PLC技术与换热站的结合应用分析

陈小川 王素军 段晓伟

摘要：我国幅员辽阔，国土所跨经纬度极为广阔。在我国北方地区的冬季较为寒冷，需要依靠供暖系统来满足人们日常生活的需要。为确保供暖稳定，保障人民生活质量。换热站的运行状态起到了至关重要的作用。本文介绍应用PLC技术与换热站系统控制的结合应用，为实现供暖系统的高精度、自动化运行控制提供可参考的思路。

关键词：PLC技术;换热站;供暖系统;应用分析

一、供暖系统中换热站的组成及作用分析

我国于上世纪50年代左右开始大力发展城市化建设，并对城镇逐步推行集体供暖的方式。集中供暖的方式有效解决了北方冬季较寒冷的环境问题，集体供热无论从供暖效率、资源节约还是环境保护方面都比个户烧柴、烧煤的取暖的方式有了很大的提升。集体供暖系统中需要建立换热站来保障供暖的效率和质量。换热站由管网、控制系统、补水系统等等设备组成，对供热过程的温度、压力、流量等等信号数据进行采集监控。从而确保供热系统的正常运转，并可以根据外界环境气温来调节二次管网的回水温度和压力进而控制供暖温度。通过这种方式来调节用户的室内温度与外界环境气温的差值补偿，为用户提供舒适生活环境的同时还可以减少不必要的能源浪费。由此可见，换热站在供热系统的控制与调节等方面发挥着重要的作用，是系統中不可或缺的组成部分。通过引进现代数字化控制技术来提升换热站控制的精度和自动化具有非常重要的现实意义。

二、PLC技术功能介绍

PLC，即可编程逻辑控制器。应用PLC控制器进行对城镇供能系统中的换热站进行控制具有很大的优势特点。作为换热站的重要组成部分，控制器在供热管网、换水系统、控温系统的操控过程尤为重要。PLC控制器的特点就在于能够进行编程程序，因其功能的便捷与高效而被广泛应用于多个行业领域。可编辑逻辑控制器通常由两方面组成，第一是控制系统。控制系统通过I/O模块、CPU模块等进行组成，针对供热系统中的压力、温度等方面的参数进行设置同时可以进行数据采集、监督控制。通过衔接不同作用的信息处理执行终端来对供热状态进行控制。可编辑逻辑控制器的第二部分主要由显示器和操作系统组成。对于PLC程序复杂，功能较多的控制系统而言，更需要智能化的操作方式。通过液晶屏幕可以实现多参数数据在线监测、多画面切换的形式来查看不同参数的实时状态。并且应用触控、按键操作等方式来对给控制器下达信息指令，调节供暖系统的参数来确保供暖设备的稳定运行。

通过PLC技术与设备的应用，换热站将进一步提升现代化的水平，更有利于适应当今时代发展的需要。通过对PLC控制器的应用与开发，在旧有的功能基础上又新增加了更多的功能。具备更加智能化的数据采集、处理系统，在不干扰体系运行的前提下，可以实现对换热站的参数信息进行备份、运算处理、数据存储与输出、参数异常报警等等功能。能够以更高的独立性对内环封闭系统的功能进行监察、控制。无论在稳定性、安全性方面还是能源节约方面通过PLC技术的应用可以将其提升到更高的水准。

三、PLC技术与换热站的应用分析

（一）换热站自动控制系统的建立

在供暖体系运行过程中存在着许多复杂的影响因素，因此换热站的控制需要覆盖很多的方面，需要建立起更为精准的自动控制系统。按系统功能来进行分类，可以将自动控制系统分为控制柜和各个检测单元。控制柜是通过手动设置和自动设置的方式来对热网和水泵的压力、温度、流量等参数进行调节，并由远程操控的方式对供热体系中二次供水的温度和流量加以控制。从而达到精确控制供热状态，保障供热质量的目的。自动控制系统的建立基于控制器对供热站中循环泵、补水泵、热交换器、温度控制阀和系统管路阀门的准确控制。各部分设备并不是独立的，整个系统需要处于一种动态的平衡控制。智能化的PLC控制系统需要根据不同的传感器对所接收到的信号进行分析，并设定执行合适的程序控制方法。换热站的控制实际上是独立的、可以脱离上位机的监管而运转的。在不同的换热站进行独立工作时，可以通过数字化信息技术实时进行数据的高效传输。接受信息后的管理系统能够及时对数据进行汇总分析并按照参数方法回传指令信息，及时的对换热站的状态做出调整。确保各项参数在阈值之内，这样可以确保供热系统能够稳定运行。

（二）控制系统的实施方案分析

为了确保空间的独立性和隔绝性、供热过程不受干扰，换热站通常采取间接的方式与用户相连接。这种方式又被称之为局部系统或者热力网的关联式连接。特点是供热循环水热网与用户内部的取暖循环水设备之间仅仅进行热量交换。首先确保换热站进行循环水供热的温度处于一个较为稳定的状态，然后通过热交换器的阀门对换热器的供暖量进行远程控制。具体方式为通过操作系统进行设置预计的温度值，同时将传感器检测后所回传的数据作为反馈值。然后根据两者的差异通过调节热交换器的阀门将供水温度控制在预计的范围。现如今的换热站都会采取二次供暖水循环系统来进一步提升供热质量。在考量当地气温条件后，设定好理想的供热温度。二次供水在一次供水的基础上进一步通过PID算法和阀门控制来保障二次循环供水的温度符合既定要求。

供热过程需要考量一次、二次供热循环水的流量状态。因为外界环境温度的动态变化，PLC控制系统需要对供暖量进行实时调整。在实际运行的过程往往只需要按照昼夜温差进行分时段温度设定。通过控制循环水泵的运作功率进行温度调节。当白天气温较高时，循环水泵的水流量将被降低，供暖效率也随之降低。而到了傍晚夜间，气温逐渐降低至低于设定温度时，循环水泵开始加大运行功率来补偿供暖温度与外界温度的差值，使用户得到舒适满意的取暖效果。

为确保供暖循环水的流量和压力在合理范围内，在供暖体系的运行过程时常需要进行补水作业。通过将传感器反馈的回水压力值信号传输到PLC控制系统，PLC系统会按照既定的程序流程开始逻辑运算，将反馈值与设定值进行比较。如果反馈的压力信号值未能达到设定标准，PLC系统将会给补水泵发出信号指令，补水泵将开始运转进行补水。在此过程PLC系统也会持续收集压力值反馈信号，直到实际压力值能够达到既定压力标准后PLC会迅速做出判断，指示补水泵停止作业。与此同时还会关注补水箱的水位变化，并根据情况判断是否需要进行低水位保护预警。

通过上述分析可知，PLC技术与供暖换热站的结合与应用具有重要现实意义。通过PLC技术的日趋完备与智能化，其功能的多样化和便捷性为换热站保障供暖提供了强有力的技术支持。应用PLC技术后，能够对换热站的不同参数指标进行实时监控、数据采集。并根据反馈的信号及时作出逻辑判断、输出相应控制指令。PLC技术很好的将换热站各部分进行串联，形成智能化、自动化的控制体系。为保障民生供暖作出巨大的贡献。

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