換熱機(jī)組控制方案說明

機(jī)組控制方案說明水泵控制方式說明補(bǔ)水泵控制部分：補(bǔ)水泵采用變頻一拖一形式，兩臺補(bǔ)水泵一用一備。分為手動和自動兩種控制方式。1.1、補(bǔ)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?？刂啤?.2、補(bǔ)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(bǔ)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(bǔ)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(bǔ)水的目的，當(dāng)系統(tǒng)壓力穩(wěn)定且不丟水的情況下，補(bǔ)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。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?？刂萍邦l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(bǔ)水泵運(yùn)行狀態(tài)，及水箱液位等各個參數(shù)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(bǔ)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(yùn)算、邏輯運(yùn)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(jī)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(jī)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)。流量、熱量：一次水瞬時流量、熱量，累計流量、熱量，補(bǔ)水瞬時流量、補(bǔ)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(bǔ)水泵頻率反饋、電流反饋等。運(yùn)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(hù)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(hù)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(jī)組的整體性能，如能耗的高低，用戶對服務(wù)質(zhì)量的感官身受，運(yùn)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(hù)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(hù)設(shè)備，停止整個換熱機(jī)組的運(yùn)行，直到故障解除后，再投入運(yùn)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(yùn)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(yùn)行狀態(tài)。2、系統(tǒng)關(guān)鍵功能提高對用戶供熱的服務(wù)質(zhì)量降低運(yùn)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(bǔ)償（氣候補(bǔ)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(jī)組最大限度的節(jié)能運(yùn)行。這種功能稱為室外溫度補(bǔ)償或者氣候補(bǔ)償功能，它通過可設(shè)定的室外溫度——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(yùn)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(bǔ)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(bǔ)償功能控制下的供水溫度進(jìn)行修正，這樣可以生成一條更經(jīng)濟(jì)的運(yùn)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(bǔ)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)，Ral7035電腦灰顏色。3臺循環(huán)泵變頻控制柜采用變頻一拖一形式控制3臺循環(huán)泵，1臺補(bǔ)水及PLC控制柜采用變頻一拖一形式控制2臺補(bǔ)水泵。補(bǔ)水及PLC控制柜內(nèi)采用1套西門子S7-200SMARTPLC為中心，人機(jī)界面作為輔助（監(jiān)控、參數(shù)設(shè)置），控制整套換熱機(jī)組的運(yùn)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S7-200SMART系列PLC，具有快速執(zhí)行邏輯運(yùn)算、豐富指令集、多元擴(kuò)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ModbusRTU協(xié)議；可根據(jù)需要增加DTU，實現(xiàn)GPRS無線傳輸；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。可根據(jù)實際需要配置模塊，不浪費PLC硬件資源。（2）變頻器采用ABBACS580系列變頻器，適合風(fēng)機(jī)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(jī)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