热力网调度监控的设计

杨　显，杨步君

(1.煤炭工业太原设计研究院，山西 太原 030001；2.佳木斯大学，黑龙江 佳木斯 154007))



热力网调度监控的设计

杨显1，杨步君2

(1.煤炭工业太原设计研究院，山西 太原 030001；2.佳木斯大学，黑龙江 佳木斯 154007))

摘要：针对曹村矿区一级换热站系统进行设计，系统基于对循环系统和水处理系统工艺参数、电气参数和设备运行状态进行监测、控制，借助调度中心和各换热系统间一系列通讯链，满足整个热网调度所必需的监视和管理作用要求。

关键词：热力网；调度；监测控制

1换热站系统的组成

热力站系统由：一次网系统、二次网系统、恒压补水系统和热计量系统组成。通过对换热站工艺参数、电气参数和设备运行状态进行监测、控制、联锁，在监控值班中心实现对换热系统的数据采集、数据通讯、顺序控制、时间控制、回路调节及上位监视和管理。

图1　热力站系统图

2控制系统

为了保证生产过程安全可靠和生产的连续性，提高自动化控制水平，并适应整个工艺需要，采用PLC作为自动化控制系统控制器，实现对整个换热站工艺参数、电气参数和设备运行状态进行监测、控制、连锁和报警以及报表打印功能。

系统物理架构如图2。

图2　热力站控制系统图

2.1控制系统组成

1) 中心监控站：为值班人员提供系统的全面监控功能的数据的平台，应完成的功能为用户登录、实时工艺流程图显示(包括主管网监控画面、一次管网监测画面、二次管网监测画面、监测与参数设定、实时和历史报警画面)、报警显示、实时曲线、历史曲线、参数设置、事件记录、报表处理、数据发布。

2) 一次侧循环系统：远传流量表等与远程控制相关的控制类设备；

3) 补水系统：包括电磁阀、补水箱液位传感器等与控制相关设备；

4) 远传仪表：除换热机组外的压力传感器、温度传感器等；

5) 板式换热机组控制系统：包括循环水泵变频器、补水泵变频器、可编程控制器等。

2.2系统控制方式

系统控制方式设计为现场设备就地手动控制、控制系统远程手动控制、控制系统远程自动控制三种控制方式。

2.3控制策略

1) 一次网控制：一次网系统硬件主要由一次供水电动调节阀、一次回水流量传感器、一次供回水温度传感器、压力传感器组成。

一次网供热量的调节控制由PID控制器来实现的。控制器根据用户直接设定的二次网供水温度设定值指令一次网的电动调节阀动作。通过调节电动阀的开度，控制一次网流量变化量。再由流量的变化调节用户的供热量。

2) 二次网控制：对于二次网控制系统的功能，主要是通过人工设定循环泵变频器频率或根据二次网供回水压差调节循环泵变频器的方式，对二次网的流量和供热量等进行调节控制。

3) 自动补水控制：补水系统由补水泵、水箱、水箱液位计、给水电磁阀等设备组成。系统应实现根据水位的自动补水控制。

4) 故障检测：故障检测包括补水箱缺水或溢出、补水泵故障停泵、循环泵故障停泵、变频器故障、系统安全故障报警、各传感器、变送器断线、通讯中断等。

5) 连接与采集：通过PLC输入模块连接智能仪表、板卡变频器等自动化设备进行输入量的采集，通过输出模块去控制相应设备的工艺过程、电气设备；通讯方式为串口通讯方式+以太网方式。采集的主要工艺参数有：液位、流量、压力、温度、电压、电流、功率等。

6) 参数设置：所有可以进行调整的参数具备在线调整功能。每个参数规定调整的上下限值，如果操作员选择了限值以外的数值，系统禁止接受并予以提示，所有参数的变化存储在PLC中。具有权限的用户才能对参数设定值进行修改。

图3　参数设置界面

3结束语

热力网调度系统自动化控制程度较高，系统远程控制关系着整套系统的运行安全。通过热力网系统的设计研究，为热力网调度提供一种相对完善的监测监控方法。

The Design of Monitoring and Dispatching System for Heat-supply Networks

Yang Xian1, Yang Bujun2

(1.TaiyuanDesignResearchInstituteforCoolIndustry,TaiyuanShanxi030001,China;2.JiamusiUniversity,JiamusiHeilongjiang154007,China)

Abstract:The paper mainly designs the primary heat exchanger station system for Cao Village mining area. Based on the monitoring and control on the process parameters, electrical parameters and equipment running status of the circulatory system and water treatment systems, the system can meet the requirements of the whole network scheduling monitoring and management through scheduling a series of communication chain between control center and each heat exchange system.

Key words:heat-supply networks; dispatching; monitoring and control

收稿日期：2016-04-05

作者简介：杨显(1964- )，男，山西怀仁人，工程师，研究方向：工业控制自动化。

文章编号：1674- 4578(2016)03- 0049- 02

中图分类号：TM734；TP277；TM73

文献标识码：A