PDF《小区供暖换热站监控系统设计》

1 小区供暖换热站监控系统设计 熊新民 1,2 ,曹毅

2 (1,华中科技大学控制科学与工程系,湖北武汉,430074) (2,河南工业大学电气工程学院,河南郑州 450007) 摘要:根据城市小区供暖恒温恒压的控制要求,采用计算机、工业智能前端模块、传感器和执行器,组成 一个温度和压力双重闭环结构的供暖控制系统,通过组态控制方法和 PI 控制策略,设计了组态画面和监控 程序,实现了对小区供暖系统温度、压力、流量参数的现场采集和实时调节,从而提高了供暖系统的控制 精度,改善了供暖效果.

关键词:供暖换热站,监控系统,控制策略,组态软件 中图分类号:TP272 文献标识码:B

0 引言 随着城市建设的迅速发展, 我国北方地区冬季集中供暖成为城市现代化的必然选择. 随 着供暖面积的不断扩大, 如何科学有效地控制和管理供暖系统, 提高供暖的经济效益和社会 效益, 就是急需解决的重要课题. 目前我国许多城市的集中供暖系统还只在一次主网由热力 公司进行集中监控,对居民小区的供暖热力站多半仍由人工看管,因此,二次供热管网的压 力和温度常常不能达到预期要求.为了改善这种状况,本文按照恒温恒压的供暖要求,设计 了一套小区供暖热力站监控系统.

1 小区供暖系统管网配置和功能分析 城市供暖通常是几个小区共用一个供暖换热站,每个小区都有一个独立的供暖回路. 尽管每个小区供暖的范围和规模可能不同, 但其供暖系统的管网配置都是一样的. 每个换热 站分别包括一次供暖回路和二次供暖回路, 两者之间通过换热器实现热交换. 供暖热源为经 过热力主管循环的一次高温热水, 经过换热器对二次回水或冷水加热后, 作为供给小区的二 次热水, 经小区家庭取暖装置循环后变成二次回水. 在一次高温热水从主网分支进入换热器 之前,加装有电动调节阀和一次热水流量测量变送器;

为了给二次回路增压,在二次循环管 网中换热器之前加有变频器驱动的增压泵. 由于供暖中必然存在少量水损, 所以必须进行适 量补水.为此在增压泵之前和储水箱之间加有变频补水泵,以稳定二次供暖回路的压力.同 时在二次管网中还装有温度变送器和压力变送器. 为了便于控制和管理, 小区换热站供暖系统的功能包括对集中供暖换热站的的一次高温 热水流量进行监测、记录和调节,对输送到小区的二次热水温度和压力进行监测和控制,并 且要求输送到小区的热水温度和压力能够基本保持稳定, 对检测的数据能够进行记录、 存储 和打印.如果联网,还可以实现网络监控和信息传输.

2 系统总体控制方案 本系统以计算机为核心,采用工业 I/O 模块,加上电动调节阀、变频水泵、流量变送器、 压力变送器、温度变送器、串行通讯转换模块及其它元器件构成.系统首先通过压力、温度 和流量变送器对现场信息进行采集并传送给前端 I/O 模块进行 A/D 转换,然后通过 RS485 总线送到串行通讯模块,转换成 RS232 信号后送到计算机的串行口.计算机利用组态王软 件编制的程序对数据进行定时采集、记录和分析,并可在计算机的屏幕上直观地显示出来;

再通过计算机对给定信号和反馈信号进行比较运算,将运算结果作为控制信号发送到前端 I/O 模块,由I/O 模块转换成模拟量去控制电动调节阀和变频器动作,从而实现对现场的控 制.系统总体结构如图