北方地区供热用户端毕业论文

1、北方地区供热用户端目录 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _RefHeading_Toc263950499 1绪论1 HYPERLINK l _RefHeading_Toc263950500 2 供热用户端的动态平衡罐的简要介绍3 HYPERLINK l _RefHeading_Toc263950501 2.1 传统的用户端热力入口模型3 HYPERLINK l _RefHeading_Toc263950502 2.1.1 用户端热力入口的定义3 HYPERLINK l _RefHeading_Toc263950503 2.1.2 用户端热力入口处的一般连接形式3 HYP

2、ERLINK l _RefHeading_Toc263950504 2.2 传统的用户端热力入口优缺点3 HYPERLINK l _RefHeading_Toc263950505 2.2.1 优点3 HYPERLINK l _RefHeading_Toc263950506 2.2.2 缺点3 HYPERLINK l _RefHeading_Toc263950507 2.3 问题的预解决方案之孚德节能工程的“FD动态平衡罐”4 HYPERLINK l _RefHeading_Toc263950508 2.3.1 FD动态平衡罐简介4 HYPERLINK l _RefHeading_Toc2639

3、50509 2.3.2 FD动态平衡罐实验台模型与实验数据测定表5 HYPERLINK l _RefHeading_Toc263950510 2.3.3 FD动态平衡罐的控制器模型7 HYPERLINK l _RefHeading_Toc263950511 3 动态平衡控制器硬件设计8 HYPERLINK l _RefHeading_Toc263950512 3.1 设计目标8 HYPERLINK l _RefHeading_Toc263950513 3.1.1 基本目标8 HYPERLINK l _RefHeading_Toc263950514 3.1.2 最终目标8 HYPERLINK l

4、 _RefHeading_Toc263950515 3.2 设计思路8 HYPERLINK l _RefHeading_Toc263950516 3.2.1 根据已有硬件选择相关的相应的电力器件8 HYPERLINK l _RefHeading_Toc263950517 3.2.2 控制器的选择9 HYPERLINK l _RefHeading_Toc263950518 3.2.3 仪表的选择11 HYPERLINK l _RefHeading_Toc263950519 3.2.4 各类端子的选择11 HYPERLINK l _RefHeading_Toc263950520 3.2.5 信号电

5、阻的选择12 HYPERLINK l _RefHeading_Toc263950521 3.2.6 变送器电源的选择12 HYPERLINK l _RefHeading_Toc263950522 3.2.7 报警器的选择13 HYPERLINK l _RefHeading_Toc263950523 3.2.8 信号线缆的选择13 HYPERLINK l _RefHeading_Toc263950524 3.2.9 电机动力线缆的选择14 HYPERLINK l _RefHeading_Toc263950525 3.2.10温度传感器的选择14 HYPERLINK l _RefHeading_T

6、oc263950526 3.2.11差压变送器的选择14 HYPERLINK l _RefHeading_Toc263950527 3.3 硬件设计汇总14 HYPERLINK l _RefHeading_Toc263950528 3.3.1 总体布线原则14 HYPERLINK l _RefHeading_Toc263950529 3.3.2 画图步骤15 HYPERLINK l _RefHeading_Toc263950530 4 动态平衡控制器的软件设计17 HYPERLINK l _RefHeading_Toc263950531 4.1 差压控制方案软件设计17 HYPERLINK l

7、 _RefHeading_Toc263950532 4.1.1 压差控制方案简介17 HYPERLINK l _RefHeading_Toc263950533 4.1.2 压差控制方案控制框图17 HYPERLINK l _RefHeading_Toc263950534 4.1.3 压差控制方案程序流程图17 HYPERLINK l _RefHeading_Toc263950535 4.1.4 压差控制基本程序块18 HYPERLINK l _RefHeading_Toc263950536 4.1.5 开机快速启动程序块18 HYPERLINK l _RefHeading_Toc2639505

8、37 4.1.6 低温保护程序块18 HYPERLINK l _RefHeading_Toc263950538 4.1.7报警输出与主备用泵切换程序块19 HYPERLINK l _RefHeading_Toc263950539 4.1.8 最终整合完成的程序功能块图19 HYPERLINK l _RefHeading_Toc263950540 4.1.9 最终整合完成的程序梯形图20 HYPERLINK l _RefHeading_Toc263950541 4.2 温差控制方案软件设计22 HYPERLINK l _RefHeading_Toc263950542 4.2.1 温差控制方案简介

9、22 HYPERLINK l _RefHeading_Toc263950543 4.2.2 温差控制方案控制框图22 HYPERLINK l _RefHeading_Toc263950544 4.2.3 温差控制方案程序流程图22 HYPERLINK l _RefHeading_Toc263950545 4.2.4 温差控制程序123 HYPERLINK l _RefHeading_Toc263950546 4.2.5 温差控制程序224 HYPERLINK l _RefHeading_Toc263950547 4.3 分时分温方案软件设计25 HYPERLINK l _RefHeading_

