摘 要: 隨著城市集中供熱的蓬勃發(fā)展，城市集中供熱已成為節(jié)約能源，保護(hù)環(huán)境的重要途徑。近年來，自動(dòng)化和智能化已成為現(xiàn)代供熱系統(tǒng)的主流發(fā)展方向，越來越多的集中供熱領(lǐng)域的人員意識(shí)到，如果沒有自控設(shè)備的幫助，就無法掌握系統(tǒng)的水力平衡和供熱平衡，同時(shí)，如果系統(tǒng)的事箂hou刺薹笆閉鋃蝦捅ň跋煜低車奈榷ㄔ誦小Ｕ庖幌盜形侍饈槍┤繞笠檔鬧匾錄肫笠翟謔諧【梅⒄怪械拿擻泄兀泄┤認(rèn)低車淖遠(yuǎn)梢院芎玫亟餼鏨鮮鑫侍狻?span style="display:none">h1d壓力變送器_差壓變送器_液位變送器_溫度變送器
1 HART475手操器供熱系統(tǒng)
HART475手操器的核心是熱量的傳遞，集中供熱系統(tǒng)的HART475手操器是供熱網(wǎng)絡(luò)與熱用戶的連接場(chǎng)所。由熱源提供的熱水通過一次網(wǎng)進(jìn)入HART475手操器，通過一次供水管道進(jìn)入換熱器，同時(shí)二次網(wǎng)的水從反向進(jìn)入換熱器，在換熱器中完成熱量交換，二次網(wǎng)中的水被加熱，由二次供水管道進(jìn)入各個(gè)用熱戶家中，一次網(wǎng)的水換熱后從一次回水管道回到主管網(wǎng)中，循環(huán)回?zé)嵩磸S。在實(shí)際應(yīng)用中，根據(jù)熱負(fù)荷條件計(jì)算和確定熱交換器的熱交換面積，因此控制調(diào)節(jié)對(duì)象是一、二次管網(wǎng)的流量，HART475手操器的控制效果直接決定熱用戶的采暖效果。
2 HART475手操器自動(dòng)控制系統(tǒng)
(1) 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)為: 上位系統(tǒng)—HART475手操器 PLC—現(xiàn)場(chǎng)儀器儀表設(shè)備。上位系統(tǒng)通過局域網(wǎng)光纖直接連接到PLC，監(jiān)測(cè)一次網(wǎng)溫度壓力，二次網(wǎng)溫度壓力，調(diào)節(jié)閥，流量計(jì)，補(bǔ)水泵和變頻器的工作狀態(tài)，并根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)溫度和壓力等信號(hào)，判斷HART475手操器運(yùn)行狀態(tài)并且控制整個(gè)工作過程。調(diào)度室服務(wù)器是控制系統(tǒng)的核心，它具有系統(tǒng)故障診斷功能，可判斷溫度和壓力異常等故障信號(hào)。通過變頻器調(diào)節(jié)循環(huán)泵的頻率大小，來節(jié)省電能。變頻器和HART475手操器 PLC 之間的通訊使用 4-20MA 信 號(hào)，通過改變輸出電流的大小來改變變頻器的輸出頻率。一次網(wǎng)采用加裝電動(dòng)調(diào)節(jié)閥，調(diào)節(jié)一次網(wǎng)流量，滿足HART475手操器的要求。實(shí)現(xiàn)將模擬信號(hào)( 如HART475手操器的溫度，壓力和流量) 轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，與設(shè)定值相比，根據(jù)比較結(jié)果，根據(jù)預(yù)定的控制方案自動(dòng)調(diào)節(jié)電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的開度。滿足供熱系統(tǒng)恒溫運(yùn)行。同時(shí)，控制補(bǔ)水泵的啟動(dòng)和停止，保持二次網(wǎng)壓力恒定在一個(gè)范圍內(nèi)，以避免由于缺水造成的潛在安全隱患。
(2) 自控設(shè)備，HART475手操器自控設(shè)備包括: 以暖氣片低區(qū)系統(tǒng)為例，控制柜一臺(tái)、溫度變送器四支、壓力變送器四臺(tái)、液位變送器一個(gè)、電動(dòng)調(diào)節(jié)閥一個(gè)、流量計(jì)一個(gè)、水表一臺(tái)。溫度變送器測(cè)量對(duì)象( 安裝地點(diǎn)) 為一次網(wǎng)供回水溫度測(cè)量、二次網(wǎng)供回水溫度測(cè)量、二次網(wǎng)回水支管溫度測(cè)量; 壓力變送器測(cè)量對(duì)象( 安裝地點(diǎn)) 為一次網(wǎng)供回水壓力測(cè)量、二次網(wǎng)供回水壓力測(cè)量; 液位變送器測(cè)量對(duì)象( 安裝地點(diǎn)) 為軟水箱液位測(cè)量; 電動(dòng)調(diào)節(jié)閥測(cè)量對(duì)象( 安裝地點(diǎn)) 為一次網(wǎng)回水管流量調(diào)節(jié); 流量計(jì)測(cè)量對(duì)象( 安裝地點(diǎn)) 為一次網(wǎng)回水管流量測(cè)量; 水表測(cè)量對(duì)象為補(bǔ)水流量測(cè)量，其安裝地點(diǎn)為補(bǔ)水泵進(jìn)水管。特別說明，流量計(jì)和水表的安裝必須保證儀表前后為直管段，且安裝位置為“前 10 后 5”，直管段上不允許安裝其它儀表和管件。
