白衛(wèi)東，楊多富，李宗凱，叢 光，李海峰

（1.大唐吉林發(fā)電有限公司，長(zhǎng)春130000；2.長(zhǎng)春市泓奕翔科技有限公司，長(zhǎng)春130031）

現(xiàn)存換熱站的自動(dòng)化電氣控制部分因?yàn)槭欠植浇ㄔO(shè)的原因，導(dǎo)致每個(gè)階段的控制標(biāo)準(zhǔn)因?yàn)椴煌窘ㄔO(shè)標(biāo)準(zhǔn)不一樣而使自動(dòng)化控制部分不一致，巡檢人員在處理問(wèn)題時(shí)，需要花費(fèi)更多時(shí)間判斷故障；控制系統(tǒng)的不一致也容易出現(xiàn)各種故障原因，不易進(jìn)行系統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)與分析，不能形成規(guī)律化操作，給巡檢人員和生產(chǎn)人員帶來(lái)嚴(yán)重不便。

隨著自動(dòng)化技術(shù)的快速發(fā)展，國(guó)內(nèi)自動(dòng)化行業(yè)出現(xiàn)了很多自動(dòng)化控制系統(tǒng)，經(jīng)過(guò)幾年的技術(shù)積累，控制系統(tǒng)技術(shù)已經(jīng)比較成熟。換熱站控制系統(tǒng)因?yàn)樵O(shè)備的有所不同，有了一定技術(shù)積累，但是對(duì)甲方來(lái)說(shuō)如何統(tǒng)一換熱站的控制標(biāo)準(zhǔn)還有待于進(jìn)一步研發(fā)，統(tǒng)一控制標(biāo)準(zhǔn)對(duì)甲方的工作效率和對(duì)設(shè)備的熟練掌握都有快速的提高，對(duì)上位機(jī)控制系統(tǒng)的控制更有積極的作用。本文采用標(biāo)準(zhǔn)化來(lái)代替以前控制系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一方式，對(duì)現(xiàn)有設(shè)備巡檢方式進(jìn)行了根本性的改革，研制出一套可方便進(jìn)行故障分析統(tǒng)計(jì)及比較的換熱站標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)，通過(guò)統(tǒng)計(jì)分析的結(jié)果，可以對(duì)設(shè)備的運(yùn)行情況進(jìn)行判斷，對(duì)設(shè)備的維護(hù)提供依據(jù)，并實(shí)現(xiàn)信息共享及遠(yuǎn)程診斷［1］。

1 標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

1.1 主要功能及組成

在換熱站自控系統(tǒng)研發(fā)時(shí)，必須遵循實(shí)用性強(qiáng)、可靠性高、智能化水平高的設(shè)計(jì)原則。系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集分為人工錄入和自動(dòng)采集兩部分，所有數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到服務(wù)器中?？删幊炭刂破鳎≒LC）控制系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化的主要功能就是簡(jiǎn)化人機(jī)界面數(shù)據(jù)庫(kù)，使數(shù)據(jù)庫(kù)研發(fā)更簡(jiǎn)單，快捷，效率更高，同時(shí)規(guī)范PLC控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)使用。

換熱站自動(dòng)化控制系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化包括外部設(shè)備接線標(biāo)準(zhǔn)化，內(nèi)部寄存器地址標(biāo)準(zhǔn)化，上位機(jī)人機(jī)界面點(diǎn)表標(biāo)準(zhǔn)化，站內(nèi)儀表標(biāo)準(zhǔn)管理等［2］。