10、Toc263950548 4.3.1 分时分温控制方案简介25 HYPERLINK l _RefHeading_Toc263950549 4.3.2 分时分温控制框图25 HYPERLINK l _RefHeading_Toc263950550 4.3.3 分时分温控制方案程序流程图25 HYPERLINK l _RefHeading_Toc263950551 4.3.4 分时分温控制程序26 HYPERLINK l _RefHeading_Toc263950552 4.3.5 分时分温控制预期效果图27 HYPERLINK l _RefHeading_Toc263950553 5 动态平衡控

11、制器的现场应用与实验数据测定29 HYPERLINK l _RefHeading_Toc263950554 5.1 应用现场详情29 HYPERLINK l _RefHeading_Toc263950555 5.1.1 应用现场位置与供暖情况简介29 HYPERLINK l _RefHeading_Toc263950556 5.2 实验楼栋详情29 HYPERLINK l _RefHeading_Toc263950557 5.2.1 实验楼栋简介29 HYPERLINK l _RefHeading_Toc263950558 5.2.2 实验楼栋热力管网图29 HYPERLINK l _RefH

12、eading_Toc263950559 5.2.3 实验楼栋户型图29 HYPERLINK l _RefHeading_Toc263950560 5.2.4 实验楼栋控制箱现场安装接线图30 HYPERLINK l _RefHeading_Toc263950561 5.3 压差控制现场实验与其测定30 HYPERLINK l _RefHeading_Toc263950562 5.3.1 现场压差控制方案简介30 HYPERLINK l _RefHeading_Toc263950563 5.3.2 现场压差控制测试方案30 HYPERLINK l _RefHeading_Toc263950564

13、 5.4 压差控制现场实验与其测定数据记录30 HYPERLINK l _RefHeading_Toc263950565 5.4.1 关闭程序，全开用户数据测定表30 HYPERLINK l _RefHeading_Toc263950566 5.4.2 关闭程序，关闭25%用户数据测定表31 HYPERLINK l _RefHeading_Toc263950567 5.4.3 关闭程序，关闭50%用户数据测定表32 HYPERLINK l _RefHeading_Toc263950568 5.4.4 启动程序，全开用户数据测定表33 HYPERLINK l _RefHeading_Toc263

14、950569 5.4.5 启动程序，关闭25%用户数据测定表33 HYPERLINK l _RefHeading_Toc263950570 5.4.6 启动程序，关闭50%用户数据测定表34 HYPERLINK l _RefHeading_Toc263950571 5.5 测试数据汇总分析35 HYPERLINK l _RefHeading_Toc263950572 5.5.1 一单元变工况流量关系图35 HYPERLINK l _RefHeading_Toc263950573 5.5.2 从一单元变工况流量关系图上得出的结论35 HYPERLINK l _RefHeading_Toc2639

15、50574 5.6 压差实验总结35 HYPERLINK l _RefHeading_Toc263950575 6 结论36 HYPERLINK l _RefHeading_Toc263950576 致37 HYPERLINK l _RefHeading_Toc263950577 参考文献381导言在我国北方城市，每年冬天，由于天气寒冷，需要给建筑物供暖。过去由于集中程度低，城市的供暖一般都是小锅炉的形式。这种形式是分散的、集中的，能源利用率极低。烟气未经处理直接排入大气，造成严重的能源浪费和环境污染。而且管理分散，供暖质量自然得不到保证。为了改变这种状况，国家实行了集中供热制度，拆除小锅炉，

16、实行集中供热模式，既提高了供热质量，降低了能耗，又净化了排烟，减少了排烟对大气的污染，改善了城市环境，取得了良好的效果。但这种集中供暖方式是大面积供暖方式，不可避免的会出现锅炉房远近端的问题，近端供暖温度高。同时会出现远端温度低等一系列问题，也会出现水力失调。由于目前按照面积法收费，很多用户会因为供热质量达不到要求而与供热公司产生矛盾。为了解决以上问题，更重要的是解决节能问题。基于东方节能项目中动态平衡水箱的平衡效果，通过动态平衡调节来控制供热。随着国家对节能减排支持力度的不断加大，对节能率的要求也逐渐提高。中华人民共和国节约能源法第三章第三节题为“建筑节能”的第三十八条规定:“国家采取措施，

17、对实行集中供热的建筑，实行分户供热计量收费制度。新建建筑或者既有建筑节能时，应当按照规定安装热计量装置、室温控制装置和供热系统控制装置。”所以这个装置的作用不仅仅是解决供暖的热平衡和水平衡，还要尽可能的节约能耗，达到节能减排的目的。根据建设部规定，为降低能耗，2000年应逐步实施“住宅集中供热系统分户热计量和热计量收费制度”。至此，“统一收费，用户分摊”，将集中供热视为一种公共使用的习惯被打破。为了实现供暖系统按实际热量计量收费，用户必须能够自行调节室温，满足自己的用热需求，并尽可能不影响其他用户的供暖条件。这是供暖系统按热量计量收费的基础，即房间供暖系统必须具备计量功能。供热系统实行分户热计

