集中供热系统的PLC设计

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除烟尘,减小大气污染,占用面积不大,减小燃料和人工的消耗, 同时能够实现科学管理,提高供热质量。因此,集中供热系统 的控制非常重要。
2 集中供热结构与工作过程 集中供热系统主要由 3 个部分组成,包括热源、热网和用户。 热源作为一次网主要是产生热量,锅炉房和发电厂通过燃烧煤、 天然气等材料产生大量热量,还有的为了可持续发展,燃烧垃 圾材料。用户相当于二次网,主要进行热量的使用和消耗。热 网作为一二次网的管网,起连接作用,主要有热水管网和蒸汽 管网,一般布置成树枝状,用于民用和公用的暖通。间供站和 换热器是集中供热系统里面的关键设备,间供站将锅炉房产生 的高温蒸汽分配到各个小区,就像一个变压器,把 100 多度的 水转换为七八十度的水,起到一个温度控制的作用。换热器是 间供站最重要的设备,它主要是将一种液体的热量传递给另一 种液体。 集中供热系统的工作过程:热电厂或锅炉房产生高温高压 的热水,通过一次侧热网送至热站,热量进过板式换热器传递 给二次网的循环水,再由二次网的水将热能输送至用户处。冷 去后的水可以返回来再次利用,形成一个循环。为了控制好该 系统,需要保证二次网出水口有一个恒定的温度,温度是随着 室外温度的变化而改变的,因此,需要设计一种的集中供热系统。 3 集中供热系统硬件设计 本 文 采 用 西 门 子 公 司 的 S7-200CPU226CN, 该 控 制 器 共 有 40 个数字量输入输出点,包括 24 点输入和 16 点输出,根据 控制系统的要求可以扩展至 248 个点,26K 字节程序和数据存 储空间,能够完成梯形图和变量的存储。同时还有 6 个独立的 30kHZ 的高速计数器,PID 控制器、通信口。可用于较高要求 的控制系统,对于本系统,该控制器能够满足要求。 由于温度信号是模拟量信号,而 PLC 处理的数字量信号, 需要对信号进行转换,EM235 模块有 4 路模拟量输入,2 路模 拟量输出,电压输出为 -10 ~ 10V,电流输出 4 ~ 20mA,满足 工业标准信号,分辨率可以达到 11 为,精度高,同时还可以选 在工作在双极性和单极性模式下,满量程值为 32000。温度传感 器选用 WZPPT100 型铂电阻,其感温元件是一个铂丝绕组,即 双支铂电阻,经过电阻丝阻值随温度的变化而变化,温度和电 阻的关系接近线性关系。它可以测量 -200° C ~ 600° C 的温度,偏差可以达到 0.15° C。同 样输出的电流信号为 4 ~ 20mA,电压信号为 0 ~ 5V。 变频器选用 ABB 公司的 ACS510-01 的型号,控制电机运行。 触摸屏采用 MT6070iH2 型号,为电阻技术触摸屏,通过接收手 指等输入信号的显示装置,它的触控类型为 4 线电阻式,其触 控方式为连续式。4 线电阻屏操作简单,人性化,具有较好的人 机界面互动。它的 CPU 主频达到 400MHZ,存储量为 128MB, 显示屏的分辨率为 800*480,端口包括 COM 和 USB。 4 集中供热的软件设计 触摸屏使用 MT6000/8000i 系列人机界面产品,使用 USBMiniUSBCable 下载到工程文件至人机,安装 EB8000V2.00 版本 的软件,在 PC 机上通过 USB 进行通信,它包含建立文件、设 计控制器和程序相关参数设定、设计程序、存储和编译程序、 仿真程序并验证操作、下载程序至 HMI 等步骤 PLC 在程序的控制逻辑中不断循环,读取和写入数据,反
触摸屏
上位机
系统手动运 行
程Fra Baidu bibliotek结束
5 结语
图 1 程序总流程图
本文首先简要概括了供热系统的历史背景以及发展趋势,
从一开始的单一锅炉房,慢慢发展到热电厂,再到现在集中供
参考文献: [1] 龚威 , 张树臣 . 实例解读西门子 PLC[M]. 北京 : 中国电力出版 社 ,2013. [2] 郑雪晶 . 二级网燃气调峰集中供热系统优化设计 [J]. 天津 : 天 津大学学报,2007. [3] 崔丽娜 . 浅谈国内外集中供热控制系统现状及应用 [J]. 云南 : 民营科技,2011. [4] 卢秋实 . 集中供热控制系统的研究与应用 [M]. 沈阳 : 沈阳建 筑大学 ,2011.
