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供热调度监控系统实现对各换热站工艺参数、电气参数和设备运行状态进行监测、控制、连锁和报警以及报表打印,通过使用在调度中心和各换热站间的一系列通讯链,完成整个热网调度所必需的数据采集,数据通讯,顺序控制,时间控制,回路调节及上位监视和管理作用。整个系统由调度中心、通讯传输部分、换热站三部分组成。现场监控设备PLC主要完成各换热站一、二次网的温度、压力、流量、液位等工艺参数的实时采集、各种运行设备的状态实时反映和控制;在通讯网络的支撑下,现场监控设备通过某种网络接口将反映换热站运行状态的数据传送到调度中心,同时接收调度中心发来的调度控制指令;调度中心负责接收各现场监控设备发来的数据,并对数据进行存储、历史趋势分析、报警、报表打印等,在此基础上,向各现场设备发出调度控制指令。

调度管理系统:由工程师站、操作员站、交换机、数据中心服务器、过程控制站、网关机组成。数据中心服务器通过连接公网接收来自各换热站的数据,并对数据进行存储、历史趋势分析、报表打印等;由调度中心、通讯网络及现场监控站组成,实现对各热源厂、管网节点及热用户的工艺参数(温度、压力、流量等)、电气参数和设备运行状态进行监测、控制、连锁和报警以及报表打印,完成整个供热调度所必需的数据采集,数据通讯,顺序控制,时间控制,回路调节及上位监视和管理作用。

数据通讯传输部分:单个站的PLC数据,通过各种服务网络把这些数据送到中心站中的操作员计算机中。

现场换热站:现场PLC控制站主要由液晶显示操作终端和控制系统两部分组成。彩色液晶显示屏主要完成各种监控画面、采集参数的显示,并接受一些参数设定的输入信息。控制系统采用性价比较高的和利时LK/LM系列PLC,包括CPU模块、I/O模块等,系统集成多种通讯接口,适用于各种通讯网络。该系统主要完成各换热站一、二次网的温度、压力、流量等工艺参数的实时采集、各种设备运行状态的实时反映和控制;在通讯网络的支撑下,现场监控站通过将反映换供热运行数据传送到调度中心,同时接收调度中心发来的调度控制指令;现场测控层通过通讯网络与调度中心进行数据通信及信息交换。现场测控层接受调度中心的调度,但并不依赖于监控管理层而运行:若调度中心监控计算机出现故障或者并没有投入使用或者通信网络出现故障,现场测控层仍继续正常工作,对现场设备的联锁控制没有影响。现场控制级接受调度中心的调度,但并不依赖其而运行:若监控计算机出现故障或者并没有投入使用或者通信网络出现故障,现场控制站仍继续正常工作,对整个工艺过程没有影响。

控制策略

换热机组的基本要求

换热机组按照远程全自动无人值守型配置。在每一台机组就地设置现场控制单元和一些必要的监测仪表,对热力站的热力系统进行监测与控制,以便将相应信号远传到中央控制室并接受调度系统的监测与控制,从而保证热网的安全、稳定和经济运行。

现场控制单元应具备微处理器及存储器多输入输出的自动控制设备,它应该能独立工作,实现以下功能: 

1.参数采集、处理(包括数字运算、逻辑运算等)能通过显示屏就地显示。需要采集并上传到中央控制系统的参数有:室外温度、一级网供回水温度、二级网供回水温度、一级网供回水压力、二级网供回水压力、一级网瞬时流量、一级网累计流量、一级网瞬时功率、累计热量、水泵状态、水泵故障、变频器频率、循环泵电流、水箱液位、电磁阀状态、调节阀阀位。 

2.独立完成现场监测和自动控制功能。 

3.独立完成现场控制和联锁功能。 

4.配置必要的硬件和软件、人机界面等以便现场对有关参数进行设定和修改。 

5.报警功能。 

6.应备有通信接口,能向中央管理工作站及其它现场控制单元发送数据,并能接收中央管理工作站发送的指令,完成相应的控制任务和参数设定。 

7.实现二级网供水压力是由压差控制循环泵扬程,避免循环泵汽化及电机控制失调。 

换热机组实现的功能

换热机组具有气候补偿和恒温供水功能,即根据气候的变化自动调节供热量。应用可编程控制器(PLC),根据室外温度的变化和当地热负荷曲线,决定二级网侧的供热量,实测供热量和设定值相比较后,进行闭环调节,控制器输出信号至电动调节阀,调节电动调节阀的开度,从而改变一级网侧的流量,实现二级网侧供热量调节。

1.自动补水:自动补水是由二级网侧回水管路上的压力变送器检测的压力信号与控制器上回水压力设定值比较后输出一个控制信号,来调节补水泵的转速,从而实现二级网回水自动补给。回水压力设定值也可由中央监控系统进行远程设定。 

2.自动泄压功能:当二级网侧供水压力高于供水设定值高限时,开启泄水电磁阀,同时配安全阀,以便双保险。泄水电磁阀开启压力设定值可由中央监控系统进行远程设定。 

3.二次侧循环水泵控制:实现供/回水压力差值控制,从而保证最不利点正常供暖。压差设定值可由中央监控系统进行远程设定。 

4.二级网侧循环水网防汽化保护:即二级网循环泵停止,电动调节阀关闭并且停电后电动调节阀关闭 

5.开机自检功能:二级网侧回水压力设定具有一个超低限保护值(在控制器操作面板上可以调整此值),当二级网侧压力没有达到此值时,不能启动循环泵而只能开启补水系统补水,待达到设定值后方可启动循环泵。 

6.顺序启动及泵阀联锁:双板双泵两套水循环系统换热站,当热负荷不足时,只运行一套系统,当第一套系统的循环水泵发生故障时,应自动启动第二套系统的循环水泵。换热站循环水泵运行后电动调节阀才自动开启;当正在运行的循环水泵发生故障时,输出报警信号,循环泵停机,电动调节阀关闭。 

7.来电自启满足无人值守功能:板式换热机组在送电后,控制器自检后自动按顺序启动。

8.失压保护:二级网侧回水压力低于超低限设定值时,自动停止循环泵运行,并关闭电动调节阀,自动补水系统投入运行,开始补水。自动补水系统投入运行后二级网侧回水压力仍继续降低即发声光信号报警(该信号远传调度中心)。 

9.断电保护:停电后自动关闭电动调节阀,切断热源,控制器及变频器自动复位并使各种设定参数和运行状态参数保持原断电前设置。

10.超温保护:二级网供水温度超过80℃(操作面板可调设定值)时,一级网侧电动调节阀关闭。一级网回水温度超过70℃(操作面板可调设定值)时启动高限制保护,以一级网回水温度为目标控制电动调节阀门开度。一级网侧供水温度超过120℃(操作面板可调设定值)时应立即关闭一级网侧电动调节阀并报警。 

11.超压保护:二级网供水压力超过设定超高限值(操作面板可调设定值)循环泵停止运行并关闭一级网侧电动调节阀。

12.监测水箱液位,具备报警保护功能。水箱液位为4~20mA信号输入,停补水泵信号由控制器送出,停泵水位可以人为设定。

13.具有时间控制程序.定时开、关机,节能模式,制定日、周、月的分时段供暖。

14.自动监控热网参数,调节热负荷及调节最不利点的正常供暖,保证一定的水利平衡、热力平衡,从而保证热网平衡。

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