18、量收费有四大优势。(1)通过在热用户中安装温控阀等调节装置，便于系统运行管理，达到节能的目的；(2)通过系统和用户的自我调节，可以更好地满足广大热用户对热舒适性的要求；(3)解决了垂直单管顺流供热方式的垂直不平衡问题。(4)通过安装热计量装置，达到分户热计量收费的目的。和可调节性。随着热计量收费的实施和普及，也出现了一系列问题。按照过去传统的供暖收费形式，按面积收费，不考虑供暖质量，大面积多收费，小面积少收费，这样不管用多少热，用户交的费用都是一样的，不仅没有提高用户的节能意识，反而提高了用户的能源浪费意识。“反正你交了钱，就可以更经常的用。房子热了，你就开着窗户，从来不关小阀门。”所以，当你

19、实行热计量收费时，你要按照尽管热计量收费很好，但很多相关问题也应运而生:问题一:热计量收费需要配热量表。热量表通过测量供回水的温度来匹配热媒的流量，然后通过一个积分仪对相应的热量进行积分。由于正热量表需要三个传感器来采集热量，而且热电阻热惯性大，热集成的可靠性不高。问题二:供暖阀门关闭后，流量值变为零，热量没有增值。原则上，用户可以避免支付相应的费用。但实际上，由于供热管网是一个恒流量系统，部分用户的关闭必然导致其他用户流量和供热成本的增加，这在一定程度上是不公平的，抑制了按热计量收费的进程。当然，用户行为的节能是无法进行的。问题三:假设用户端采用变流量运行，传统的管网结构势必造成建筑间水力失

20、调，造成严重后果。2热用户动态平衡水箱简介2.1用户端传统热入口模式2.1.1用户端热入口的定义从换热站供应的热媒通过管道输送到用户供热场所的接口称为用户热入口。如图2-1所示:图2-1用户端的热入口2.1.2用户端热入口的一般连接形式用户热入口处的半连接形式主要有:直接连接、间接连接、与射水器直接连接、与混水泵直接连接。如图2-2所示:图2-2几种常见的连接形式2.2传统客户端热入口的优缺点2.2.1优势传统的热入口连接方式简单，容易实现，应用广泛，故障率低，维护方便。缺点传统的热力入口连接方式对管网的依赖性很强，需要一定的压头，对管网的水力平衡和热平衡影响很大。管网工况的变化可能会造成严重

21、的水力失调，影响正常供热。由于管道的存在，必然存在管道沿线损失和管道局部损失。这两种损失都是不可避免的，并且会随着管网的运行而逐渐增加。损耗的存在必然会降低管网的压力水头，相应地也会降低用户的资金压力水头。由于水力条件不稳定，容易形成积水，表现在以下几点。(1)当管网的资源压头小于用户的需求压头时，用户处的流量会减少，严重时会形成积水，严重时会影响供热质量。(2)各种损耗的存在和增加，会增加水泵的负荷，降低电气设备的寿命，增加电能的消耗。(3)用户的调节会直接影响水力条件的变化，造成局部过冷和局部过热，严重影响供热质量。2.3富德节能项目“FD动平衡槽”问题预解决方案2 . 3 . 1 FD动

22、平衡槽介绍FD平衡罐又称“单管多流动态平衡罐”原理，是在旁通管的基础上发展起来的适用于水力平衡调节的装置。分为入口侧和出口侧，分别与供热主管网和用户管网连接。如图2-3所示:图2-3几种常见的连接形式理论上，一次侧流量的变化和二次侧流量的变化互不影响。实际实验验证与理论基本一致，控制在允许偏差范围内。这个特性为水力平衡提供了很好的硬件保证，也为热平衡和节能提供了保证。由于一次侧和二次侧在效果上是独立的，二次侧在传热传质上也不是独立的，所以一次侧送来的热媒和二次侧送来的热媒可以进行对流换热，既能保证良好的换热，又互不影响，对加热非常有利。二次侧的循环功率可以在供热主管网提供的较小压头下满足要求，

23、从而大大降低了循环水泵对用户侧的依赖，降低了循环水泵的功耗和一次管网的压力损失。因为二次侧在水箱处被旁路，所以需要合适的循环水泵提供循环动力，这个循环水泵可以通过变频调节加热能力。调节可以直接影响供热的质量和节能，所以适当控制二次侧循环水泵的运行是画龙点睛之笔。为此，介绍了动平衡控制模型。如图2-4所示，在二次侧供水循环泵上增加程控箱，调节循环泵的频率，以达到节能和保证供热质量的目的。2.3.2 FD动平衡槽试验台模型及实验数据测量表图2-4 FD动平衡控制试验台表2-1 FD动平衡试验台数据测量表从数据表中可以看出，实验模拟的一次侧和二次侧流量之间的影响率大部分可以控制在2%以内，以满足现场

