锡林浩特集中供热系统解析

2014-10-21孟志强

电子世界 2014年12期

关键词：波特率环网

孟志强

【摘要】本文主要介绍了锡林浩特集中供热系统的控制系统、通訊方式、监控布局、设备选型等几个方面的内容，以供有关设计人员参考，并共同学习。

【关键词】环网；TCP/IP协议；波特率；带宽

前言

锡林浩特市地处内陆偏远地区，气候干燥寒冷，采暖期要比我国北方大部分地区长2～3个月。集中供暖对于这座城市意义深远。2012年我们成建了此地区部分集中供热管网的建设，但覆盖面积达到了全市的2/3多。直至今日，项目运行稳定，效果显著。

一、项目简介

锡林浩特集中供热换热站系统共19个分站，1个主站。分站设置触摸屏，并采用无人职守方式，同时在分站设置监控。分站与主站通过光纤环网连接，系统稳定、节省资源。

二、换热站自控系统构成

针对锡林浩特集中供暖情况，对于各个换热站，统一增加自控仪表、PLC及变频设备。

自控系统利用TCP/IP协议，借助光纤环网将换热站的控制智能化，实现一次热网平衡，最终达到换热站节能运行、无人职守、集中监控的目的。

换热站自控系统按控制回路分，则可分为：

一次网流量控制回路、二次网循环控制回路、二次网定压补水回路。

在换热站自控系统中，一次网流量控制回路主要通过调节一次回水调节阀来实现。

二次网的调节回路则是通过调节二次网循环泵来实现。二次网定压补水是通过补水泵实现。

1.一次网回路控制

换热站的一次网回路控制，主要是热负荷控制。通过控制调节一次网回路上的电动调节阀，来调节流过换热站的一次热水的流量。

在换热站控制系统中，根据目前室外温度情况，参考一次网供回水温度及各换热站反馈的二次网运行数据，计算出各换热站一次网控制阀门的开度指令或二次网目标控制温度，从而实现全热网的热资源均匀分配。

2.二次网循环泵控制

传统换热站系统循环泵通常采用工频泵，循环泵选定后，换热站二次网的流量无法进行调整，从而造成换热站系统无法根据室外温度及实际供热需求来调整，造成热力及电力资源的浪费。而且大功率的工频泵在起停时会对电网造成冲击。

换热站控制系统根据各系统的实际情况，设定一个供回水压差目标值。设定此供回水压差值以满足二次管网的供暖水循环。在此基础上，换热站PLC系统通过测量二次网供回水温差来对循环泵进行修正。当二网供回水温差偏大时，则需提高循环泵转速，加大二网流量，提高二网回水温度，改善供热效果；当二网供回水温差过小时，需适当降低循环泵转速，减小二次网的流量，实现小流量大温差的运行模式。

这种调整可以起到节约电能及热能的效果，在大型热网中，这种节能手段就能取得可观的效果。

3.二次网定压补水控制

二次网的补水控制采用的是定压控制，随着城市集中供热的发展，系统的热负荷越来越大，换热站系统所带的供暖面积都比较大，并且供热网条件不一，二网系统的水力损失较大。

严重的水力损失使得二次网的补水系统压力加大，补水频繁。而传统的工频补水泵的频繁起停，容易造成二次管网压力的波动。

在热负荷较大的系统中，我们建议采用补水泵变频控制，对补水系统进行精确的微调。当系统失水时，二网压力下降，系统会通过变频器控制补水泵以一定的转速进行补水，补水泵的转速根据当前压力与目标压力的差值均匀调整，从而避免补水泵在启动和停止时对二次网系统的冲击。

在换热站中使用变频器及可编程控制器，充分发挥变频器的调速和节能的优点及可编程控制器配置灵活、控制可靠、编程方便的优点，使整个系统的稳定性有了可靠保障

三、通讯方式

锡林浩特集中供热自动控制系统包括换热站19座，每座换热站设置一台PLC-200控制器，主站为PLC-300控制器并放置在集中供热主控室内，并为各个分站配备合理的上位机，并通过光纤接受19座换热站上传的信号，在上位机实现远程调控功能。

方案初期我们也考虑过无线通讯的方式，但经过实地考察后看到了很多潜在的问题。比如城市建设网络覆盖面不够；有些特殊地区信号屏蔽（例如安防、监狱场所）；通讯网络混杂，信号易受干扰；专用无限网络价格高昂等制约因素。

综合考虑，我们最终选取了沿工艺管道敷设光纤的方式，这样即提高了网段的可靠性，也节约了因租用专用网络所带来的高成本。

四、换热站监控布局

由于换热站无人看守，所以必须在各个基站布置摄象机，采集图象信息，供管理人员参考。图象采集信息量大，传输距离远，全程长达10多公里，这就要求监控布局合理并且适当优化，得到业主最满意的性价比。