無人值守?fù)Q熱站設(shè)計方案

1、太原邦意自動化工程有限公司無人值守?fù)Q熱站方案1 太原邦意無人值守?fù)Q熱站設(shè)計方案一、 引言集中供熱因具有節(jié)約能源和改善城市環(huán)境等方面的積極作用，而日益成為城市公用事業(yè)的一個重要組成部分，是國家大力推廣的節(jié)能和環(huán)保措施。隨著我國的城市集中供熱規(guī)模也不斷擴大， 科學(xué)的管理熱力管網(wǎng)具有非常重大的經(jīng)濟和社會效益。根據(jù)用戶的具體要求， 對于該供熱自控系統(tǒng)， 既要根據(jù)室外溫度的變化調(diào)節(jié)二次側(cè)供水溫度，保證終端熱用戶的室內(nèi)變化不超出某一范圍（182，最低不低于 16） ，這樣既保證終端熱用戶有一個舒適的生活、工作環(huán)境，也可以最大限度地節(jié)約能源， 同時也要實現(xiàn)在換熱站的無人值守的情況下中控室可以遠(yuǎn)程調(diào)度每個熱力

2、站的參數(shù)， 保證整個熱網(wǎng)的熱力平衡， 供熱系統(tǒng)可以安全可靠地運行。并初步實現(xiàn)熱網(wǎng)熱量的計量。二、 系統(tǒng)組成本系統(tǒng)由換熱站的自動控制系統(tǒng)、各個換熱站與監(jiān)控中心之間的通訊系統(tǒng)、監(jiān)控中心管理系統(tǒng)三個部分構(gòu)成。 （見系統(tǒng)構(gòu)成示意圖）換熱站 plc 控制系統(tǒng)可獨立完成本地控制。 各個換熱站利用通訊系統(tǒng)將現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù)、運行狀態(tài)數(shù)據(jù)傳給監(jiān)控中心管理系統(tǒng)， 同時接受監(jiān)控管理軟件進(jìn)行的運行參數(shù)調(diào)整。各個換熱站與監(jiān)控中心采用 gprs通訊方式。監(jiān)控中心管理系統(tǒng)安裝在中央調(diào)度室的工控機上， 通過gprs網(wǎng)絡(luò)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(tǒng)數(shù)據(jù)之間的數(shù)據(jù)交換，既可以監(jiān)視各換熱站的運行情況，也可以調(diào)

3、整交換機路由器服務(wù)器工程師站操作員站打印機其它站點網(wǎng)絡(luò)天線通訊模塊控制系統(tǒng)輸入檢測輸出控制溫度輸入壓力輸入泵狀態(tài)輸入電動調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)控制報警輸出補水系統(tǒng)調(diào)節(jié)控制循環(huán)系統(tǒng)調(diào)節(jié)控制其它控制水箱水位輸入1#換熱站熱量計進(jìn)口溫度輸入一次流量輸入水泵電參數(shù)輸入電動調(diào)節(jié)閥輸入出口溫度輸入除污器差壓輸入除污器控制除污器控制除污器差壓輸入出口溫度輸入電動調(diào)節(jié)閥輸入水泵電參數(shù)輸入一次流量輸入進(jìn)口溫度輸入熱量計1#換熱站水箱水位輸入其它控制循環(huán)系統(tǒng)調(diào)節(jié)控制補水系統(tǒng)調(diào)節(jié)控制報警輸出電動調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)控制泵狀態(tài)輸入壓力輸入溫度輸入輸出控制輸入檢測控制系統(tǒng)通訊模塊天線系統(tǒng)構(gòu)成示意圖太原邦意自動化工程有限公司無人值守?fù)Q熱站方案