24、工况的要求，为进一步的改进打下坚实的基础。2 . 3 . 3 FD动平衡槽控制器型号图2-5控制器模型综上所述，本次毕业论文的重点是平衡控制器的设计，不同要求的控制程序的编写，以及程序的验证和后期改进。3动平衡控制器的硬件设计3.1设计目标基本目标动平衡控制器的基本目标是实现循环水泵的变频调节。最终目标控制器通过对温度、压差、频率信号的采样，实现循环水泵的变频调节，达到按需供热、节能减排的目的。3.2设计理念3.2.1根据现有硬件，选择相应的相关电源设备。根据水泵的类型选择变频器的类型。选择的原则是根据水泵的额定电压和频率来选择变频器的类型。比如水泵功率为1.5Kw，三相，380V，50Hz时

25、，可以选择1.5Kw，三相，380V，矢量变频器的类型。比如我选择微能的VB系列变频器。变频器选定后，需要根据电流最小的原则选择相应的空气开关。一般是根据最小电流值，选择与之接近的电流数字值，确定空气开关的类型，然后选择是C型还是D型空气开关，其中C型空气开关主要针对阻性负载(如电灯)，D型空气开关针对感性负载(如电机)。比如1.5Kw逆变器的可以选择电流为5安培的，电机为感性负载。因此，应选择D型，综合可用的空气开关型号为D5。选择空气开关时，应选择相应的交流接触器。选择原理与空气开关类似，只是增加了封装电压的选择。当有220 V和380V两种选择时，由于交流接触器是由LOGO控制的，所以应

26、选择与LOGO输出接点相匹配的电压作为封装电压。这里选择220V。考虑到交流接触驱动电机在工频下运行，应采取一定的保护措施。这里选用热继电器作为保护的原器件，热继电器的选择原则也是基于水泵的参数。有一点需要注意的是，热继电器的外形要和选择的交流接触器装配好，否则要重新选择。选定后，我们应该画出它们之间的初步连接图。为后续电路图的绘制打下基础，绘制时要按照工程表示法连接器件，使图纸清晰明了。绘图前要先画出相应的草图，然后再画标准工程图。一边画，一边检查错误，然后思考图纸的改进和简洁。电源部分的接线图如图3-1所示:图3-1电源部分电路图控制器的选择控制器的简单描述就是对输入信号进行采集，分析判断

27、，然后输出相应的控制信号，达到相应的控制目的。因此，应按如下方式选择控制器:首先要了解控制的工艺流程，对工艺流程的了解程度直接关系到控制器选型是否恰当，控制效果是否符合要求。其次，考虑到现场的干扰条件，特别是在有变频器的地方，PLC应该有很强的抗干扰能力，所以在选择控制器时，控制器应该有很强的抗干扰能力。再次，根据输入输出信号的类型和数量合理选择控制器。例如，输入信号包括模拟输入和数字输入，模拟输入分为电压型和电流型。信号包括模拟输出、数字输出和开关输出，其中模拟输出又可分为电压型和电流型。由于输入输出信号的类型和数量直接影响控制器的价格，因此在选择控制器时应考虑更经济合理的型号。根据以上原则

28、，可以选择平衡罐控制器的型号。在此过程中，需要采集两个温度信号(模拟)或一个差压信号(模拟)来采集变频器的频率信号(模拟)和报警信号(数字)，然后控制变频器的加减速(开关量)和主辅泵的切换(开关量)来匹配报警输出(开关量)。因此，至少应该有三个模拟信号输入端口和一个数字信号输入端口，然后是四个开关信号输出端口。然后，由于控制器控制变频器，而变频器会产生高次谐波，对信号有很大的干扰，所以需要控制器有很强的抗干扰能力。然后评估控制器的性价比。不行，最后选西门子的LOGO！2/24RC控制器。如图3-2所示:图3-2标识控制器面板图从图3-2可以看出，LOGO控制器有8个输入端口和4个输出端口，其中

29、端口I1I8可以作为数字输入端口，可以输入24V的数字电压。其中，I1、I2、i7和I8也可用作模拟输入，其中I1 = AI3，I1 = AI4，I1 = AI1，I1 = AI2。即如果作为模拟输入，不能同时作为数字输入，那么输入信号就是010V模拟。Q1Q4是交换机输出端口，四个端口都是常开(NO)。L+和m口是电源输入口，由于LOGO是24V恒压电源，L+接24v+，m接24V-。选中LOGO后，要选择电源。原则上可以选择24V开关电源。考虑到稳定的开关电源对系统稳定性的重要性，这里选用西门子PLC24V电源。从图3-3可以看出，该开关电源的输入为AC100-240V宽电源输入。能适应较

30、宽的电压范围，抗电压波动能力强，非常适合对工况稳定性要求严格的场合。输出DC电压可以在一定范围内调节，调节后可以稳定输出所需的DC电压。图中L+和N接交流电源，+是DC输出的正极，-是DC输出的负极，有两种输出方式。它可以通过直接和适当的电线连接到PLC。仪器的选择该仪器主要有两个用途:一是显示测量数据，二是提供24V电源。现在很多仪器的信号类型输入范围都很广。所以仪器的选择重点是抗干扰能力强、稳定性好的品牌，其次是24V电源的。一般仪器的很多功能都是可选的，相应的价格也高。一般来说，可选功能包括继电器输出、变速器输出等。，但是多一个功能价格也更高。所以在选择了必要的功能模块后，要尽量简化和扩

