(jù)發(fā)布。

2) 一次側(cè)循環(huán)系統(tǒng)：遠(yuǎn)傳流量表等與遠(yuǎn)程控制相關(guān)的控制類設(shè)備；

3) 補水系統(tǒng)：包括電磁閥、補水箱液位傳感器等與控制相關(guān)設(shè)備；

4) 遠(yuǎn)傳儀表：除換熱機組外的壓力傳感器、溫度傳感器等；

5) 板式換熱機組控制系統(tǒng)：包括循環(huán)水泵變頻器、補水泵變頻器、可編程控制器等。

2.2系統(tǒng)控制方式

系統(tǒng)控制方式設(shè)計為現(xiàn)場設(shè)備就地手動控制、控制系統(tǒng)遠(yuǎn)程手動控制、控制系統(tǒng)遠(yuǎn)程自動控制三種控制方式。

2.3控制策略

1) 一次網(wǎng)控制：一次網(wǎng)系統(tǒng)硬件主要由一次供水電動調(diào)節(jié)閥、一次回水流量傳感器、一次供回水溫度傳感器、壓力傳感器組成。

一次網(wǎng)供熱量的調(diào)節(jié)控制由PID控制器來實現(xiàn)的。控制器根據(jù)用戶直接設(shè)定的二次網(wǎng)供水溫度設(shè)定值指令一次網(wǎng)的電動調(diào)節(jié)閥動作。通過調(diào)節(jié)電動閥的開度，控制一次網(wǎng)流量變化量。再由流量的變化調(diào)節(jié)用戶的供熱量。

2) 二次網(wǎng)控制：對于二次網(wǎng)控制系統(tǒng)的功能，主要是通過人工設(shè)定循環(huán)泵變頻器頻率或根據(jù)二次網(wǎng)供回水壓差調(diào)節(jié)循環(huán)泵變頻器的方式，對二次網(wǎng)的流量和供熱量等進(jìn)行調(diào)節(jié)控制。

3) 自動補水控制：補水系統(tǒng)由補水泵、水箱、水箱液位計、給水電磁閥等設(shè)備組成。系統(tǒng)應(yīng)實現(xiàn)根據(jù)水位的自動補水控制。

4) 故障檢測：故障檢測包括補水箱缺水或溢出、補水泵故障停泵、循環(huán)泵故障停泵、變頻器故障、系統(tǒng)安全故障報警、各傳感器、變送器斷線、通訊中斷等。

5) 連接與采集：通過PLC輸入模塊連接智能儀表、板卡變頻器等自動化設(shè)備進(jìn)行輸入量的采集，通過輸出模塊去控制相應(yīng)設(shè)備的工藝過程、電氣設(shè)備；通訊方式為串口通訊方式+以太網(wǎng)方式。采集的主要工藝參數(shù)有：液位、流量、壓力、溫度、電壓、電流、功率等。

6) 參數(shù)設(shè)置：所有可以進(jìn)行調(diào)整的參數(shù)具備在線調(diào)整功能。每個參數(shù)規(guī)定調(diào)整的上下限值，如果操作員選擇了限值以外的數(shù)值，系統(tǒng)禁止接受并予以提示，所有參數(shù)的變化存儲在PLC中。具有權(quán)限的用戶才能對參數(shù)設(shè)定值進(jìn)行修改。

圖3　參數(shù)設(shè)置界面

3結(jié)束語

熱力網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)自動化控制程度較高，系統(tǒng)遠(yuǎn)程控制關(guān)系著整套系統(tǒng)的運行安全。通過熱力網(wǎng)系統(tǒng)的設(shè)計研究，為熱力網(wǎng)調(diào)度提供一種相對完善的監(jiān)測監(jiān)控方法。

The Design of Monitoring and Dispatching System for Heat-supply Networks

Yang Xian1, Yang Bujun2

(1.TaiyuanDesignResearchInstituteforCoolIndustry,TaiyuanShanxi030001,China;2.JiamusiUniversity,JiamusiHeilongjiang154007,China)

Abstract:The paper mainly designs the primary heat exchanger station system for Cao Village mining area. Based on the monitoring and control on the process parameters, electrical parameters and equipment running status of the circulatory system and water treatment systems, the system can meet the requirements of the whole network scheduling monitoring and management through scheduling a series of communication chain between control center and each heat exchange system.

Key words:heat-supply networks; dispatching; monitoring and control

收稿日期：2016-04-05

作者簡介：楊顯(1964- )，男，山西懷仁人，工程師，研究方向：工業(yè)控制自動化。

文章編號：1674- 4578(2016)03- 0049- 02

中圖分類號：TM734；TP277；TM73

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A