(3) 自控系統(tǒng)。HART475手操器自動(dòng)控制的基本原理是隨著熱用戶的溫度和回水壓力的變化自動(dòng)控制調(diào)節(jié)閥的開度以及補(bǔ)水泵的啟停，同時(shí)實(shí)現(xiàn)恒溫恒壓的控制要求。①二次網(wǎng)回水溫度的控制。根據(jù)當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件和供暖對(duì)象的特點(diǎn)，室外溫度、自然時(shí)間和二次網(wǎng)回水溫度之間的相應(yīng)曲線，根據(jù)該曲線自動(dòng)設(shè)定回水溫度; 根據(jù)水溫設(shè)定進(jìn)行恒溫控制。其主要功能是通過分析二次加熱系統(tǒng)的溫度來計(jì)算#佳回水溫度。二次網(wǎng)回水溫度接近其設(shè)定值，以確保在供暖系統(tǒng)滿足用戶需求的前提下的#佳工作狀態(tài)。②循環(huán)泵控制。循環(huán)泵的數(shù)量和大小由回水溫度設(shè)定值和二次回水溫度之差決定。HART475手操器 PLC 系統(tǒng)通過測(cè)量二次網(wǎng)供回水溫差來對(duì)循環(huán)泵進(jìn)行修正，當(dāng)二網(wǎng)供回水溫差偏大時(shí)，則需提高循環(huán)泵轉(zhuǎn)速，加大二網(wǎng)流量，提高二網(wǎng)回水溫度，改善供熱效果; 當(dāng)二網(wǎng)供回水溫差過小時(shí)，需適當(dāng)降低循環(huán)泵轉(zhuǎn)速，減小二次網(wǎng)的流量，實(shí)現(xiàn)小流量大溫差的運(yùn)行模式。這種調(diào)整可以起到節(jié)約電能及熱能的效果。③補(bǔ)水定壓控制。補(bǔ)水泵定壓根據(jù)二次網(wǎng)回水壓力 PLC 控制補(bǔ)水泵的啟停，通過將二次網(wǎng)上的壓力變送器的反饋值與內(nèi)部設(shè)定值進(jìn)行比較。出口壓力始終保持在設(shè)定值附近，避免了由于水壓過大導(dǎo)致管網(wǎng)破裂的風(fēng)險(xiǎn)。減少設(shè)備損耗并延長(zhǎng)使用壽命，減少停機(jī)頻率，使HART475手操器設(shè)備供熱過程在一定條件下穩(wěn)定運(yùn)行。
(4) 通訊系統(tǒng)。HART475手操器通訊系統(tǒng)采用光纖通訊方式，利用控制柜中光纖連接HART475手操器與調(diào)度中心數(shù)據(jù)傳輸，接收調(diào)度中心控制指令，已達(dá)到遠(yuǎn)程控制的目的。
3 自動(dòng)化控制的優(yōu)勢(shì)
(1) 有利于及時(shí)了解和掌握熱源和熱網(wǎng)的參數(shù)和運(yùn)行條件，可以在調(diào)度中心隨時(shí)監(jiān)控和調(diào)節(jié)HART475手操器各個(gè)系統(tǒng)的溫度、壓力、流量和熱量，精準(zhǔn)的分析處理大量數(shù)據(jù)，以便于管理。
(2) 有利于節(jié)能降耗。一方面是調(diào)整熱網(wǎng)參數(shù)，減少水力不平衡、冷熱不均; 另一方面是匹配熱量、按需供熱。在采暖季里，室外參數(shù)是變化的，由于建筑的節(jié)能性造成在供熱時(shí)反映在溫度上的滯后性以及按人的作息規(guī)律如何實(shí)現(xiàn)人性化供熱等均對(duì)按需供熱提出新的要求。
(3) 有利于降低安全事故發(fā)生。一方面運(yùn)行人員根據(jù)HART475手操器運(yùn)行情況對(duì)每一個(gè)參數(shù)進(jìn)行報(bào)警參數(shù)定義，當(dāng)某一參數(shù)超出設(shè)定值，系統(tǒng)自動(dòng)報(bào)警。一方面針對(duì)地下室HART475手操器實(shí)現(xiàn)無人值守，可以有效降低安全事故人員傷害發(fā)生。
4 結(jié)語(yǔ)
在HART475手操器采用自動(dòng)控制系統(tǒng)，方便可靠，提高供熱質(zhì)量，保障系統(tǒng)安全性、穩(wěn)定性。觸摸屏使控制過程智能，直觀，易于操作和維護(hù)。HART475手操器自動(dòng)化控制系統(tǒng)的應(yīng)用，徹底改善了過去采用人工調(diào)節(jié)方法，有效地解決了不平衡現(xiàn)象。