31、展功能。所以根据以上原则，我选择上润公司的WP-C403-01-23-HL-P仪器。具有宽信号输入，24V馈电输出，无传输功能，无报警输出功能。如图3-4所示:图3-4 WP-C403-01-23-HL-P仪器如图3-4所示，尚润的这个仪器前面有一个红色的LED显示屏，可以显示相关的工艺参数。旁边有四个按钮，分别是设置按钮、向上按钮、向下按钮和复位按钮。相关的调整在手册里有详细的描述，这里就不详细解释了。背面共有16个端子，其中1、2端子为交流电源输入的电源端子，3、4、5、6为继电器输出端子，7、8为24V馈电输出端子，9、10为传输输出端子，11为接地端子，13、14、16分别为。3.2.

32、4各类终端的选择配电箱内各种端子必不可少，这也为配电箱内的接线提供了极大的便利。同时箱内布线可以整齐美观，改装方便。常见的端子有接线端子、接地端子、安全端子等。他们的型号主要是根据电流来确定的。接地端子与箱体上的导轨连接，可以将需要公共接地的设备连接在一起，保持统一的电压基准。端子可以方便地连接两根或多根导线，同时也方便调试时检查线路。保险端子一般用在需要交流电源的设备中，起到过流保护的作用。它通过安装保险管来起到保险的作用。不同的设备可以选择不同电流的保险。端子板主要用于连接两根或多根导线，方便接线、换接、测试等操作，为控制箱的接线提供了极大的方便。安全端子设计用于保护高压电路。通过在安全端

33、子中安装不同电流等级的安全管，可以保护不同的电气设备，同时方便更换安全管。同时，安全管对控制箱的调节也起到了很好的作用。一个新做的控制箱，在通电之前，很难保证控制箱的电路完全正确。如果在没有保护措施的情况下通电，可能会造成短路等事故，烧坏电。当你有了安全端子，就可以一个一个的打开电路，防止短路造成的伤害，同时也方便设备维护时检查电路。信号电阻的选择由于LOGO控制器的输入信号是10V电压信号，信号通过电流回路从现场传回控制箱，所以信号抗干扰能力强，衰减小。而控制器一般采集电压信号，所以需要进行电流-电压转换，常见的转换是将电流信号转换成电压信号。工程中的电流信号一般是420MA，所以要转换成1

34、5V的电压信号，需要250的电阻。同时，如果要转换成210V的电压信号，需要500的信号电阻。它可以通过串联两个250的电阻获得。因为仪表有15V输入档，LOGO有010V输入档，为了使仪表的显示与LOGO同步，可以串联两个电阻。考虑到信号的准确性，选用的250电阻是一种特殊的高精度低功耗电阻，可以将相应的电流信号准确地转换成电压信号。如图3-6所示:图3-6信号转换电路3.2.6变送器电源选择由图3-6可知，变送器需要使用24V DC电源，一般由仪表提供。变送器的信号随着传感器的信号从量程下限变为量程上限，其输出电流信号从4mA变为20mA。电流从0mA开始不变的原因是变送器本身有功耗，4-

35、20mA电流信号组成的电流回路抗干扰能力强。所以0-4mA的电流信号本身不代表任何测量值。考虑到信号质量将直接影响控制质量，为了保证信号稳定可靠，选择的信号电源必须稳定。理论上，电源必须是恒压源。3.2.7报警选择为了保证系统的不间断运行，在正常情况下，需要对系统设置报警值，以便在出现异常或故障时通知工作人员进行维护，最大限度地避免或减少损失。通常有两种报警:声音报警和光报警。有单独的声音报警，光报警和混合声光报警。报警器的选择取决于控制器的安装位置和具体环境。警报的形式可以根据环境的具体要求进行配置。除了报警器的类型外，还应选择报警器的供电情况。供电情况分为两种:交流供电和DC供电。现在的电

36、源主要有220V和380V，而DC的电源一般有12V和24V。根据以上原则，由于我们的控制箱一般安装在居民楼内，我们选择了灯光报警，并考虑到控制箱有24V DC电源。此外，我们需要定义报警类型，所以我们使用软报警指示，即我们使用软件输出报警输出。所以我们只需要选择一个24V的指示器作为报警器的硬件部分。如图3-7所示:图3-7报警器连接电路图信号电缆的选择由于控制箱有变频器，存在高次谐波干扰，为了保证信号的稳定性，我们需要对信号电缆进行合理的选择。此外，我们选择了屏蔽电缆，具体型号为RVVP-21.5。这样，信号的抗干扰能力大大增强。3.2.9电机电力电缆的选择由于控制箱有变频器，存在高次谐波

