換熱機組控制方案說明

1、機組控制方案說明水泵控制方式說明1. 補水泵控制部分：補水泵采用變頻一拖一形式，兩臺補水泵一用一備。分為手動和自動兩種 控制方式。1.1、補水泵手動控制時，可通過柜門上的按鈕或者變頻器面板進(jìn)行啟停 控制。1.2、補水泵自動控制時，采用變頻恒壓控制技術(shù)。采用模糊 -PID控制模 式，通過安裝在二次網(wǎng)回水管路上的壓力傳感器來測量回水壓力，將此測量 值與系統(tǒng)的補水壓力設(shè)定值（通過觸摸屏設(shè)定）相比較，通過控制系統(tǒng)自動 調(diào)節(jié)補水泵的轉(zhuǎn)速，使系統(tǒng)的回水壓力與設(shè)定壓力一致，達(dá)到恒壓補水的目的，當(dāng)系統(tǒng)壓力穩(wěn)定且不丟水的情況下，補水泵進(jìn)入休眠狀態(tài)，實現(xiàn)節(jié)能降 耗的目的。當(dāng)一臺泵故障時，另外一臺泵自動投入使用。2

2、. 循環(huán)泵控制部分：循環(huán)泵采用變頻一拖一形式，三臺循環(huán)泵兩用一備。分為手動和自動兩種 控制方式。2.1、循環(huán)泵手動控制時，可通過柜門上的按鈕或者變頻器面板進(jìn)行啟停 控制及頻率給定。2.2循環(huán)泵自動控制時，采用模糊-PID控制模式，根據(jù)二次網(wǎng)的供水壓力 或供回水壓差來控制進(jìn)行PID計算，調(diào)節(jié)變頻器的輸出頻率，實現(xiàn)自動調(diào)節(jié) 控制，同時避免壓力過小或過大對管道及用戶的不利影響；當(dāng)其中一臺循環(huán) 泵故障時，備用泵自動投入使用。自動控制系統(tǒng)完成的功能能夠?qū)峋W(wǎng)溫度、 壓力、流量、開關(guān)量等信號進(jìn)行采集測量、 控制、遠(yuǎn)傳， 實時監(jiān)控一次網(wǎng)、二次網(wǎng)溫度、壓力、流量，循環(huán)泵、補水泵運行狀態(tài)，及 水箱液位等各個參數(shù)

3、狀態(tài)，進(jìn)而對供熱過程進(jìn)行有效的監(jiān)測和控制。在實際 供熱中按室外溫度調(diào)節(jié)二次網(wǎng)供回水溫度，實現(xiàn)氣候補償節(jié)能控制或分時分 區(qū)節(jié)能控制，達(dá)到全網(wǎng)平衡、按需供熱節(jié)約能源的目的。1、系統(tǒng)功能描述1.1 、數(shù)據(jù)采集 主要完成供熱管網(wǎng)的模擬量（如溫度、壓力、流量、電量、熱量等） 、狀 態(tài)量（如泵的狀態(tài)、水位高低狀態(tài)等） 、并完成相應(yīng)的物理值的上下限標(biāo)定、 PID 運算、邏輯運算、參數(shù)的測量和顯示，測量結(jié)果將傳送到監(jiān)控中心。 壓力：一次網(wǎng)供水壓力、一次網(wǎng)回水壓力、各供熱機組的二次網(wǎng)供水 壓力、二次網(wǎng)回水壓力。 溫度：室外溫度、一次網(wǎng)供水溫度、各機組的一次網(wǎng)回水溫度、二次 網(wǎng)供水溫度、二次網(wǎng)回水溫度等數(shù)據(jù)。 流

4、量、熱量：一次水瞬時流量、熱量，累計流量、熱量，補水瞬時流 量、補水累計流量。 設(shè)備狀態(tài)值：電動調(diào)節(jié)閥位置、循環(huán)泵變頻器、補水泵頻率反饋、電 流反饋等。 運行狀態(tài)：設(shè)備控制狀態(tài)、故障狀態(tài)等需顯示、控制值。1.2 、設(shè)備控制 泄水壓力控制用于保護管網(wǎng)管道安全。 二次網(wǎng)供 （回）水壓力高于高限設(shè)定值時， 泄水閥 開啟，起到泄壓保護作用，低于下限設(shè)定值，泄水閥關(guān)閉。并有防止泄水閥 反復(fù)開關(guān)的措施，防止泄壓閥提早老化。 熱量控制熱量控制主要控制一次網(wǎng)熱源輸入量與二次網(wǎng)供熱量， 滿足用戶需求與熱 廠要求，通過對一次網(wǎng)和二次網(wǎng)各自溫度、壓力、流量的控制來實現(xiàn)。熱量 控制目標(biāo)實現(xiàn)的好壞直接關(guān)系到整套換熱機組

5、的整體性能，如能耗的高低， 用戶對服務(wù)質(zhì)量的感官身受，運行成本的高低。此項控制為控制系統(tǒng)中的關(guān) 鍵項目。1.3 、系統(tǒng)保護當(dāng)二次網(wǎng)供水溫度高于高高限值時、 一次網(wǎng)回水溫度高于高限值時或當(dāng)所 有循環(huán)水泵停止或停電時，一次側(cè)電動調(diào)節(jié)閥自動關(guān)閉。當(dāng)二次網(wǎng)供水壓力值高于高限值時，或當(dāng)二次網(wǎng)回水壓力值低于低限時， 為保護設(shè)備，停止整個換熱機組的運行，直到故障解除后，再投入運行。對調(diào)節(jié)閥設(shè)定低開度和高開度設(shè)定， 保證自動運行情況下， 調(diào)節(jié)閥在一定 的設(shè)定范圍內(nèi)工作，不會關(guān)到 0%或者開到 100% 。當(dāng)系統(tǒng)斷電后，調(diào)節(jié)閥開到 100%，保證管網(wǎng)安全，系統(tǒng)上電后，自動檢 測投入斷電前運行狀態(tài)。2、系統(tǒng)關(guān)鍵功

