摘要：在供熱係統中，換熱站利用集中供應的熱源（熱水或蒸汽）作為熱媒
，利用循環熱水管網向對應目標區域進行供熱。通過不同類型傳感器采集換熱站內係統運行數據
，將信號傳遞到藍普鋒PLC進行采集控製，通過觸摸屏顯示和設定PLC運行參數，PLC根據采集數據自動運行，以及結合智能算法實現對執行機構的控製調節，進而實現對二次網供、回水溫度、壓力等參數的自動控製，提高換熱站運行穩定可靠性，最終實現無人值守。換熱站內PLC控製係統，通過以太網、4G
、串口、wuxianshepindengtongxunfangshi，jiangyunxingshujushangchuanzhiquyurewangtiaoduzhongxin。lanpufengshangweijizutairuanjiantongguodaliangshujufenxi，keyifuzhuguanliyuanyuanchengduiquyurewangjinxingtiaoduhehuanrezhanyunxingguanli
，shixianwurenzhishouhuanrezhanyuanchengjiankongweihu。

        行業關鍵字：無人值守
、換熱站
、供熱
、熱網

        技術關鍵字：多個擴展、多個通訊接口、多路模擬量
、環境潮濕、高溫

資料提供：本文涉及方案已在用戶現場實施，技術方案先進，運行穩定。歡迎聯係藍普鋒深入探討、交流。

一
、行業背景

隨著國民經濟的不斷進步和居民生活水平逐步提高，集中供熱因其節能、huanbaodengxianzhuyoushirijianchengweizhongduoxiaoqugongrefazhandezhuyaoqushi。zaichuantonggongremoshixia

，weimanzugongrexuqiu
，ercihuanrezhanneishebeiyunxingcanshuduoweirengongtiaojie。youyushiwaiwenduhegongrexuqiudebuduanbianhua
，xuyaopinfandejinxingrengongtiaojiecainengbaozhangercigongshuiwendumanzujibenxuqiu。rengongtiaojiezhinenggougenjujingyanzhijinxingkongzhihecanshusheding
，jinerdadaocutiaojie，bunenghenhaodebaozhengyonghushineiwenduweichiwending，bingqierewangyunyingchengbengao
、能效低。

隨(sui)著(zhe)熱(re)網(wang)建(jian)設(she)成(cheng)本(ben)和(he)運(yun)行(xing)成(cheng)本(ben)的(de)增(zeng)加(jia)，供(gong)熱(re)行(xing)業(ye)一(yi)直(zhi)在(zai)探(tan)索(suo)開(kai)發(fa)能(neng)充(chong)分(fen)適(shi)應(ying)熱(re)負(fu)荷(he)不(bu)斷(duan)變(bian)化(hua)的(de)換(huan)熱(re)站(zhan)自(zi)動(dong)高(gao)效(xiao)的(de)調(tiao)節(jie)運(yun)行(xing)方(fang)式(shi)，同(tong)時(shi)能(neng)夠(gou)實(shi)現(xian)換(huan)熱(re)站(zhan)穩(wen)定(ding)可(ke)靠(kao)運(yun)行(xing)和(he)無(wu)人(ren)值(zhi)守(shou)，達(da)到(dao)較(jiao)好(hao)的(de)供(gong)熱(re)效(xiao)果(guo)和(he)經(jing)濟(ji)運(yun)行(xing)的(de)目(mu)的(de)。隨(sui)著(zhe)自(zi)動(dong)化(hua)技(ji)術(shu)的(de)不(bu)斷(duan)發(fa)展(zhan)
，近(jin)幾(ji)年(nian)新(xin)建(jian)及(ji)改(gai)造(zao)換(huan)熱(re)站(zhan)都(dou)采(cai)用(yong)較(jiao)先(xian)進(jin)的(de)無(wu)人(ren)值(zhi)守(shou)換(huan)熱(re)站(zhan)自(zi)動(dong)控(kong)製(zhi)技(ji)術(shu)，在(zai)換(huan)熱(re)站(zhan)的(de)管(guan)理(li)、維護
、節能
、安全性等方麵有了很大的提升
，實現換熱站自動化、智能化、信息化，成為換熱站控製發展的必然趨勢。

基於藍普鋒PLC的(de)無(wu)人(ren)值(zhi)守(shou)換(huan)熱(re)站(zhan)監(jian)控(kong)係(xi)統(tong)
，既(ji)可(ke)以(yi)實(shi)現(xian)換(huan)熱(re)站(zhan)穩(wen)定(ding)可(ke)靠(kao)運(yun)行(xing)和(he)無(wu)人(ren)值(zhi)守(shou)，同(tong)時(shi)可(ke)以(yi)遠(yuan)程(cheng)監(jian)控(kong)換(huan)熱(re)站(zhan)實(shi)時(shi)工(gong)況(kuang)數(shu)據(ju)，實(shi)現(xian)換(huan)熱(re)站(zhan)遠(yuan)程(cheng)維(wei)護(hu)、調度管理。藍普鋒PLC單CPU本體自帶多個通訊接口，擴展模塊帶載能力強，特別是擴展模擬量可達200點，模擬量采集控製精度高，廣泛應用於無人值守換熱站自動控製係統。