37、干扰，为了保证信号的稳定，需要对电机电源电缆进行合理的选择。再者，我们选择了屏蔽电缆，具体型号为RVVP-3x .其中x根据电机的功率来选择。温度传感器的选择常见的温度传感器主要有热电偶、热电阻、半导体热敏电阻等。他们各有各的特点:(1)热电阻测温精度高，稳定性好，但其主要感温器件是铂丝，铂丝是一种价格相对较高的贵金属元件。(2)热电偶广泛用于温度测量，但在高温下线性度不好。(3)半导体热敏电阻成本相对较低，适合测量低温区，灵敏度高，但稳定性差。因此，根据加热的温度一般为35120，所以我们选用了测温精度高、测温稳定性好的铂电阻，测温范围为0150。差压变送器的选择差压变送器主要用于差压控制方

38、案，可以测量供回水之间的水压差。压差信号值间接反映了管道中的流量，所以压差控制在某种程度上可以称为流量控制。在选择差压变送器时，我们可以根据水泵的扬程来确定。比如水泵的扬程是1m，就对应10kpa。比如水泵扬程5m，我们可以选择大于50kpa的差压变送器，这样就只能选择80kpa的差压变送器。差压变送器的量程输出信号也是420mA的电流信号。3.3硬件设计概述3.3.1一般接线原则在一般布线中，应注意以下原则:(1)接线应尽可能简洁，便于生产、安装、修改和节省接线材料。(2)接线时，高压部分应与低压部分分开，交流和DC部分应分开，信号线应与变频器分开一定距离。(3)接线时应考虑电力设备之间的相

39、互干扰，并尽可能将干扰降到最低。(4)接线时，信号的输入输出线应布置在控制箱的上方或下方，便于与现场总线对接。(5)接线应采用线标或不同颜色的线进行区分，便于现场调试时进行线路检查。(6)接线图应符合电气制图标准，便于生产人员制作。3.3.2绘图步骤画图时，强调某些画图步骤，可以事半功倍。所以画图一般按照以下步骤进行。(1)按照从小到大的顺序在同一张图纸上工整地画出各个部件，并标注其名称。(2)安排导轨的位置。(3)将组件拖动到向导图上相应的位置，实时调整布局。(4)元件排列好后，进行线路连接工作。(5)线路连接后，检查错误，找出原理错误的连接并改正。(6)调整接线方式，使电路图更加合理。(7

40、)保存图纸并打印出来。按照以上步骤，最终画出控制箱的完整电路图。如图3-8所示:图3-8控制箱的完整电路图4动平衡控制器的软件设计4.1差压控制方案的软件设计4.1.1差压控制方案介绍随着国家大力推行热计量收费，用户有权自行调节用热量，这样做的直接后果就是实际水压差高于合理水压差或低于合理水压差。如果供回水压差高于合理值，就会浪费能源，达不到节能的效果；反之，就达不到正常的供暖要求。压差控制方案就是基于这种情况而设计的。它通过PLC采集来自差压变送器的差压信号，通过逻辑运算控制变频器点动加速或减速，使水泵也相应改变频率，供回水实际水压差保持在合理的水平，达到满足正常供热要求和节约能源的效果。4

41、.1.4差压控制基本程序块因为差压控制需要对输入信号进行处理后再输出。所以有必要编写基本的输入输出程序。如图4-3所示:图4-3基本压差控制功能框图4.1.5启动快速启动程序块差压控制块是为稳定状态设计的，所以当系统启动时，需要一些时间来达到正常的稳定状态操作。但是泵不能长时间保持低速运行，所以我们需要编写一个快速启动程序块。如图4-4所示:图4-4启动快速启动程序块4.1.6低温保护程序块由于压差控制程序本身只能感知压差，只要压差满足要求，程序就可以正常运行，但是压差在某种意义上是独立于温度的，所以我们要监测回水温度。当回水温度过低时，启动程序进入低温保护程序模块，程序控制变频器高速运行，如

42、图4-5所示:图4-5低温保护程序块4.1.7在报警输出与主泵和备用泵之间切换程序块当变频器频率过低，或水温过低，或变频器出现故障时，需要给出报警输出，同时启动备用泵频繁运行，以提醒工作人员及时解决问题。因此，编写了一个报警输出程序块。如图4-6所示:图4-6在报警泵、主泵和备用泵之间切换程序块4.1.8最终集成程序的功能框图程序的每个块写好之后，我们需要对每个块进行集成、对接、调试，最终完成全功能的程序。如4-7所示:图4-7最终程序的功能框图4.1.9最终集成程序的梯形图因为梯形图语言应用广泛，容易阅读，所以我写了梯形图语言。如图4-8所示:图4-8最终程序的梯形图程序4.2温差控制方案的

43、软件设计4.2.1温差控制方案简介根据国家节能减排的要求，在保证供热质量的同时，尽可能降低能耗。改造前，循环水泵的电机都是额定转速运行，也就是说水泵一直在满负荷运行，能耗一直在最大，几乎没有节能的空间。为了保证供热质量，最大限度地节约能源，我们提出如下温差控制方案。根据公式，在不同的供水温度下，焓差有不同的值。所以，当我们控制一个合适的温差，当锅炉房的水温没来及随环境温度变化时，环境会加大供回水温差。这时候我们的控制器就会采取相应的动作(变频器加速水泵)来阻止供回水温差的增大，直到锅炉房的供水温度上升到相应的数值，然后再降低速度。同样，当环境温度升高时，控制器也会这样做。一般来说，控制温差是P

