城市集中供热无人值守换热站智能控制系统的研究与分析

（ ２ ）参 数设 定功 能 ：二 次 供 水 温 度 设 定 ；二 次 供 水
温度 高低 限设 定 ；设 备轮换 间 隔时长设 定 ；二次供 回水 温
差设 定 ；补 水 压 力 高 低 限 报 警 值 设 定 ；补 水 压 力 设 定
值等。
（ ３ ）保 护／ 报 警 功 能 ：电机 过 流／ 过 压 保 护 ；二 次 超
郭小榕 ：城市集中供热无人值守换热站智能控 制系统的研究与分析
城 市 发展 理论
城 市 集 中 １ ７ 、 执 ｔ 无 人 值 守 换 热 站 智 能控 制 系统 的 研 究 与 分 析
郭 小 榕 （ 兴 隆县来自隆热力有 限责任公 司，河北 承德
［ 摘
０ ６ ７ ３ ０ ０ ）
ｅ （ ｔ ）：ｒ （ ｔ ）一 Ｙ （ ｔ ） 为偏 差值 ， ｒ （ ｔ ）为给定值 ， Ｙ （ ｔ ） 为被
控 变量 ， 为 比例 系数 ， 为积 分时 间常数 ， 为微分 时 间 常数 。 Ｐ Ｉ Ｄ参 数 范 围 为
０ ． ５ —３ ｍ。
调节 阀开度 ，直 至相 等 ，将满 足 要求 的热 水送 至 热 用 户 。 调节循 环泵 频率 达到既 定二次 供 回水 的流量及压 差 ，实现 整个热 力 网的水循 环 。根据热 用户 与换热 站垂 直距离 的高 度设 定二 次网 回水 的压 力 ， 二 次 网压力 由补水 泵控 制 ，有 两 种运 行 方 式 ，第 一 ，使 用 控 制 器 的 Ｐ Ｉ Ｄ控 制 输 出 ０～
温／ 超 压保 护 ；二 次 欠 压 保 护 ；补 充 水 箱 液 面 低 保 护／ 高
１ 换 热站 智能控 制 系统组成
１ ． １ 控制原理 换 热站 系统采 用多个 压力 和温度 传感 器分别 安装 在换 热器热 介质入 口、热介质 出 口 、冷介 质入 口及冷介 质 出 口
报警 。 （ ４ ）远 程监 控功 能 ：标 准 的通 信 接 口可 以把 换 热 站 的各 种参 数传 送到 热源厂 中央 控制室 ，运 行人员 根据 实际 工况 可 以 向换 热站 下达控 制指 令 ，从 而实 现换热 站无 人值 守 ，中央 控 制 室 计 算 机 预 装 组 态 可 同 时 监 控 数 十个 换
热站。
等位 置 ，采集 现场 温度 和压力 信号 。两 台循 环泵 和两 台补
水泵运 行方式 均为 一用 一备 。控制 系统采用 含 Ｐ Ｉ Ｄ指 令且
支持 多 回路 调节 的 Ｐ Ｌ Ｃ ，系统 结构 为 ：人 机界 面一 Ｐ Ｌ Ｃ 一
变频 器 。
２ 换 热站 智能控 制 系统设 计
１ ０ ￣直流 电压 向变频器 Ａ Ｉ ２频 率给定 ，以随 时改 变补 水 泵
＝１ ． ６ —５ ， Ｔ ｉ＝３ —１ ０ ｍ， ＝
２ ． １ 调节 阀控 制策 略 换 热 站通过 改变 调节 阀 开度 来 改变 热 介 质入 口流 量 ， 从 而 改变二 次供水 温度 ，这样 在供 热系统 满足 热用户 需求
由于 Ｐ Ｉ Ｄ控 制 器 的标 准 算 式 为 ： “ （ ｔ ）＝ ［ ｅ （ ｔ ）＋
１ ／ （ ｆ ） ｄ ＋ ｄ ｅ （ ￡ ） ／ 山
换 热器 热介质 入 口温度 和压力 信号是 进行 Ｐ Ｉ Ｄ调 节 的
基础 参数 ，调节 阀用来 控制热 介质 入 口流量 。在 整个 系统 工作 之前 ，换 热器 冷介 质 出 口处采集 的温 度信号 与设定 值 相 比较 ，若不 同则 通 过 Ｐ Ｌ Ｃ的 Ｐ Ｉ Ｄ 指令 进 行 调 节 ，控 制
的使 用界 面直 观 反 映 整 个换 热 站 的运 行 状 况 。 操作 人 员 少 ，人员 培训简单 。 １ ． ２ 换 热站 控制功 能描述
２ ． ２ 补水 泵控 制策 略 补水泵 的 自动控制 系统 有两 台补水泵 ，一 用一备 的工
作 模式 ，通过 回水 管 网上压 力变送器 的反 馈值 与 内部 的设 定值 比较 ，使输 出到补 水泵 电机 的频率 相应 变化 ，而 出水 压力则 始终 维持 在设定 值 附近 ，避 免 了管 网因出水压 力过 大而破 裂 的危险 ，延长 使用 寿命 。要充 分考虑 热膨胀 带来
要 ］ 本套 无人值 守换 热站智 能控制 系统 主要 由人 机 界 面一Ｐ Ｌ ｃ 一 变频 器、光 纤 以太 网组成 。重点 阐述 了二 次
供 水 温 度 的 自动 化 控 制 回路 及 具 体 实施 ，循 环 泵 补 水 泵 的 变频 控 制 方 案 ，通 过 以 太 网 进 行 远 程 监 控 的数 据 传 输 ，运 行 证
量 的前 提下 ，保证 最佳 工况 。按 照供 回水 温差设 定值 来调 整机组 负荷 ，既保 证供 热质量 ，又做 到经 济运 行 。同时智
能控 制对 流量累 积 ，并 实时显 示 。
运行 频率 的 方式 控 制 二 次 网 压力 ；第 二 ，利 用 Ｐ Ｌ Ｃ给 变 频器启 停信 号转 动补水 泵 以达 到设 定压力 的 目的 。人 性化
明程序模 块设 计合理 ，算 法控制精 度 高 ，远程 通信 网络 可靠稳 定 ，节省 了大量 的煤 、电 能源 ，经济效 果显著 。 ［ 关键词 ］ 换热 站 ；可编程序 控制 器 ；Ｐ Ｉ Ｄ控制 ；变频 调速 ；以太 网
［ Ｄ ＯＩ ］１ ０ ． １ ３ ９ ３ ９ ／ ｊ ． ｃ ｎ ｋ ｉ ． ｚ ｇ ｓ ｅ ． ２ ０ １ ５ ． ３ ０ ． １ ０ ５ 随着 人们 生活水 平 的提高 ，对 节能 及环 境保护 的 日益 重 视 ，近年来 城市集 中供 热得到 了迅速 发展 。本文 主要 介 绍 无人 值守换 热站通 过采取 自控 技术及 设备 达到控 制换 热 站实现 按需供 热 ，对 供热 系统供 、回水 温度 、循环 流量 的 集 中运 行调节 。整个 热力 网是双 管封 闭式供 热系统 ，热 用 户只取 热 ，不 取水 。