4、2 換熱站的運行狀態(tài)。三、 無人職守?fù)Q熱站的自動控制系統(tǒng)換熱站由水 -水換熱器組成的換熱系統(tǒng)、循環(huán)水泵組成的循環(huán)水系統(tǒng)、補水泵組成的補水系統(tǒng)來構(gòu)成。在控制過程中，需要采集大量的物理量，如壓力、溫度、流量等模擬量參數(shù)，通過plc 控制器對這些參數(shù)進(jìn)行實時采集和處理。換熱站 plc 控制系統(tǒng)對一次網(wǎng)的電動調(diào)節(jié)閥、二次網(wǎng)的循環(huán)系統(tǒng)、補水系統(tǒng)等控制對象實施自動控制，即實現(xiàn)換熱站系統(tǒng)的全自動控制。無人值守?fù)Q熱站的自動控制系統(tǒng)主要完成數(shù)據(jù)采集、自動控制、參數(shù)存儲、實時通訊、故障報警等功能?？瑟毩⑼瓿杀镜乜刂疲部墒芸赜诒O(jiān)控中心。1、 換熱站數(shù)據(jù)采集將站內(nèi)的溫度、壓力、流量、水箱水位、電動調(diào)節(jié)閥狀態(tài)、補水泵

5、的啟停狀態(tài)、循環(huán)泵電流、電壓、報警等參數(shù)采集、顯示并上傳監(jiān)控中心。換熱站監(jiān)控參數(shù)包括：室外溫度一次網(wǎng)的供 / 回水壓力、溫度一次網(wǎng)的流量、熱量、累積流量、累積熱量一次網(wǎng)除污器差壓二次網(wǎng)供 / 回水溫度、壓力補水流量、累計流量水箱液位循環(huán)泵電壓、電流、功率、頻率；補水泵電壓、電流、功率、頻率；一次網(wǎng)電動調(diào)節(jié)閥閥門開度；二次網(wǎng)回水泄壓電磁閥狀態(tài)；補水電磁閥狀態(tài)；補水流量自來水壓力太原邦意自動化工程有限公司無人值守?fù)Q熱站方案3 自來水流量循環(huán)水泵和補水泵的啟停及運行狀態(tài)等；運行參數(shù)的越限報警；a 二次側(cè)供水壓力過高b 二次側(cè)供水溫度過高c 二次側(cè)回水壓力過低d 二次側(cè)回水壓力過高e 水箱水位超高、超

6、低f 循環(huán)泵電流高報警g 循環(huán)泵缺相報警h 停電報警i 自來水停水報警2、 換熱站系統(tǒng)控制換熱站的調(diào)節(jié)系統(tǒng)采用pid 調(diào)節(jié)控制，通過設(shè)定運行參數(shù)，控制一次網(wǎng)電動調(diào)節(jié)閥的開度，實現(xiàn)調(diào)節(jié)過程，保證用戶室內(nèi)溫度達(dá)到規(guī)定；完成循環(huán)水泵進(jìn)行自動控制，補水泵進(jìn)行自動控制；水箱水位自動控制；系統(tǒng)停電控制；停水控制。對其故障實現(xiàn)實時報警和連鎖啟停切換控制。具體調(diào)節(jié)控制單元如下：換熱器二次供水溫度調(diào)節(jié)控制回路根據(jù)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、回平均溫度之間的對應(yīng)曲線?？刂破魍ㄟ^這條曲線根據(jù)室外溫度傳感器測量的室外溫度，通過控制換熱器一次高溫水管網(wǎng)出口電動調(diào)節(jié)閥，實現(xiàn)換熱器二次側(cè)熱

7、水出口溫度的自動控制。滿足用戶室溫要求。除污器控制根據(jù)除污器前后壓力差，自動調(diào)節(jié)控制除污閥門，保證正常工作。循環(huán)泵控制原設(shè)計為循環(huán)泵 +調(diào)節(jié)閥控制二次測進(jìn)出口壓差的設(shè)計方案，我們認(rèn)為不利于節(jié)能的目的，因此最好采用變頻控制方案。變頻循環(huán)泵控制二次網(wǎng)可太原邦意自動化工程有限公司無人值守?fù)Q熱站方案4 實現(xiàn)：(1) 在自動狀態(tài)下，根據(jù)實際供熱情況是實現(xiàn)循環(huán)泵的開太臺數(shù)；(2) 變頻循環(huán)泵變頻調(diào)速使二次側(cè)進(jìn)出口壓差處于恒定；(3) 若二次側(cè)回水壓力低于預(yù)設(shè)的回水壓力下限值，循環(huán)泵自動減速運行；若二次側(cè)回水壓力高于預(yù)設(shè)的回水壓力上限值，循環(huán)泵將自動提速運行；(4) 控制回路在手動狀態(tài)下， 操作員可以通過控