参考文献: [1] 盛一芳 . 建筑结构 [M]. 北京:人民交通出版社 ,2009. [2] 中国建筑标准设计研究院 . 国家建筑标准设计图集 11G101 系 列 [M]. 北京 : 中国计划出版社 ,2013.
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图 5 双柱独立基础底板变形图 基础梁受到向上的地基反作用力,其内力和变形与楼盖梁 相反,内力图如图 6 所示,上部配置纵向受力筋;支座(柱) 处下表面受拉,配置下部受力筋,所以原位标注标在支座下部。 条形基础的受力与设置基础梁的独立基础相同;筏板基础 与楼盖梁板的受力相反,在此不再论述。
图 6 基础梁内力和变形图 5 结语 本文通过引入力学知识,对构件进行内力和变形分析,让 学生更深刻的掌握平法施工图制图规则。其他课程,比如建筑 结构,力学与结构密不可分,也应将力学知识应用到此课程中, 帮助学生理解设计及构造措施。
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技术与应用
复执行一系列任务,该循环执行任务被称为扫描周期,包括输 入扫描,程序执行,输出刷新共 3 个阶段。运用 STEP7-Micro/ WIN 软件对 PLC 进行编程,该梯形图主要有主程序和子程序组 成,即由换热系统主程序、初始化程序、模拟量处理程序、手 动控制程序和自动控制程序等几部分组成,程序总流程图如图 1 所示 .
1 前言 物质、能量和信息是构成自然社会的基本要素。其中的能 源是指可产生各种能量或可做功的物质的总称,包括风能、核 能、太阳能等一次能源和电力、热力、成品油等二次能源,以 及可再生能源。人类利用能源历史上经历了几次重要的里程碑, 包括火的使用使人类走向文明,蒸汽机的使用开创了工业革命, 电能的使用让人们用上了电器设备,原子能的使用使人们开创 了能源的新纪元。远古时期,北京原始人就开始使用火来取暖, 通过火炉、火墙或火坑等取暖装置,大家围坐在周围进行取暖, 尤其是火坑,在现在北方农村地区还在广泛使用。19 世纪,欧 洲开始出现了蒸汽机,以此热媒为主的供热系统在当时相当盛 行。美国纽约建立了世界上第一个锅炉房,标志着供热系统的 建立,随后又有国家通过发电厂的内燃机排气系统来提供热源, 还有热电厂的出现,使得城镇集中供热事业得到迅速发展。 原苏联和东欧国家主要以发电热电联为主要热源。1980 年 的苏联热电厂供应的热量,为全国民用和工用一共提供 70% 的 热 量, 尤 其 是 莫 斯 科 地 区, 热 电 厂 和 锅 炉 房 的 供 热 率 达 到 了 100%。瑞典、丹麦、挪威等北欧国家,靠近北极,十分寒冷, 二次大战后,城市集中供热迅猛发展,斯德哥尔摩集中供热普 及率为 35%,丹麦达到了 1/3。我国在远古时代就有钻木取火。 新中国成立后,随着生产力的大力发展,人民的生活水平不断 提高,许多居民建筑物内部都装有集中供热系统,集中供热得 到迅速发展。50 年代期间,主要学习前苏联的供热模式,同时 颁布了适合我国国情的供热规范。进入 80 年代,我国供热事业 飞速发展,1980 年全国 6000kw 的供热机组容量达到 443.1 万 kw,2001 年达到 3000 多万 kw,遍布全国各个区域,为人们的 生活带来了极大的方便。新材料和新技术的出现为集中供热系 统锦上添花,它提供了高参数的识别,建立了大量的热电厂, 形成了集中供热形式的多样化。