二


、係統介紹

huanrezhan，youchengercihuanrezhan，shirewangxitongdehexinhuanjie，tajiangyicicezhengqihuogaowenshuizhongdereliang，chuandigeikeyizhijiejinruyonghumoduandecainuanreshui。huanrezhanyibanshiyouhuanreqizuchengdehuanrexitong，xunhuanshuibengzuchengdexunhuanxitong，bushuibengzuchengdebushuixitongyijiPLC和控製櫃組成的控製係統四部分組成。區域熱網調度中心負責監控管理區域熱源（如鍋爐房）和換熱站等
，通過上位機監控係統對區域內熱源和換熱站進行遠程監控和管理。無人值守換熱站在控製過程中，一般是由PLC對換熱站內運行參數進行采集
，如一次側、二次側的供回水溫度
、壓力
，以及室外溫度、累計熱量、瞬時流量、三相電參數等，對循環泵、補水泵等進行變頻、工頻控製
，通過以太網、4G
、串口
、無線射頻等將運行狀態和參數上傳至熱網調度中心，用於調度分析。

        2.1 控製係統總體方案設計：

無(wu)人(ren)值(zhi)守(shou)換(huan)熱(re)站(zhan)監(jian)控(kong)係(xi)統(tong)是(shi)一(yi)個(ge)多(duo)層(ceng)次(ci)的(de)複(fu)雜(za)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)，首(shou)先(xian)需(xu)要(yao)實(shi)現(xian)換(huan)熱(re)站(zhan)的(de)自(zi)動(dong)控(kong)製(zhi)和(he)無(wu)人(ren)值(zhi)守(shou)，其(qi)次(ci)是(shi)將(jiang)換(huan)熱(re)站(zhan)的(de)運(yun)行(xing)參(can)數(shu)和(he)狀(zhuang)態(tai)上(shang)傳(chuan)至(zhi)區(qu)域(yu)調(tiao)度(du)中(zhong)心(xin)，進(jin)行(xing)統(tong)一(yi)管(guan)理(li)和(he)調(tiao)度(du)。

PLCbixubaozhenghuanrezhanneixitongwendingkekaoyunxing
，keyigenjushiwaiwenduchuanganqiceliangdeshiwaiwenduhuozheyonghushedingwenduduiyiciceliuliangjinxingkongzhi，yidadaoduiercigongshuiwendujinxingkongzhi，tigaogongrezhiliangdemude。PLC通tong過guo供gong水shui壓ya力li傳chuan感gan器qi和he循xun環huan水shui泵beng變bian頻pin器qi來lai實shi現xian對dui二er次ci供gong水shui壓ya力li的de控kong製zhi，通tong過guo回hui水shui壓ya力li傳chuan感gan器qi和he補bu水shui泵beng變bian頻pin器qi來lai實shi現xian對dui二er次ci回hui水shui壓ya力li的de控kong製zhi。

換熱站的運行程序獨立存在於其控製係統PLC內(nei)，能(neng)夠(gou)脫(tuo)離(li)上(shang)位(wei)機(ji)監(jian)控(kong)管(guan)理(li)軟(ruan)件(jian)而(er)獨(du)立(li)運(yun)行(xing)
，其(qi)運(yun)行(xing)可(ke)以(yi)通(tong)過(guo)中(zhong)央(yang)控(kong)製(zhi)室(shi)上(shang)位(wei)機(ji)監(jian)控(kong)管(guan)理(li)係(xi)統(tong)來(lai)觀(guan)察(cha)並(bing)實(shi)施(shi)調(tiao)整(zheng)。換(huan)熱(re)站(zhan)實(shi)現(xian)無(wu)人(ren)值(zhi)守(shou)的(de)同(tong)時(shi)

，利(li)用(yong)通(tong)訊(xun)方(fang)式(shi)將(jiang)運(yun)行(xing)狀(zhuang)態(tai)數(shu)據(ju)傳(chuan)給(gei)監(jian)控(kong)管(guan)理(li)係(xi)統(tong)供(gong)參(can)考(kao)
，同(tong)時(shi)接(jie)受(shou)監(jian)控(kong)管(guan)理(li)軟(ruan)件(jian)遠(yuan)程(cheng)進(jin)行(xing)參(can)數(shu)調(tiao)整(zheng)。