8、制柜上的按鈕進(jìn)行啟/停、加/減速控制。補水調(diào)節(jié)控制回路通過二次管網(wǎng)回水壓力控制變頻補水泵的開啟、調(diào)節(jié)和停止。實現(xiàn)二次回水壓力的定壓自動控制。(1) 控制系統(tǒng)在自動狀態(tài)下，變頻補水泵要使二次側(cè)回水壓力處于恒定；(2) 當(dāng)二次側(cè)回水壓力低于回水壓力下限值時，補水泵自動啟動，當(dāng)二次側(cè)回水壓力高于回水壓力上限值時， 補水泵停止（補水箱水位條件要滿足） ；(3) 控制回路在手動狀態(tài)下， 操作員可以通過控制柜上的按鈕進(jìn)行啟/停、加/減速控制。當(dāng)二次網(wǎng)由于意外原因造成回水壓力過高時，則開啟回水壓力電磁閥。補水水箱控制補水水箱底部側(cè)面安裝一臺液位變送器，用于測量水箱水位。水箱進(jìn)水管道上安裝一臺電磁閥，用于水箱

9、補水。當(dāng)水箱水位低于設(shè)定值時開啟電磁閥，當(dāng)水箱水位高于設(shè)定值時關(guān)閉電磁閥。當(dāng)水箱水位超高時向中心站報警。當(dāng)水箱水位超低向中心站報警。自來水停水控制當(dāng)自來水停水時，系統(tǒng)停運。其控制方式為首先回水壓力低時，起動補水泵，當(dāng)水箱水位超低時， 同時自來水無壓力， 即判斷為自來水停水。 此時，停補水泵。當(dāng)回水壓力過低時，停一次網(wǎng)電動調(diào)節(jié)閥、隨后停循環(huán)泵。太原邦意自動化工程有限公司無人值守?fù)Q熱站方案5 系統(tǒng)停電控制plc控制系統(tǒng)柜內(nèi)安裝一臺ups備用電源。當(dāng) plc檢測到系統(tǒng)突然停電時，關(guān)閉一次網(wǎng)電動調(diào)節(jié)閥、補水電動調(diào)節(jié)閥。循環(huán)泵異?？刂蒲h(huán)泵異常停運時， plc控制系統(tǒng)關(guān)閉一次網(wǎng)電動調(diào)節(jié)閥。同時，維持補水

10、系統(tǒng)自動運行。一次網(wǎng)停水控制當(dāng)中心接到熱力公司停止供水命令后，對于短時停水由中心站控制關(guān)閉一次網(wǎng)電動調(diào)節(jié)閥；對于長時間停汽時，除關(guān)閉一次網(wǎng)電動調(diào)節(jié)閥外，同時關(guān)閉循環(huán)泵，但不停補水系統(tǒng)，維持管網(wǎng)壓力?？刂魄袚Q無人值守?fù)Q熱站設(shè)計運行方式是全自動運行，當(dāng)控制系統(tǒng)或設(shè)備或需要時，其控制方式可切換為手動運行方式。（1） 手動調(diào)節(jié)一次管網(wǎng)電動調(diào)節(jié)閥和補水箱電動調(diào)節(jié)閥；（2） 手動控制循環(huán)泵和補水泵啟、停，增、減泵的轉(zhuǎn)速；（3） 除污器手動控制。3、 換熱站設(shè)備組成換熱站設(shè)備由 plc 控制柜、 現(xiàn)場儀表、執(zhí)行機構(gòu)、二次顯示儀表及 gprs dtu等組成。a)plc 控制器西門子 plc控制器具有高可靠性和