新型管道的使用为供热系统的 运行提供了安全。虽然我国在集中供热系统方面取得了长足的 进步,但和发达国家相比还有很大的差距,还需不断努力。 热能对于人类来说非常重要,在人们平时的生活中很多地 方都要用到热能,如洗澡用的热水器、烧饭用的澡气,都需要 热量的传递将水加热、将饭菜烧熟,在生产工业中也需要大量 的热能来维持,如有些材料需要恒定的温度,而空调系统能够 保持室内温度恒定,从而使材料能够保持的时间较长,还有供暖、 通讯和热水系统。通过蒸汽、热水等热介质传递热能,供给城市、 乡镇的人民使用,使室内温度到达一定值,来创造适宜的生活 条件或工作条件。集中供热系统能提高能源的利用率,便于消
开始
系统初始化
自动/手动
自动
系统自动运 行
手动
手动 触摸屏/上位机控制选择
热系统,供热系统飞速发展。人民生活和工业生产对于热能的 需求很大,因此本文在集中供热系统的结构和工作原理的基础 上对其进行了详细设计。硬件上以 S7-200CPU226CN 为核心控 制器,配以 EM235 混合模块,进行模数信号转换,温度采集信 号使用温度传感器 PT100,电机控制选用的变频器为 ABB 公司 的 ACS510-01 型号,触摸屏使用 MT6000/8000i 系列人机界面产 品。软件上,运用 STEP7-Micro/WIN 软件对 PLC 进行梯形图的 编程,包括换热系统主程序、初始化程序、模拟量处理程序、 手动控制程序和自动控制程,运用 EB8000V2.00 对触摸屏进行 设计。整个系统包括信号采集、传递和控制,还包括许多智能 人机画面等上位机系统。无人看守的自动控制供热系统减小了 大量的人力,节约了成本,具有重要的意义。
科技展望 2014/19
集中供热系统的 PLC 设计
华玲芳
(1 苏州高等职业技术学校,江苏 苏州 215000)
【摘 要】热能对于人类来说非常重要,从远古时代人类就开始运 用火来取暖。随着生产力的发展,供热系统不断进步,从一开始的 单一锅炉房,慢慢发展到热电厂,再到现在的集中供热系统。本文 对集中供热系统的结构和工作原理进行了阐述,在此基础上,对集 中供热控制系统进行了硬件设计,主控模块采用 S7-200CPU226CN 系统,温度传感器采用 PT100,通过 EM235 混合模块,进行模数 信号转换,变频器选用 ABB 公司的 ACS510-01 型号,触摸屏使用 MT6000/8000i 系列人机界面产品。软件上通过 STEP7-Micro/WIN 软件对 PLC 进行编程,EB8000V2.00 软件对触摸屏进行设计。最终, 完成了集中供热系统的设计。 【关键词】集中供热 PT100 S7-200
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(2)双柱独立基础 当两根柱间的距离较大时,基础底板内力变形如图 4b,基 础底板双向受弯,而且也是下表面受拉,因此配置双向受力筋; 由于柱到混凝土边缘的距离越大,内力、变形越大,所以根据 ex、ex‘的大小,较大者钢筋在下,柱间基础上表面受拉,应沿 柱中心线反向配置受拉筋。 (3)双柱独立基础(设置一根基础梁) 基础底板在地基反作用力下,单向弯曲,如图 5,因此沿 垂直于基础梁反向设底板受力筋,分布筋在受力筋的内侧。
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