1.2 換熱站電氣控制系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化

a.換熱站控制系統(tǒng)應(yīng)由PLC控制系統(tǒng)、變頻電氣柜、自動(dòng)化儀表等組成，可以完成數(shù)據(jù)采集、現(xiàn)場(chǎng)就地顯示、全自動(dòng)控制、故障報(bào)警等功能。

b.換熱站內(nèi)加裝一次網(wǎng)熱表，二次網(wǎng)及補(bǔ)水系統(tǒng)均加裝流量計(jì)量。

c.補(bǔ)水系統(tǒng)通過(guò)定壓變頻的方式進(jìn)行控制，即設(shè)定二次回壓后，變頻器根據(jù)設(shè)定好的比例積分微分（PID）自動(dòng)調(diào)節(jié)閥變頻運(yùn)行；換熱站內(nèi)應(yīng)有停泵報(bào)警、換熱器故障報(bào)警、站內(nèi)水位報(bào)警等措施。

d.所有控制系統(tǒng)內(nèi)通信線纜均采用0.5RVVP或1.0RVVP屏蔽線纜，線纜要沿專用橋架敷設(shè)。

e.電氣柜應(yīng)具有一定的機(jī)械強(qiáng)度和嚴(yán)密的結(jié)構(gòu)，并具備通風(fēng)裝置。箱內(nèi)弱電及強(qiáng)電系統(tǒng)應(yīng)獨(dú)立設(shè)置。

f.二次網(wǎng)及樓宇控制系統(tǒng)由樓宇電磁閥、戶表系統(tǒng)、室溫采集等組成。

g.監(jiān)控平臺(tái)：有換熱站、樓宇到終端熱用戶的整個(gè)供熱系統(tǒng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)、存儲(chǔ)、控制平臺(tái)，并開(kāi)放對(duì)外接口。

h.換熱站自控系統(tǒng)應(yīng)包含以下參數(shù)：室外溫度；一、二次網(wǎng)的供、回水溫度；一、二次網(wǎng)的供、回水壓力；一次網(wǎng)熱量；二次網(wǎng)供水流量；補(bǔ)水流量、水箱水位；循環(huán)泵和補(bǔ)水泵的啟停及運(yùn)行狀態(tài)等；單元流量、單元閥門(mén)開(kāi)度；分戶計(jì)量熱表、分戶室溫。執(zhí)行機(jī)構(gòu)應(yīng)包括一次網(wǎng)的電動(dòng)調(diào)節(jié)閥、二次網(wǎng)循環(huán)泵變頻器、補(bǔ)水泵變頻器、電磁閥和單元閥門(mén)開(kāi)度等。

i.PLC統(tǒng)一配置。以某300系列模塊為例。單區(qū)模塊配置及位置包括：1個(gè)電源模塊（PS 307 10 A），1個(gè)CPU 模塊（CPU 315-2PN／DP），1個(gè)通信模塊（CP 341RS422／485），3個(gè)模擬量輸入模塊（6ES7 331-7KF02-4AB1），1 個(gè) 模 擬 量 輸 出 模 塊（6ES7 332-5HF00-0AB0），1 個(gè) 數(shù) 字 量 輸 入 模 塊（6ES7 321-1BL00-0AA0），1 個(gè) 數(shù) 字 量 輸 出 模 塊（6ES7 322-1BL00-0AA0）。雙區(qū)模塊配置及位置：1個(gè)電源模塊（PS 307 10A），1 個(gè) CPU 模塊（CPU 315-2PN／DP），1 個(gè)接口模塊（6ES7 365-0BA01-0AA0），1個(gè)通信模塊（CP 341RS422／485），6個(gè)模擬量輸入模塊（6ES7 331-1KF02-0AB0），2個(gè)模擬量輸出模塊（6ES7 332-5HF00-0AB0），1個(gè)數(shù)字量輸入模塊（6ES7 321-1BL00-0AA0），1個(gè)數(shù)字量輸出模塊（6ES7 322-1BL00-0AA0）。這樣就形成了標(biāo)準(zhǔn)化模塊配置，硬件地址確定并且統(tǒng)一。在規(guī)定寄存器統(tǒng)一地址，標(biāo)準(zhǔn)化就形成了統(tǒng)一的模式。