11、高穩(wěn)定性。該系統(tǒng)由cpu 模塊、模擬量輸入模塊、顯示模塊、+24v 電源和控制箱等組成。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；電源電壓24vdc 輸出信號 4-20ma。工藝管道溫度變送器：測量范圍0 至 +500 ；感溫元件pt100；電源電壓 24vdc 輸出信號 4-20ma。太原邦意自動化工程有限公司無人值守?fù)Q熱站方案6 c)壓力變送器壓力量程 1.0 mpa（1.6 mpa） 、精度等級優(yōu)于 0.5 級；工作電壓 24vdc輸出信號 4-20ma。d)液位變送器量程 2 米、精度等級優(yōu)于0.2

12、級；工作電壓 24vdc 輸出信號 4-20ma。e)電動調(diào)節(jié)閥換熱站作為量調(diào)（或質(zhì)調(diào)）用的電動調(diào)節(jié)閥其重要性毋庸置疑，能否達(dá)到用戶滿意的調(diào)節(jié)效果及節(jié)能降耗效果，電動調(diào)節(jié)閥的選用至關(guān)重要。選用電子式電動調(diào)節(jié)閥，供電電壓為220vac，輸入420ma，反饋420ma。同時電動調(diào)節(jié)閥應(yīng)具有以下幾個特點：精度高：調(diào)節(jié)閥電動執(zhí)行機構(gòu)可以具有定位精度在1%以上。可靠性高：電動調(diào)節(jié)閥長期無故障運行是保證供熱系統(tǒng)可靠運行的關(guān)鍵?？箟翰钅芰姡翰荒艹霈F(xiàn)前后壓差較大時會出現(xiàn)無法開啟或會出現(xiàn)較大的振動。調(diào)節(jié)性能好：調(diào)節(jié)閥可調(diào)量程比為150 以上，方能滿足用戶的供熱需求。泄露量?。盒孤┝繎?yīng)滿足10-510-6。體積

13、小性價比高引進(jìn)國外先進(jìn)技術(shù)，性能優(yōu)越，價格適宜，性價比高。f）變頻器輸入電壓： 380vac 50hz/60hz 輸出頻率 0.1600 hz 輸出容量：根據(jù)具體情況而定控制方式：為無感矢量控制技術(shù)/vf 控制/輸出功率（轉(zhuǎn)矩）控制調(diào)速范圍： 1：100 模擬輸入： 05/10v，420ma 太原邦意自動化工程有限公司無人值守?fù)Q熱站方案7 模擬輸出： pwm 信號經(jīng)濾波后輸出，可設(shè)定pwm 脈沖輸出（ 10v）另外，應(yīng)具有保護(hù)功能，顯示功能，rs-485 串口等功能。g）流量熱量計流量計選用電磁流量計，測量熱量配對鉑電阻。流量計要求：測量介質(zhì)導(dǎo)電率20us/cm，精度1.0 級以上，工作溫度-

14、25150，220vac50 hz 供電， rs-485接口，420 ma 輸出功能。h）gprs dtu gprs dtu 用于傳輸信號的無線通訊模塊。四、 換熱站監(jiān)控中心管理系統(tǒng)在中央控制室的安裝了監(jiān)控中心遠(yuǎn)程監(jiān)控管理系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要用于監(jiān)控和調(diào)整各個換熱站運行，包括以下幾個方面的內(nèi)容：工藝流程總圖顯示在畫面中通過編程實現(xiàn)模擬顯示整個換熱站現(xiàn)場進(jìn)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(shè)備狀態(tài)、所有的工藝參數(shù)以及各控制回路的詳細(xì)參數(shù)等。以便于操作者能及時準(zhǔn)確的掌握換熱站的具體運行情況，能夠?qū)ΜF(xiàn)場設(shè)備的故障進(jìn)行實時診斷。調(diào)節(jié)回路顯示包括所有調(diào)節(jié)回

15、路，可修改設(shè)定值、控制方式、調(diào)節(jié)參數(shù)等。設(shè)定值顯示、報警記錄包括所有調(diào)節(jié)回路及順控回路等的設(shè)定值、控制方式、 調(diào)節(jié)參數(shù)及報警值等。對于如進(jìn)汽流量、供水壓力、回水壓力、供水溫度、循環(huán)泵三相電流、電壓等一些重要的模擬量輸入?yún)?shù)進(jìn)行實時報警，當(dāng)處于監(jiān)控下的任何一個變量超出預(yù)先設(shè)定的安全值時， 立即進(jìn)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(yīng)的措施。太原邦意自動化工程有限公司無人值守?fù)Q熱站方案8 標(biāo)準(zhǔn)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。報表顯示和打印用戶可以隨心所欲地編制各種各樣的報表。歷史數(shù)據(jù)的存儲與檢索對重要的數(shù)據(jù)進(jìn)行

