基于PLC设计的换热站自动化系统方案实现无人值守

享立得公司基于PLC设计的换热站控制方案实现了城市热网自动控制运行，热网过去主要依靠人工调节的控制手段得到彻底改善，一次网运行得到合理控制，失调现象得到有效的解决，消除热网中各站冷热不均的现象。按需供热节能降耗，改变不合理的小温差大流量运行方式，既保证远端客户的供热需要，又避免近端用户的过热现象，直接给企业带来经济效益的提高。

对于一个供热系统来讲，既要根据室外温度的变化调节二次供水温度，又要保证终端用户的室内变化不超出某一范围，才能使终端用户有一个舒适的生活、工作环境，也能最大限度地节约能源。同时为实现换热站在无人值守的情况下，中控室能远程调度换热站的参数，保证热网的热力平衡，设计实现热力站自动化控制系统势在必行。

换热站自动化系统方案采用技术成熟、运行可靠的换热机组作为工艺部分的主要设备。其结构为在综合底盘上安装板式换热器一台，热网循环水泵二台（一用一备）、补水泵二台（一用一备）、电气控制柜一台、调节阀一台及配套的其他阀门和相应的连接工艺管道管件。电气控制柜内安装热网循环水泵、补水泵变频器各一台。均采用一拖二或相互切换运行方式。

水作为热能的载体，由热源厂经管网系统输送到换热站（机组），经换热器通过二次管网将热能带给用户。换热机组自动控制的最终目的是使换热站（（机组）供出的热量与用户实际需要的热量相同（不考虑热损失时））。

换热站自动化系统方案控制原理

热用户室内温度是控制系统的目标参数，主要取决于换热器的效率和二次网的综合供热能力。在这两个因素不变的前提下，热用户室内平均温度取决于二次网的综合供热能力。在这两个因素不变的前提下，热用户室内平均温度取决于二次网的供回水平均温度和当时的室外温度。我们把室外温度范围划分成几段，在不同的温度段内我们提供改变一次网调节阀的开度来控制二次网的供水平均温度。

根据控制分级执行的原则，该系统可以分成以下几部分：（1）热力站就地监控系统：以PLC控制器为核心，现场的温度、压力、热量、流量、液位、阀门开度、泵的启停状态等信号传输到控制器，由其进行A/D转换并作出判断和处理，实现现场的就地控制。

（2）现场仪表和执行机构：包括温度、压力、热量、流量、液位等传感器和变频器、阀门执行器等执行机构。

（3）通讯系统：以有线电话网（ADSL）为传输介质，实现热网热源调度中心与热力站就地监控系统的通讯。以以太网为传输介质，实现中控室与公司办公管理系统的通讯。

换热站控制基本原理就是随着热用户温度和回水压力的变化，自动化控制调节阀开度和循环泵、补水泵转速，达到恒温恒压的控制要求，同时对系统进行连锁保护。

（1）二次供水温度的调节。根据本地的气候条件以及供热对象的特性，给出一条室外温度及自然时间与二次供水温度之间的对应曲线，按此曲线自动设定供水温度；按照设定好的供水温度设定值进行恒温控制。二次供水温度控制回路图其主要功能是通过二次供热系统的温度检测、分析，算出最佳的供水温度，通过调节一次管网流量，使二次供水温度接近于它的设定值。这样在供热系统满足用户需求量的前提下，保证最佳工况。

（2）循环泵控制。循环泵开启的多少和大小由回水温度设定值与二次回水温度的差值来决定。当二次回水温度低于回水温度设定值时，需要增大循环泵的开启量；反之，则减小。回水温度设定值是根据室外天气来确定，当天气冷时，回水温度设定值应该小些，这样可以使大量热量充分留在用户里。程序本身定义了回水温度设定值与室外温度的关系曲线，操作员可以在人机界面上直接定义回水温度设定值。

（3）补水定压控制。通过回水管网上压变器反馈值与内部设定值比较，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。自动控制完成对换热机组的自动检测、控制、顺序控制、自动保护、有计划的调控热工参数，使热力站机组供热过程在给定工况下稳定运行。