1.3 計(jì)量?jī)x表標(biāo)準(zhǔn)化

換熱站要安裝壓力表和溫度表等儀表，就地儀表安裝應(yīng)符合規(guī)范要求；儀表需安裝在可視處；在安裝儀表后，需要恢復(fù)原來(lái)安裝的保溫層，外表等，并且對(duì)設(shè)備和管道進(jìn)行壓力試驗(yàn)；流量取源部件在管道上安裝時(shí)應(yīng)符合前5后3的原則，即順著水流的前方預(yù)留出內(nèi)徑5倍的距離，后方預(yù)留出3倍內(nèi)徑的距離，因?yàn)檫@樣可以使流量的水平反向的水流足夠平穩(wěn)，計(jì)量?jī)x表采集的數(shù)據(jù)更準(zhǔn)確。

1.4 電氣建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化

換熱站電源最大電流不超過(guò)設(shè)備運(yùn)行電流的1.2倍；配電室內(nèi)應(yīng)配備數(shù)量適當(dāng)、合格可用的消防器材并放在明顯位置；380V（或220V）電源電纜必須與儀表、通信等弱電電纜隔離敷設(shè)；儀表線纜應(yīng)采用金屬穿管或?qū)Ｓ秒娎|橋架敷設(shè)，接線處不得裸露電線（電纜），不得采用明線敷設(shè)；電動(dòng)機(jī)電纜采用套裝蛇皮管，兩端分別接入電纜穿管和電動(dòng)機(jī)接線盒內(nèi)。

1.5 站內(nèi)儀表控制標(biāo)準(zhǔn)化

溫度控制方式可以實(shí)現(xiàn)室外氣候補(bǔ)償功能的流量控制、一次回水溫度、二次側(cè)供水溫度、回水溫度，或二次供、回水平均溫度控制一次電動(dòng)調(diào)節(jié)閥，并具備分時(shí)段控制功能；電動(dòng)調(diào)節(jié)閥可以實(shí)現(xiàn)手動(dòng)設(shè)定開(kāi)度、二次供溫控制、供回水平均溫度控制，并且可以手動(dòng)設(shè)定分時(shí)段溫度控制曲線。

流量控制應(yīng)根據(jù)單元流量大小進(jìn)行調(diào)節(jié)進(jìn)而控制用戶的溫度；流量計(jì)精度滿足 GB／T 32224—2015《熱量表》。

壓力控制應(yīng)滿足：循環(huán)泵控制按照二次網(wǎng)供回壓力的設(shè)定來(lái)實(shí)現(xiàn)PID控制；補(bǔ)水泵控制按照二次網(wǎng)回水壓力的設(shè)定來(lái)實(shí)現(xiàn)PID控制；在二次供水上安裝電磁泄壓閥，當(dāng)壓力過(guò)高時(shí)，泄壓閥自動(dòng)泄壓；補(bǔ)水電磁閥根據(jù)水箱液位的高低來(lái)控制，即水箱液位低時(shí)啟動(dòng)，水箱液位高時(shí)停止。

1.6 數(shù)據(jù)庫(kù)客戶端標(biāo)準(zhǔn)化

上位機(jī)軟件客戶端的畫(huà)面控制工藝流程圖可以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)站內(nèi)的單雙區(qū)來(lái)添加，如單區(qū)工藝流程圖，雙區(qū)工藝流程圖，三區(qū)工藝流程圖，多區(qū)工藝流程圖等形成分類化管理，把相同的站歸類形成相同的工藝流程圖，這樣在控制的時(shí)候，可以更快、更便捷地找到所要控制的設(shè)備，在歷史數(shù)據(jù)中，能夠形成相同類型區(qū)域相同參數(shù)對(duì)比，可以更加形象對(duì)比出同一時(shí)間的數(shù)據(jù)變化，產(chǎn)生規(guī)范的周報(bào)表、月報(bào)表、年報(bào)表等。例如同時(shí)段熱力站的水電熱等參數(shù)報(bào)表對(duì)熱源起到參考作用，更會(huì)對(duì)下一年度的熱量變化起到預(yù)測(cè)作用。而室外溫度的對(duì)比能預(yù)測(cè)相同室外溫度條件下所消耗的熱量是多少，對(duì)天氣預(yù)報(bào)模塊起到補(bǔ)充作用。

