换热站智能数字自控系统

一、 概述
    集中供热因具有节约能源和改善城市环境等方面的积极作用，日益成为城市公用事业的一个重要组成部分，是国家大力推广的节能和环保措施。随着经济的发展和城市规模的不断扩大，城市集中供热面积也不断扩大，供热系统中换热站的数量不断增加，并且随着供热公司对社会换热站统一管理的推进，供热公司对换热站科学有效的管理越来越显得尤为迫切。
    换热站是城市供热系统中极为重要的环节，承担着把高温蒸汽或高温水置换为供用户取暖用热水的工作，不仅其工作的安全性、可靠性直接影响供热的安全性及供热质量，并且其蒸气或高温水的合理使用和换热设备能否节能，以及是否智能化，都直接影响供热公司的运行成本。目前换热站大都采用人工监控，随着城市换热站的不断增加，供热公司的人力成本不断增加；另一方面员工的实际操作能力和责任感参差不齐，在出现事故隐患时操作人员难以发现，极易造成设备事故甚至是操作失误导致的事故，给供热公司带来重大的损失。
    我公司利用先进的工业自控技术、计算机技术、通讯技术、网络技术研发的RM200和RM300换热站智能数字自控系统，充分运用了先进的模糊控制技术，对换热站内换热设备、蒸汽或高温水流量及压力、供回水温度、供回水压力、循环设备、补水设备、水处理设备、蓄水设备、疏水设备、污水排放设备、站内环境实现智能化全自动运行，结合我公司的热站变频节能控制系统和ICDS远程网络中央监控调度系统，可以完全实现换热站的无人化管理，有效降低供热公司的人力成本和生产成本，具有非常巨大的经济效益和社会效益。

二 系统介绍
     RM200和RM300换热站智能数字自控系统充分运用了先进的模糊控制和分时段控制技术，利用最新的气候温控理念，引入室外气候温度作为控制基准，分时间段根据气候温度改变换热设备供水出口温度；使供水的出口温度随着室外温度的变化而变化，同时不影响管网的压力平衡；这样既能保证供热品质，又能有效节约热源，实现热力站全智能自动控制，达到无人值守的目的。

三、智能数字自控系统功能介绍
   智能数字自控系统由智能数字自控柜和相关自控软件以及电动执行机构和各类传感器构成，智能数字自控系统完成对各类设备和电动执行机构的控制功能，控制执行器件完成系统各状态下应该完成的动作，具有远程和就地运行模式，结合变频控制系统也具有工频和变频运行模式。各类传感器完成换热站各个温度、湿度、压力、运行状态、故障状态等测量点的监测。换热站的运行程序及相关软件独立存在于智能自控系统内可编程PLC内，能够脱离上位机监控管理软件而独立运行，结合ICDS远程调度系统其运行参数中央调度中心可以实时监测并能够实施调整。
   系统可以根据本地的气候条件以及供热对象的特性，把一天自由分割为多个时间控制段，并可以随意设置各时间控制段换热设备出水温度.系统可以根据所设出水温度值对供汽流量或高温水流量进行控制，以达到对换热设备出水温度的控制。此设计的特点在于能够通过室外温度对换热设备出水温度进行控制，实现一天当中不同时刻对应不同的出水温度，以达到有效节省能源，提高供热质量的目的。
   采集蒸汽或高温水温度、压力、流量等参数，并能调节其压力、流量； 当热源控制阀门断电时，报警并自动切断电源关闭循环泵，同时靠备用电源强行关闭热源控制阀；当循环系统出现故障导致停机时，系统自动关闭热源控制阀门
   结合变频控制系统可以利用压力传感器和变频器来实现对换热设备供水压力的节能自动控制，当一台补水泵运行无法达到所设定回水压力时，另一台备用泵自动软启进行补水，最终实现更加智能化的恒压补水控制。
   由PLC作为控制核心可以满足热力站各种控制需求，组态灵活，运行可靠。 具有全自动/手动操作，自由切换结合ICDS远程调度系统，可以实现远程/就地操作。系统可以集成安防系统的功能，可检测门窗、电源、电压、电流、地面水份、设备温度等安防信息，出现意外时，系统自动远程报警。
   换热站的各控制系统：根据全网热力状况自动均衡自动调整运行姿态，调正的依据是供热面积的大小和室外温度作为主要控制参数，管网和建筑物的热损作为不断修正的从属控制参数，从而实现加权平均的调度算法。具体调节控制如下：
  (1)电动温度调节阀：当室外温度发生变化时，由PLC控制器自动根据预先设定供水温度，通过自动调整热源电动调节阀的开度来控制热源的流量，从而达到自动控制供水温度。这样既能保证供暖用户的室内温度，又能达到节省能源的目的。
  (2)循环泵：主泵故障时备用泵自动启动。循环泵可以采用变频控制，根据测出的供回水压差（保证末端流量）控制泵的转速，使该压差能恒定于预先设置数值，稳定压差保证用户管网末端流量。
  (3)补水泵：补水泵自动调整运行姿态，使回水压力保持恒定。当回水压力达到压力设定值时，自动停止运行。 当回水压力低于设定压力时，补水泵自动开启补充压力，保证用户管网的正常回水压力。补水箱缺水时，补水泵自动停止运行；当回水压力低于下下限一定时间时，则停止整个供热机组运行，防止因用户管网的泄露造成更大损失。

（4）补水箱水位控制:根据液位控制，设定四个数值，下下限、下限、上限、上上限，进行控制联锁，当液位达到上限时，切断自来水供水回路；液位处于下限时，自来水供水回路打开；当自来水补不上，低于液位下下限时，报警并切断补水泵，关闭热源电动调节阀，并停止循环泵运行。在上限以上位置由蒸汽冷凝水进行补充。
（5）安全保护：当循环泵停止、补水压力过低及站房断电时，系统具有蒸汽、热水安全电磁阀自动关闭功能，保护换热器。同时关闭出水温控阀。
（6）排水泵：当积水坑液位达到上限时水泵自动开启，低于下限时，停泵；在出现异常情况下，地面水位高于液位设定上上限时，把所有排水泵开起，并发出声光报警，结合ICDS远程调度系统调度中心同时报警。当热站地面积水超出限制后系统强行停止换热设备的运行，保证设备的安全。调度中心根据视频信号和各项数据可以远程判断故障所在。
（7）异常处理:可利用换热站内的环境温度湿度探测器，设定安全数值来判断供热机组是否出现蒸汽泄露现象，异常时立即关闭热源控制阀，确保设备安全。