係統控製方案設計如下圖1所示。

圖1  區域供熱控製係統圖

        2.2 某無人值守換熱站PLC典型配置表

        2.3 自動控製主要功能

        （1）二次網供水溫度控製：PLC通過采集一次側管網供回水壓力、溫度
，與環境溫度
、一次側供回水目標溫度

、壓力建立數學模型，如恒溫模型、動態溫度模型等，采用智能PID算法控製一次側調節閥開度，控製二次側供水溫度。

        （2）二次網供水壓力控製：PLC通過采集二次側管網供回水壓力、溫度，與環境溫度、二次側供回水目標溫度、壓力建立數學模型，如定壓模型、壓差模型等
，采用智能PID算法控製二次側循環泵頻率和工變頻切換，調節二次側供水壓力或供回水壓差。

        （3）二次網回水壓力控製：二次網回水壓力的大小通過補水泵控製。當壓力的實際值與設定值不同，PLC通過PID運算調節變頻器調節補水泵的工作頻率
，改變二次網回水壓力的實際值，使其與設定值相同。

        （4）根據本地的氣候條件以及供熱對象的特征，設定多條室外溫度與二次供水溫度之間的對應曲線。PLC可(ke)以(yi)依(yi)據(ju)該(gai)條(tiao)曲(qu)線(xian)，根(gen)據(ju)室(shi)外(wai)溫(wen)度(du)傳(chuan)感(gan)器(qi)測(ce)量(liang)的(de)室(shi)外(wai)溫(wen)度(du)對(dui)一(yi)次(ci)供(gong)水(shui)流(liu)量(liang)進(jin)行(xing)控(kong)製(zhi)，進(jin)行(xing)室(shi)外(wai)溫(wen)度(du)補(bu)償(chang)控(kong)製(zhi)
，以(yi)達(da)到(dao)對(dui)二(er)次(ci)供(gong)水(shui)溫(wen)度(du)進(jin)行(xing)控(kong)製(zhi)、節省能源、提高供熱質量的目的。

        （5）在(zai)係(xi)統(tong)中(zhong)增(zeng)加(jia)晚(wan)間(jian)節(jie)能(neng)的(de)設(she)置(zhi)，根(gen)據(ju)需(xu)要(yao)設(she)置(zhi)晚(wan)間(jian)供(gong)熱(re)溫(wen)度(du)。自(zi)控(kong)係(xi)統(tong)通(tong)過(guo)加(jia)入(ru)時(shi)間(jian)日(ri)程(cheng)表(biao)的(de)控(kong)製(zhi)，實(shi)現(xian)一(yi)天(tian)當(dang)中(zhong)不(bu)同(tong)時(shi)刻(ke)對(dui)應(ying)不(bu)同(tong)的(de)溫(wen)度(du)。

        （6）PLC通過多路通訊接口，采集現場智能儀表數據
，如三項多功能電表、熱表、水表等，自動計量每個換熱站的補水量
、用電量，以及係統的產熱量，用於評估係統的效率；了解係統的損耗、運行成本等數據。上位機係統統計運行能耗，並通過曲線、報表等，輔助管理者進行節能調度。

        （7）PLC控製係統通過GPRS DTU進行數據遠傳
，通過公網，能將現場運行狀態、數據、智能儀表數據通過GPRS上傳至集中管理中心進行運維管理調度。平台采用先進的信息化、自動化
、物聯網等技術實現能源消耗的可視化、可量化和智能化分析
；實現對各個熱力站內各類用能的分項

、分區、分戶及關鍵設備的數據采集、監測，能耗診斷、設備能效分析
、指標管理等功能，通過平台提供的數據開展精細化的能耗管控，優化設備運行，降低能耗。

        （8）輔助保護功能：當係統壓力低於設定下限值時，循環水泵自動停止，以避免循環泵空載運行；當循環泵停止運行時，一次側熱媒溫控閥自動關閉。係統將對運行狀態超限
、設備運行故障和欠壓漏水等故障進聲光報警。

        （9）其他控製策略：如ru泄xie壓ya閥fa控kong製zhi，根gen據ju係xi統tong回hui水shui壓ya力li控kong製zhi。當dang回hui水shui壓ya力li大da於yu設she定ding回hui水shui壓ya力li泄xie壓ya上shang限xian值zhi時shi，打da開kai電dian磁ci泄xie壓ya閥fa對dui循xun環huan水shui係xi統tong進jin行xing泄xie壓ya
，當dang係xi統tong回hui水shui壓ya力li低di於yu設she定ding回hui水shui壓ya力li泄xie壓ya下xia限xian值zhi時shi，關guan閉bi電dian磁ci閥fa。

基於藍普鋒PLC的無人值守換熱站監控係統使用簡單方便，大量應用於換熱站現場，能夠在環境潮濕、密閉高溫的換熱站現場長時間穩定可靠運行。

圖3  監控界麵1

圖4  監控界麵2

圖5  監控界麵3

三
、PLC典型應用現場

    （1）北京熱力

    （2）天津熱力

    （3）長春熱力

四

、現場圖片

圖5  某現場PLC控製櫃內圖