數(shù)據(jù)庫(kù)的標(biāo)準(zhǔn)化管理包括相同區(qū)域的點(diǎn)表添加，相同熱表等儀表設(shè)備的添加，相同通訊控制系統(tǒng)的添加。為了更方便快捷有效地完成多站添加，必須形成統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)化點(diǎn)表，即命名方式差異化管理，如第一個(gè)站中的一次供溫可以用1＿t11，第二個(gè)站的一次供溫可以用2＿t11（變化名頭的形式），這樣在添加多個(gè)站點(diǎn)的時(shí)候只需要在Excel表格中替換相應(yīng)的名稱，不需要每個(gè)站都添加一遍從而浪費(fèi)大量工作時(shí)間，也不利于工作人員在出現(xiàn)錯(cuò)誤的時(shí)候查找問(wèn)題的根源。數(shù)據(jù)庫(kù)標(biāo)準(zhǔn)化能節(jié)省大量工作時(shí)間，有利于總結(jié)歸納各種信息，便于操作，能更快的發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，解決問(wèn)題，提高了企業(yè)的生產(chǎn)效率及自身自動(dòng)化程度。

2 標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)應(yīng)用

標(biāo)準(zhǔn)化的實(shí)施需要甲方在接收新的熱力站的時(shí)候，有明確的電氣配置的規(guī)劃，因?yàn)椴煌幊坦驹谧钥叵到y(tǒng)編程時(shí)都有自己的命名方式和習(xí)慣，這樣會(huì)導(dǎo)致需要現(xiàn)場(chǎng)巡檢人員熟悉每個(gè)換熱站。標(biāo)準(zhǔn)化的實(shí)施會(huì)避免這類問(wèn)題的出現(xiàn)，因?yàn)榕渲孟嗤恼?，出現(xiàn)的問(wèn)題類似，解決的方式類似，更有利于發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，解決問(wèn)題。大唐吉林發(fā)電有限公司熱力分公司中的35個(gè)站，經(jīng)過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化的實(shí)施，完成了部分熱力站的統(tǒng)一規(guī)劃，包括換熱站電氣相關(guān)設(shè)備及其控制系統(tǒng)、計(jì)量?jī)x表、數(shù)據(jù)庫(kù)客戶端的標(biāo)準(zhǔn)化，新增了上位機(jī)熱網(wǎng)測(cè)控的點(diǎn)表標(biāo)準(zhǔn)化配置，使點(diǎn)表配置更簡(jiǎn)潔，操作更簡(jiǎn)單，對(duì)站的控制與顯示更方便［3］。

3 小結(jié)

本文利用標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)針對(duì)換熱站電氣相關(guān)設(shè)備及其控制系統(tǒng)研發(fā)出一套換熱站標(biāo)準(zhǔn)化，對(duì)外部設(shè)備接線、內(nèi)部寄存器地址、上位機(jī)人機(jī)界面點(diǎn)表、站內(nèi)儀表進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化管理，利用大數(shù)據(jù)的收集、整理，判斷問(wèn)題的根源，全面優(yōu)化換熱站電氣控制系統(tǒng)，有利于供熱企業(yè)對(duì)各換熱站的管理，提高自身的應(yīng)變能力，為供熱用戶提供更好的服務(wù)。大唐吉林發(fā)電有限公司熱力分公司通過(guò)該套標(biāo)準(zhǔn)化系統(tǒng)的應(yīng)用，完成了部分熱力站的統(tǒng)一規(guī)劃，新增了上位機(jī)熱網(wǎng)測(cè)控的點(diǎn)表標(biāo)準(zhǔn)化配置，使點(diǎn)表配置更簡(jiǎn)潔，操作更簡(jiǎn)單，提高了巡檢人員和運(yùn)行人員的工作效率，更加方便對(duì)換熱站的控制與顯示。