44、ID调节。在该控制方案中，我们利用控制实时跟踪气候，对气候变化做出响应，实时快速准确地做出响应，控制水泵变频运行，满足供热需求，降低供热能耗。我们采用西门子PLC控制，控制稳定性好，抗干扰能力强，控制精度高，程序可以根据客户需要随时调整。更重要的是，上述方案是一个灵活的程序框架，数据参数只是实验数据参数而非实际控制参数。到达现场后，您可以根据现场的实际情况和客户的具体要求，更改上述控制程序的参数，以达到最优的控制方案。4.2.2温差控制方案控制框图图4-9温差控制框图4.2.3温差控制方案程序流程图图4-10温差控制程序流程图4.2.4温差控制程序1有了压差控制程序的编程思想，我可以很容易地编

45、写出相应的温差控制程序。如图4-11所示:图4-11温差控制程序功能块图1温差控制程序2在上述程序的基础上，我们做了相应的改进，编制了新的温差程序，如图4-12所示:图4-12温差控制程序功能块图24.3时间分割和温度方案的软件设计4.3.1分时及分时温控方案介绍分时温控方案主要针对公共建筑。因为公共建筑在工作时间供暖，下班时间保温，所以在常规供暖中，下班能量是凭空浪费的。因此，当采用分时温度控制时，在非工作时间可以节省能量。4.3.2分时温度控制框图图4-13时间和温度控制程序框图4.3.3时间和温度控制方案程序流程图图4-14时间和温度控制程序流程图4.3.4时间和温度控制程序考虑到分时温

46、度控制只是在温差控制块上增加了分时控制块，为了不在这里重复，这里只介绍相应的分时控制块。首先，我们使用每周定时器作为核心功能块，如图4-15所示:图4-15周定时器功能块其次，设置相应的时间参数，比如假设你每周一至周六上班，工作时间为早上8: 00至晚上7: 00，那么你可以设置相应的定时参数，时间较长，如图4-16所示:图4-16:定时器功能块的参数设置当然也有节假日，或者每周都有相应的加班时间段，所以我们可以用时间段2和时间段3来表示，方便切换。4.3.5逐时温度控制预期效果图图4-17周定时器功能块的参数设置5动平衡控制器的现场应用及实验数据测量5.1申请地点详情5.1.1申请地点位置及

47、供热情况简介该装置应用于乌鲁木齐广汇蓝调一品小区，该小区低层建筑均采用FD动平衡装置作为热入口。这就大大降低了换热站一网循环泵的功率。5.2实验室建筑详图5.2.1实验室建筑介绍实验楼是C区15号楼，属于广汇蓝调一品小区。有四个单元，每个单元有六层，每层有四户人家。地暖形式，2010年1月测试时，没有用户入住。5.2.2实验大楼热力管网图图5-1蓝调一品小区C区15号楼管网示意图5.2.3实验楼平面图图5-2蓝调一品社区C区15号楼户型示意图5.2.4实验楼控制箱现场安装接线图图5-3动平衡控制器现场接线图5.3差压控制的现场实验和测量5.3.1现场差压控制方案简介压差控制方案主要是在没有控制

48、程序和增加控制程序后，衡量用户随机调节对建筑物水力工况的影响。5.3.2现场差压控制试验方案考虑到数据测量、比较和结果分析，我们按照以下程序制定测量计划。(1)关闭程序，全开用户阀门，泵以工频运行，确定每个用户的初始参数。(2)关闭程序，随机关闭25%的用户，然后测量每个用户的流量参数。(3)关闭程序，随机关闭50%的用户，然后测量每个用户的流量参数。(4)启动程序，所有用户阀门全开，测量每个用户的参数。(5)启动程序，随机关闭25%的用户，然后测量每个用户的流量参数。(6)启动程序，随机关闭50%的用户，然后测量每个用户的流量参数。通过以上设定的测试方案，可以对差压控制程序进行现场测试。5.

49、4差压控制的现场实验及其测量数据记录5.4.1关闭程序，完全打开用户数据测量表。表5-1关闭程序并完全打开用户数据测量表。房间号码2010年3月10日室外温度-2压差13 kpa。不要关闭用户。供水温度回水温度交通室温供水压差评论110134.4727.130.21410.413千帕十二点零八分110234.5626.390.37910.213千帕110334.4426.280.34512.413千帕110434.2227.310.2110.213千帕120134.4526.60.21712.213千帕120234.528.060.22513.413千帕120334.5626.640.1971

50、3.813千帕120434.1727.360.21414.213千帕130134.5428.120.2221513千帕130234.5628.440.22514.613千帕130334.4726.690.36717.213千帕130434.2526.940.1921613千帕140134.5628.230.23215.213千帕140234.42280.2251413千帕140334.8129.010.22216.413千帕140434.3727.640.20716.813千帕150134.6927.90.21215.213千帕150234.1127.530.2121613千帕150334.6