6、能提高對用戶供熱的服務(wù)質(zhì)量， 降低運行成本，滿足熱廠對降低能耗的要求， 從控制系統(tǒng)入手，提出若干項關(guān)鍵性控制功能。2.1室外溫度補償（氣候補償）供水溫度應(yīng)隨室外溫度的變化時刻進(jìn)行調(diào)整，始終保持供熱量與建筑物的 需熱量相一致，保證室內(nèi)溫度在不同室外溫度情況下的相對穩(wěn)定，實現(xiàn)按需 供熱，這樣才可以保證換熱機組最大限度的節(jié)能運行。這種功能稱為室外溫 度補償或者氣候補償功能，它通過可設(shè)定的室外溫度一一供水溫度特性曲線 進(jìn)行就地控制調(diào)整。該溫度控制曲線通常由一組二維數(shù)組描述，其實質(zhì)為一 非線性曲線上的若干點。在PLC中將上述中的二維數(shù)組轉(zhuǎn)換為控制曲線數(shù)學(xué)模型， 系統(tǒng)檢測供水溫 度和室外溫度，通過PLC運

7、算，自動調(diào)節(jié)一次網(wǎng)的閥門開度從而達(dá)到供水溫 度設(shè)定值，實現(xiàn)換熱站的熱量調(diào)節(jié)2.2時段溫度控制在一天中的不同時間段，用戶對供熱量的需求是不一樣的，如上班時間無 人在家，供暖溫度可適當(dāng)降低；下班或周末在家，供暖溫度可適當(dāng)調(diào)高；白 天，供暖溫度可適當(dāng)降低；夜間，供暖溫度可適當(dāng)調(diào)高。同理，對于生活熱 水的供應(yīng)也有這種要求。這種功能稱為時段溫度控制功能，既能滿足用戶需 求，又能降低能耗。該功能和室外溫度補償功能一樣，通過可設(shè)定的時間段 供水溫度特性曲線進(jìn)行就地控制調(diào)整。該溫度控制曲線通常由一組二維 數(shù)組描述，其實質(zhì)為一非線性曲線上的若干點。在供暖時，時段控制可對室 外溫度補償功能控制下的供水溫度進(jìn)行修正

8、，這樣可以生成一條更經(jīng)濟的運 行曲線；在供生活熱水時，可根據(jù)時段溫度控制功能對二次網(wǎng)供水溫度進(jìn)行 控制，使之適應(yīng)一些特殊的供熱對象。2.3 時段循環(huán)泵壓差控制同上述道理，對循環(huán)泵壓差這一目標(biāo)值，應(yīng)根據(jù)時間段的不同進(jìn)行修正， 以達(dá)到既能滿足用戶需求，又能降低能耗的目的。這里，由可設(shè)定的時間段 二次網(wǎng)壓差特性曲線進(jìn)行就地控制調(diào)整。該溫度控制曲線通常由一組二 維數(shù)組描述，其實質(zhì)為一非線性曲線上的若干點。自控系統(tǒng)硬件配置本自控系統(tǒng)主要包括3臺循環(huán)泵變頻控制柜、1臺補水及PLC控制柜共計4 臺控制柜。柜體采用碳鋼材質(zhì)靜電噴涂工藝，仿威圖結(jié)構(gòu)， Ral 7035 電腦灰顏色。3 臺循環(huán)泵變頻控制柜采用變頻

9、一拖一形式控制 3 臺循環(huán)泵， 1 臺補水及PLC控制柜采用變頻一拖一形式控制 2臺補水泵。補水及PLC控制柜內(nèi)采用1套西門子S7-200 SMART PLC為中心，人機界 面作為輔助（監(jiān)控、參數(shù)設(shè)置），控制整套換熱機組的運行。并預(yù)留與廠區(qū)控 制網(wǎng)絡(luò)通訊接口。（1）PLC采用西門子S7-200SMAR系列PLC具有快速執(zhí)行邏輯運算、豐富指令集、 多元擴展功能模塊。該系列 PLC同時支持多種通訊協(xié)議，預(yù)留 1個RS-485 口，支持Modbus RTU協(xié)議；可根據(jù)需要增加 DTU實現(xiàn)GPRSE線傳輸；預(yù) 留1個以太網(wǎng)口，支持TCP/IP協(xié)議及西門子S7協(xié)議?？筛鶕?jù)實際需要配置 模塊，不浪費PLC

10、硬件資源。（2）變頻器采用ABBACS58系列變頻器，適合風(fēng)機水泵應(yīng)用的多樣功能：PID控制、追速啟動、跳頻功能。同時具有 MOD-bus通訊功能從而與PLC連為整體。（3）人機界面采用昆侖通態(tài)TP1061TI系列10.1寸觸摸屏，具有高分辨率率，支持網(wǎng)絡(luò) 等功能。電氣元件及監(jiān)控信號點電氣元件品牌序號名稱品牌要求1隔離開關(guān)、斷路器、正泰2按鈕、選擇開關(guān)、指示燈、 報警器、繼電器3電壓表、電流表、互感器、 熔斷器4電控柜和其他輔料優(yōu)質(zhì)性能可靠的品牌監(jiān)控信號位置名稱信號說明一次側(cè)供水溫度4-20mA輸入西門子:回水溫度西門子供水壓力丹佛斯回水壓力丹佛斯調(diào)節(jié)閥開度反饋西門子調(diào) 節(jié)閥調(diào)節(jié)閥開度控制輸出流里計輸入二次側(cè)供水溫度4-