換熱站供熱控制系統(tǒng)中PLC技術(shù)的應(yīng)用分析

魯淑亮

摘 要：在國民經(jīng)濟(jì)加速發(fā)展和城市化進(jìn)程不斷加快的背景下，北方地區(qū)高層住宅的供熱模式已經(jīng)發(fā)展為成熟的集中供熱模式。該模式借助于網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、可編程自動控制技術(shù)、GPRS定位技術(shù)等，已經(jīng)建立起較為成熟和完備的換熱站供熱自動控制系統(tǒng)。PLC技術(shù)在該系統(tǒng)中起到極為關(guān)鍵的作用。因此，本文以換熱站供熱控制系統(tǒng)中PLC技術(shù)的應(yīng)用分析為主，從換熱站供熱控制系統(tǒng)概述、PLC技術(shù)在換熱站供熱系統(tǒng)中的應(yīng)用分析兩方面展開，以期能夠優(yōu)化當(dāng)前的熱網(wǎng)自動控制系統(tǒng)，促進(jìn)供熱企業(yè)的穩(wěn)定健康發(fā)展。

關(guān)鍵詞：換熱站；供熱控制系統(tǒng)；PLC技術(shù)；應(yīng)用分析

在高層住宅集中供熱工程應(yīng)用日益廣泛的背景下，通過可編程控制技術(shù)（PLC）與GPRS無線通信技術(shù)來搭建換熱站遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)平臺，已經(jīng)成為目前供熱企業(yè)熱網(wǎng)供熱控制系統(tǒng)的主要模式。自動化的熱網(wǎng)控制系統(tǒng)可以有效滿足不同的壓力、溫度、熱量等多元需求，借助于熱交換系統(tǒng)、循環(huán)系統(tǒng)、供水系統(tǒng)來保證換熱站自動控制系統(tǒng)的穩(wěn)定正常運(yùn)用，其中PLC技術(shù)所起的作用是不可忽視的。為此，下面本文將首先分析換熱站的相關(guān)工藝以及換熱站的監(jiān)控系統(tǒng)，并在此基礎(chǔ)上分析PLC技術(shù)在換熱站供熱系統(tǒng)中的具體應(yīng)用，以期能強(qiáng)化換熱站的熱網(wǎng)自動調(diào)節(jié)功能，促進(jìn)國家供暖工程的進(jìn)一步發(fā)展。

1 換熱站供熱控制系統(tǒng)概述

1.1 換熱站相關(guān)工藝概述

換熱站是指與供熱系統(tǒng)相匹配的熱量控制或監(jiān)控組件、儀表等設(shè)備的總稱，主要有3個子系統(tǒng)：換熱系統(tǒng)、循環(huán)系統(tǒng)、補(bǔ)水定壓系統(tǒng)。換熱系統(tǒng)主要由汽水換熱器、水水換熱器組成；循環(huán)系統(tǒng)的主要元件是變頻循環(huán)水泵；補(bǔ)水定壓系統(tǒng)的主要元件是補(bǔ)水水泵。這3個子系統(tǒng)是通過一次網(wǎng)和二次網(wǎng)與用戶連接，在實(shí)際工作過程中換熱站是通過幾類傳感器來采集換熱站所輸入或輸出的信號。

1.2 換熱站監(jiān)控系統(tǒng)概述

換熱站監(jiān)控系統(tǒng)是控制供暖系統(tǒng)供暖效能的核心控制站，其主要原理是把蒸汽或熱水在換熱器中與循環(huán)水混合，通過回路水溫產(chǎn)生的溫差熱量來為用戶供暖。它的工作過程是首先使蒸汽或熱水在換熱器中與循環(huán)水相混合，混合之后的循環(huán)水被加熱之后經(jīng)過供水管道輸送給用戶，然后把用過的熱水經(jīng)回水管道、通過循環(huán)水泵回收到換熱器中，從而對蒸汽或熱水進(jìn)行加熱循環(huán)使用，從而為用戶源源不斷地提供熱量。在自動供暖過程中，換熱站的自動控制系統(tǒng)是關(guān)鍵的組成部分，主要包括一次網(wǎng)回路和二次網(wǎng)回路兩個部分。

在換熱站自動控制系統(tǒng)中，一次網(wǎng)流量控制回路主要是通過調(diào)節(jié)一次回水調(diào)節(jié)閥來實(shí)現(xiàn)對整個系統(tǒng)的流量和溫度控制。二次網(wǎng)調(diào)節(jié)回路是通過調(diào)節(jié)二次網(wǎng)循環(huán)泵與補(bǔ)水泵的轉(zhuǎn)速來實(shí)現(xiàn)控制。PLC自動控制系統(tǒng)相當(dāng)于發(fā)送所有控制指令的熱網(wǎng)指揮調(diào)度中心。