16、在線存儲。可以通過歷史報表或者歷史趨勢曲線的方式來檢索歷史數(shù)據(jù)。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(shù)據(jù)記錄，通過對過去歷史趨勢的比較進(jìn)而可以對變量未來的發(fā)展趨勢做進(jìn)一步的預(yù)測。遠(yuǎn)程組態(tài)在監(jiān)控計算機上可以對換熱站的運行方式進(jìn)行遠(yuǎn)程組態(tài)，必要時直接遠(yuǎn)程操作換熱站的設(shè)備，如停泵、調(diào)整調(diào)節(jié)閥開度等工作。此項功能需要較高的工程師權(quán)限，一般工作人員不能使用。系統(tǒng)的安全管理對重要設(shè)備的操作、 重要參數(shù)的修改均會自動記錄， 包括登錄的操作員、對設(shè)備進(jìn)行的操作、時間以及修改前的參數(shù)值、修改后的參數(shù)等，以利于進(jìn)行管理及事故分析；另外，系統(tǒng)設(shè)置為多用戶方式，各類用戶均有自己的用

17、戶名和密碼，對應(yīng)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(shù)等。太原邦意自動化工程有限公司無人值守?fù)Q熱站方案9 無人值守?fù)Q熱站設(shè)備序號設(shè)備名稱型號單位數(shù)量生產(chǎn)廠家備注1 室外溫度變送器臺1 注：就 地 控 制 系統(tǒng)含控制柜、內(nèi)部plc 控制系統(tǒng)、 直流 電 源 、 ups( 長320 ； 厚95 ； 高160)、通訊模塊、繼電器、手 /自動切換、調(diào)節(jié)、報警指示等。2 渦街流量計臺1 3 壓力變送器臺1 4 鉑電阻支1 5 流量計算儀臺1 6 溫度變送器臺2 7 壓力變送器臺2 8 差壓變送器臺1 9 旋翼流量傳感器套1 19 電力參數(shù)采集臺2 20 電動調(diào)節(jié)閥臺1

18、 21 電動調(diào)節(jié)閥臺1 22 電磁閥臺1 24 電接點壓力表臺1 25 就地控制系統(tǒng)26 小計27 28 中心站路由器個1 29 jx-2006 遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)軟件套1 30 小計31 32 合計33 安裝調(diào)試費34 稅金35 總計太原邦意自動化工程有限公司無人值守?fù)Q熱站方案10 設(shè)備一覽表熱力站原則系統(tǒng)圖一序號名稱安裝位置規(guī)格型號臺數(shù)1 溫度變送器一次管網(wǎng)供水管0-1501 2 壓力變送器一次管網(wǎng)供水管1.6mpa,0.5 級1 3 電磁流量計一次管網(wǎng)供水管1級1 4 溫度變送器一次管網(wǎng)回水管0-1001 5 壓力變送器一次管網(wǎng)回水管1.6mpa,0.5 級1 6 電動調(diào)節(jié)閥一次管網(wǎng)回水管1 7 電磁閥一次管網(wǎng)供水管除污器1 8 壓力變送器一次管網(wǎng)供水管除污器(20kpa)1 9 溫度變送器二次網(wǎng)總供、回水管0-1001 10 壓力變送器二次網(wǎng)總供、回水管1.0mpa,0.5 級1 11 電接點壓力表二次網(wǎng)總回水管yx-1501 12 變頻器二次網(wǎng)循環(huán)泵3 13 電磁閥二次網(wǎng)回水管1 14 變頻器補水泵2 15 冷水表補水管1 16 液位變送器補水水箱2.5 米1 17 電磁閥補水箱供水管1 18 壓力變送器自來水供水管1.0mpa,0.5