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发布时间:
2019/03/05
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【摘要】:
现阶段我国部分地区冬季逐渐采用城市供暖系统,由于矿物质资源为不可再生资源,如何提高城市供暖系统的换热效率就变得越来越重要传统换热系统多采用人工管理,存在人力资源成本高,事故监控难度大热力失衡能源浪费严重等问题,因此设计先进的控制系统,降低城市供暖系统的能耗提高自动化程度及运行效率变得尤为重要作者以某小区的采暖系统为例,通过引入可编程逻辑控制器(,简称)人机界面(,简称)等先进自控设备,并提供接口,

  现阶段我国部分地区冬季逐渐采用城市供暖系统,由于矿物质资源为不可再生资源,如何提高城市供暖系统的换热效率就变得越来越重要传统换热系统多采用人工管理,存在人力资源成本高,事故监控难度大热力失衡能源浪费严重等问题,因此设计先进的控制系统,降低城市供暖系统的能耗提高自动化程度及运行效率变得尤为重要作者以某小区的采暖系统为例,通过引入可编程逻辑控制器( ,简称 ) 人机界面( ,简称 ) 等先进自控设备,并提供 接口,能实现远程自动控制提高运行效率降低运行成本,同时使控制过程更加便捷。

  板式换热器是当前市场流行的一种高效新型热交换器,它由一系列具有一定波纹形状的金属片叠装而成。换热器一般由蒸汽温控阀、一次泵循环泵和补水泵组成换热器将蒸汽的热量通过水循环交换至用户端,在系统的一次端设置一次泵和蒸汽温控阀,在系统的二次端设置循环泵和补水泵,系统能检测蒸汽进出口的压力和温度循环水总管进出口的压力和温度。

  (1) 蒸汽流量控制. 换热系统蒸汽入口位置分别装有温度和压力传感器,从热电厂生产的蒸汽经管网输送至换热器入口,由入口管道温度传感器传来的温度信号与PLC 中的设定值比较后,再使用PID算法调节蒸汽温控阀的开度以实现入口蒸汽流量的控制

  (2) 循环水控制. 影响循环水流量的因素主要有:换热系统二次供、回水的温度、压力. 安装在热水器回水口的温度传感器传来的温度信号,经A/D 转换后传给PLC 与温度设定值进行比较,若两值相同,循环泵维持定频运行,将满足供暖要求的热水送至用户端,完成整个系统的水循环;若测量值大于设定值,则通过PID 指令减小循环泵运行频率;若测量值小于设定值,则通过PID 指令加大循环泵运行频率,直至满足用户用水温度的需求

  (3) 补水压力控制

  补水的压力控制通过PLC 控制补水泵的启停来实现.

  补水泵及时补充因管网跑冒滴漏等所流失的水量,以便保持一定的压力,保持稳定的运行状态.

  具体实现方法为:设定系统内热水的水压,将压力变送器安装在回水主管上,管网压力的变化经压力变送器变换为模拟信号反馈到PLC. 当供热系统的压力低于设定值时,启动补水泵;当供热系统的压力与设定值基本相等时,关闭补水泵.

  控制系统构成

  换热器控制系统主要包括西门子PLC、3台变频器、触摸屏和传感器, PLC 选用西门子S7 - 200SMART 控制器,该系列控制器灵活可靠、指令丰富、易于掌握、操作便捷,PLC 在整个换热控制系统中主要实现以下功能

  (1) 采集换热系统蒸汽入口、热水出口和回水口等位置的温度压力信号. 将经A/D 转换后的这些信号及相应的PID 设置参数,都呈现在HMI 上

  (2) 根据二次回水温度,调节蒸汽温控阀的开度来控制管网水温,以满足热量供给

  (3) 根据二次供、回水温差,PLC 控制变频器调节循环泵的转速,通过补水泵维持一定的网管压力,以保证系统稳定运行

  (4) PLC控制三台变频器拖动四台泵进行轮询工作,自动切换四台泵工作,尽可能保证四台泵的运行时间相同;若其中某台泵发生故障,或者变频器发生故障,系统自动跳过此台泵启用另外一台空闲泵,保证系统不停机。

  (5) 完成系统运行过程中相关的报警功能,例如:水泵发生过载、变频器发生故障时,系统将报警。

  (6)触摸屏进行温度压力参数设置修改,显示各个管道压力、温度、电动阀门开度,电机运行频率及状态、电机运行时长等一系列参数