51、428.960.22515.813千帕150434.2827.950.2121713千帕160134.225.630.19713.213千帕160234.2625.870.2121413千帕160334.2625.660.189八13千帕160422.8122.18013.613千帕5.4.2关闭程序，关闭25%用户数据测量表。表5-2关闭程序，关闭25%用户数据测量表。房间号码2010年3月10日，室外温度-2压差为27 kpa。关闭25用户供水温度回水温度交通室温供水压差评论110135.37290.277.823千帕十二点零八分110235.3622.8607.423千帕110335.1

52、229.060.25711.223千帕110435.3928.240.428.223千帕120135.3228.580.27211.223千帕120235.3429.850.28213.223千帕120321.2422.87012.623千帕120435.0729.060.26713.423千帕130121.0925.66013.423千帕130235.4130.260.28214.223千帕130335.3628.640.46216.823千帕130435.1628.710.23715.623千帕140135.3730.030.29414.823千帕上接表5-2房间号码2010年3月10日室

53、外温度-2压差27 kpa。关闭25%的用户供水温度回水温度交通室温供水压差评论140225.7623.94013.223千帕140335.5630.580.2741623千帕140435.2429.30.25716.623千帕150135.529.710.2715.823千帕150234.9229.530.2714.623千帕150335.229.590.26714.823千帕150421.9721.29015.823千帕160135.0727.590.24713.823千帕160235.1327.920.26413.423千帕160321.9423.840八23千帕160435.1327.

54、470.23713.823千帕5.4.3关闭程序，关闭50%用户数据测量表。表5-3关闭程序，关闭50%用户数据测量表。房间号码2010年3月10日，室外温度-2压差30 kpa关闭50用户供水温度回水温度交通室温供水压差评论110119.3723.28011.630千帕下午两点到两点110236.0130.660.6371230千帕110318.5522.99015.230千帕110435.7331.210.63713.230千帕120135.821.970.07713.830千帕120235.9831.670.37915.430千帕120320.626.35015.230千帕120435.

55、6631.180.37215.830千帕130135.8722.40.0615.430千帕130235.9731.960.41214.230千帕130321.9926.47018.230千帕130435.7230.890.33217.230千帕140135.9631.840.4816.630千帕140235.520.340.02214.830千帕140336.2532.54017.230千帕140422.5426.3017.230千帕150122.0327.71016.430千帕150235.5131.440.3721630千帕150321.5925.89014.830千帕150436.073

56、2.380.40217.230千帕160135.6529.770.34514.430千帕160221.5526.14013.230千帕160318.5418.5308.430千帕160418.3218.09013.830千帕5.4.4启动程序，完全打开用户数据测量表。表5-4启动程序并完全打开用户数据测量表。房间号码2010年3月10日室外温度-2压差8.5kpa全开用户供水温度回水温度交通室温供水压差评论110135.1424.970.13911.68.5千帕110235.124.790.252138.5千帕110335.1424.330.227158.5千帕110434.8925.780.

57、139138.5千帕120135.0324.870.14713.88.5千帕120235.1126.750.14716.28.5千帕120335.2425.630.147168.5千帕120434.8725.940.14216.48.5千帕130135.1526.650.15216.48.5千帕130235.7127.180.1817.28.5千帕130335.1425.070.22518.88.5千帕130434.8925.510.12417.88.5千帕140135.1526.860.16217.48.5千帕140235.0326.870.1516.88.5千帕140335.4227.65

58、34.918.48.5千帕140435.022635.3318.68.5千帕150135.2226.340.14517.88.5千帕150234.726.180.14217.28.5千帕150334.9226.230.14416.68.5千帕150435.2827.610.1518.28.5千帕160134.7923.790.13215.48.5千帕160234.8424.810.24214.28.5千帕160323.0120.309.88.5千帕160434.8223.750.13214.68.5千帕5.4.5启动程序，关闭25%用户数据测量表。表5-5启动程序，关闭25%用户数据测量表。房

59、间号码2010年3月10日室外温度-2压差8.5kpa关闭25用户供水温度回水温度交通室温供水压差评论110134.925.620.15411.88.5千帕110235.3325.330.27512.68.5千帕110317.9118.94013.88.5千帕110434.6126.470.15712.48.5千帕120134.8625.530.16213.28.5千帕120234.8627.310.16215.48.5千帕120334.9526.380.16715.28.5千帕120420.0420.45015.48.5千帕130121.7522.940158.5千帕130234.8927.

60、660.16516.28.5千帕130334.8625.860.25218.28.5千帕130434.6426.130.14216.88.5千帕上接表5-5房间号码2010年3月10日，室外温度-2压差为8.5千帕关闭25%的用户供水温度回水温度交通室温供水压差评论140135.5128.620.19515.48.5千帕140221.2521.86015.68.5千帕140335.1228.34017.28.5千帕140434.7426.70.15717.88.5千帕150134.8826.960.15916.88.5千帕150234.5326.80.15716.28.5千帕150321.39