2 PLC技術(shù)在換熱站供熱系統(tǒng)中的應(yīng)用分析

2.1 PLC監(jiān)控平臺

PLC是指可編程邏輯控制器，實(shí)質(zhì)上是一種專門用于工業(yè)控制的計算機(jī)。它的特殊功能是通過可編程的存儲器來執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制等計算機(jī)操作指令，并通過各種信息模擬量的輸入或輸出來控制機(jī)械生產(chǎn)過程。PLC技術(shù)主要是通過對換熱站、供熱沿線各節(jié)點(diǎn)、用戶的運(yùn)行參數(shù)、各設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)等來實(shí)時監(jiān)控和采集數(shù)據(jù)信息，并根據(jù)室外溫差的變化來調(diào)節(jié)循環(huán)泵、補(bǔ)水泵和各調(diào)節(jié)閥的工作狀態(tài)，使用戶供熱能夠保持恒溫。在此過程中，可編程控制器PLC的主要功能是完成對供熱現(xiàn)場的數(shù)據(jù)采集和過程控制，從而實(shí)現(xiàn)計算機(jī)技術(shù)和可編程控制技術(shù)的完美結(jié)合。

2.2 一次網(wǎng)回路控制

一次網(wǎng)回路控制的主要功能是通過調(diào)節(jié)一次網(wǎng)控制回路上的熱負(fù)荷進(jìn)行控制，智能開啟或關(guān)閉一次網(wǎng)回路上的電動調(diào)節(jié)閥，通過電動調(diào)節(jié)閥來調(diào)節(jié)換熱站的一次網(wǎng)熱水的流量。通過一次網(wǎng)回路保證二次供水的恒定溫度。具體的回路控制過程是控制中心PLC控制器會根據(jù)當(dāng)時的室外溫度狀況、熱源的運(yùn)行情況、換熱站所返回的二次網(wǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)，通過智能換算得出一次網(wǎng)控制閥門的指令信息，據(jù)此來控制一次網(wǎng)以及二次網(wǎng)的控制溫度目標(biāo)。

2.3 二次網(wǎng)循環(huán)泵與定壓補(bǔ)水控制

為了有效減少循環(huán)泵在啟停時所耗費(fèi)的大量電力及熱力資源，減少對電網(wǎng)的沖擊，因此目前的換熱站自動控制系統(tǒng)的循環(huán)泵普遍采用了變頻器控制系統(tǒng)。改進(jìn)之后的變頻器自動控制系統(tǒng)，通過分階段改變流量的調(diào)節(jié)方式有效實(shí)現(xiàn)了智能控制溫度，實(shí)現(xiàn)了根據(jù)室外溫差進(jìn)行相應(yīng)調(diào)節(jié)來滿足實(shí)際工作的需求，調(diào)整換熱站自動控制系統(tǒng)的能力。當(dāng)室外溫度低于設(shè)定值時，循環(huán)水會啟動運(yùn)行；當(dāng)室外溫度高于設(shè)定值時，循環(huán)水泵會以0.75的工頻運(yùn)行，此時系統(tǒng)的循環(huán)水量會相應(yīng)減少。改進(jìn)后的變頻控制器的主要優(yōu)點(diǎn)是可以通過變頻器的參數(shù)命令來改變傳統(tǒng)的換熱站自動控制系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)對二次網(wǎng)流量的智能控制。

3 結(jié)束語

通過上述分析，我們發(fā)現(xiàn)，換熱站的供熱控制系統(tǒng)在節(jié)省人力物力財力、提高控制系統(tǒng)的調(diào)節(jié)質(zhì)量、節(jié)約電能熱能等能源方面意義重大，而可編程自動控制技術(shù)（PLC）在其中發(fā)揮了重要作用。PLC技術(shù)的進(jìn)一步成熟和發(fā)展對推動換熱站無線遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)的進(jìn)一步改進(jìn)和應(yīng)用提供了更大的優(yōu)勢，為供熱企業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展開辟了嶄新的道路。本文旨在通過對PLC控制工藝的相關(guān)信息的分析，以期能促進(jìn)供熱企業(yè)供熱系統(tǒng)遠(yuǎn)程控制技術(shù)的成熟和發(fā)展，最終能促進(jìn)供熱企業(yè)生產(chǎn)管理水平的不斷提升。

參考文獻(xiàn)

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[2]丁世馨，韓龍.集中供熱工程無人值守?fù)Q熱站自動控制系統(tǒng)[J].區(qū)域供熱，2007，（4）：23-30.

（作者單位：大慶油田礦區(qū)服務(wù)事業(yè)部物業(yè)三公司技術(shù)服務(wù)中心）