青岛某供热系统应用集中控制的节能性分析【完整版】

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青岛某供热系统应用集中控制的节能性分析【完整版】(文档可以直接使用，也可根据实际需要修订后使用,可编辑放心下载）国内图书分类号：TU833+.12国内图书分类号：TU833+.12国际图书分类号：硕士学位论文青岛某供热系统应用集中控制的节能性分析硕士研究生：导师姓名：申请学位级别：工程硕士学科、专业：供热、供燃气、通风与空调工程所在单位：环境与市政工程学院辩论日期：学位授予单位：青岛理工大学ClassifiedIndex：TU833+.12DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringANALYSISOFENERGYSAVINGOFAHEATINGSYSTEMINQINGDAOAPPLICATIONOFCENTRALIZEDCONTROLCandidate：Supervisor：AcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpecialty：Heating，Gassupplying，Ventilating&AirConditioningEngineeringDateofOralExamination：University：QingdaoTechnologicalUniversity硕士学位论文某供热系统应用集中控制的节能性分析学位论文辩论日期：指导教师签字：辩论委员会成员字：目录摘要 IAbstract II第1章绪论 11.1课题研究背景 11.2集中供热自控和通信技术开展与现状 41.3换热站自控和通信的开展与现状 51.4课题研究的内容 6第2章集中供热系统的自控原理 82.1集中供热系统的集中控制原理 8集中供热系统的构成 8集中供热系统的运行调节 92.2集中供热系统集中控制系统的构成 112.3换热站的自动控制与通信系统 13工业换热站 13民用换热站： 14换热站自控的构成 15换热站调节方式与控制策略 16换热站通信方式 18第3章某供热系统的集中控制系统应用 203.1工程简介 203.2自控系统结构及组成 213.3工程换热站功能介绍 27控制器 27人机界面(HMI) 28通讯模块 293.4换热站自控系统的实施原理 293.5换热站控制策略 30控制说明 30温度控制回路 32压差控制回路 34压力控制 35二次供水温度控制 36压力控制回路(补水泵控制) 36热网流量控制(一次流量控制) 37换热站的自控平安策略 373.6通信系统的构建 383.7集中控制系统应用的特点 40第4章换热站的节能效果分析 434.1换热站经济性分析的指标 43静态评价指标 43动态评价指标 454.2换热站节能效果指标 474.3换热站应用自动控制系统的节能分析 48应用自动控制后的节能效果分析 48自控通信后运行本钱分析 48第5章结论与展望 535.1结论 535.2展望 53参考文献 55摘要随着社会主义现代化建设和社会主义经济的迅猛开展，环境保护和能源节约已经成为人们日益关注的话题，集中供热就是现代供热事业开展的大势所趋，尤其是在我国广阔的北方冬季供暖地区，其中换热站是集中供热系统中不可或缺的一局部，但是目前我国大局部换热站的运行却仅仅凭借经验操作，造成能源浪费大，整体供热效率低，整体供热品质差的后果。本为以供热工程的根本理论和目前流行的集中控制和通信技术为根底，在分析目前大局部集中供热系统中存在的问题的根底上，分析集中控制系统的结构，研究了全面实施自控和通信技术，将换热站自控技术和通信系统集成，应用于青岛热电集团供热运行中，研究具体的应用控制策略，实现由传统的人工操作模式向现代化的高度的集成化、高度自动化、高度智能化的应用模式转变。针对具体应用的工程实例，对换热站进行了节能效果分析，分析结果说明，换热站应用自控和通信后，具有明显的节能效果，并且通过实际的运行可以得出换热站的节能效果仍有可以提升空间。随着集中供热事业市场化进度的加快，以先进的集中控制手段和通信手段来提高供热效率，早以成为衡量一个供热企业先进性及市场适应性的一个重要标志，进一步的完善供热系统的集中控制和通信功能将会到达更为显著的节能效果。关键词：供热系统，集中控制，通信系统，换热站，节能性AbstractAlongwiththesocialistmodernizationandrapiddevelopmentofthesocialisteconomy，peoplepaymoreandmoreattentiontothetopicofprotectingtheenvironmentandsavingenergy.Thecentralheatingisthetrendofthedevelopmentofthemodernheatingnowadays.Especially,inthenorthernareasofChinawhereuseheatinginwinter,heattransferstationisthecentralpartofthewholeheatingsystem.But,currently,theoperationofthemostheattransferstationisonlybyexperience,whichcauseenergy-waste,thewholeheatingefficiencyislow,andthewholeheatingqualityispoor.Thispaperisbasedonthebasisofheating,thecentralizedcontrolandthecommunicationsystem.Onbaseoftheanalysisoftheexistingproblemsofcurrentcentralheatingsystem,weanalysisthestructureofthecentralizedcontrolsystem,thefullimplementationofthecontrolandcommunicationtechnology.WeuseautomaticcontroltechnologyandcommunicationsystemintheoperationofheatingoftheQingdaothermoelectricgroupCo.,LTD.Studythespecificapplicationcontrolstrategytorealizefromthetraditionalmanualoperationmodetotheheightofthemodernizationofintegrated,highautomation,highlyintelligentapplicationpatternchanges.Accordingtothespecificapplicationofengineeringexamples,weanalysisthesavingeffectforenergyofheattransferstation.Theanalysisresultsshowthattheenergy-savingeffectofheattransferstationisobviousafterusingapplicationcontrolandcommunication,andthroughpracticaloperationwecanbeconcludethattheenergysavingeffectofheattransferstationarestillcanbepromoted.Alongwiththeprogressofthecentralheatingbusinessmarket,theadvancedcontrolandcommunicationmeanstoimproveheatingefficiencyisaimportantsignofaheatingenterprise'sadvancednatureandmarketadaptability.Improvetheheatingsystemcentralizedcontrolandcommunicationfunctionfurtherwillachievemoresignificanteffectinenergysaving.Keywords:Heatingsystem,Centralizedcontrol，Communicationsystem，Heattransferstation,Energysaving第1章绪论1.1课题研究背景土壤、淡水、矿物资源、能源资源是人类赖以生存、开展的根底，是我国经济和社会可持续开展的重要物质保障，是中国能否崛起的原动力。但是从我国能源的现况和可持续开展的根本国策来看，虽然我国能源总量丰富，但是人均贫乏、分布不均、耗能量大，并且污染严重、效率低下，中国的社会主义现代化建设正面临着越来越严峻的挑战，能源供给缺乏和末端效率低下成为了现代社会建设的主要矛盾，表1-1为1978-2004年我国能源消费弹性系数的变化情况[徐伟等.徐伟等.供热系统温控与热计量技术.北京:中国方案出版社.2000.表1-SEQ表1-\*ARABIC11978-2004年我国能源消费弹性系数1978-2004年我国能源消费弹性系数年份能源消费增长率(％)GDP增长率(％)能源消费弹性系数19791980719819821990719956.910.50.6619911997-0.88.8-0.091998-31999-1.67.1-0.2320000.180.0120072009200362004可以看出，2002年以后，我国的能源消费弹性系数≥1，说明了这几年我国经济快速增长建立在大量能源消耗和原材料消耗的根底之，也说明粗放型经济的增长模式，这样造成的能源缺口将会不断的扩大，由于我国的人均能源并不丰富，因此近年来一直从国外大量地进口石油和原油，以满足国内不断增长的能源要求。如果这种情况继续开展下去，将会影响到我国经济的可持续开展[白雪冬.白雪冬.我国公共建筑节能研究——以综合性医院节能为例.北京建筑工程学院.2021.06.目前，我国建筑能耗约占社会总能耗的近1/3，北方城市中的冬季采暖能耗又约占建筑能耗的2/3左右，并且随着人民生活水平的提高，建筑能耗呈现出继续增长的趋势。在我国北方，采暖城市居住面积仅仅占全国城市居住面积的10％，但是建筑能耗却占到40％左右，这样影响到我国的能耗供给问题，同时冬季燃煤产生的污染也已成为危害当地人民身体健康的重要污染源和制约当地经济可持续开展。研究和改良我国北方采暖所面临的问题，即有利于民生开展，又有利于社会的可持续开展。冬季，北方城市供热是人们普遍关心的问题，为了到达节能、降耗、环保的目的，供热方式也发生了巨大的变化，许多城市已经逐渐由分散式供热模式向集中供热的这种供热模式开展，集中供热是指以热水或蒸汽为热媒，利用一个或多个热源通过供热管网、换热站等，向城市、镇或某些区域热用户供给热能的方式，即集中供热是相对于分散小联片锅炉房供热而言的[青云.青云.陈汝东.借鉴国外经验积极开展我国的区域供冷供热.流体机械.2003.1.我国在集中供热方面起步晚，上世纪80年代以前开展速度比拟缓慢，技术设备和经营管理也比拟落后。随着国内经济水平和科技水平的开展，我国的供热事业，特别是城市供热事业得到了长足的开展，国内的集中供热面积已经接近10亿万平方米。国内的供热面积不仅在规模面积上得到了一定的扩张，而且供热方面的技术、设备和工艺材料也得到了长足的开展。随着中国综合国力的开展，其在设计、施工及后期的维护运行方面也取得巨大进步，并且在供热技术方面与国外先进的供热工艺的差距也越来越小[秦绪忠，江亿.秦绪忠，江亿.集中供热网的可及性分析[J]．暖通空调，1999，29(1)：227．集中供热能够得到普遍的开展是预期特点不可分割的，有如下特点：第一、能够提高能源利用率，集中供热是区域性供热，供热量大，集中供热采用大型锅炉，相比于分别采用较小的锅炉效率提高很多。第二、环境保护，由于采用集中的锅炉房进行统一的供热，因此可以对锅炉房进行统一管理优化，可以集中安装高烟囱和烟气净化装置，从而能够消除烟尘，减轻大气污染，改善环境卫生，并可以进一步实现低质燃料和垃圾的利用[于波.浅于波.浅谈对供热技市开展的展望.科园月刊.2021.11.第三、节约能源，大型锅炉房及汽轮机组的效率高，能够节约能源，符合国家节能政策。第四、经济可靠，采用集中供热后，可以集中采购供热设备、由专业人员集中建设及管理，用户只需直接购置热能，从而可以减少了低水平的重复建设，降低对单位能源的投资，提高投资效益。第五、提高供热质量。集中供热是连续性供热，通过合理的自动化管理，可以根据负荷进行及时调整，室温始终保持一定。而分散供热是间断的，供停不稳定[马爱龙.马爱龙.具有远程监控功能的换热站自动控制系统的研究和应用.河北工业大学.2007.01.在这几十年的集中供热事业迅速开展过程中，逐渐由粗狂型的经营模式向经济、技术节约型的模式的慢慢的过渡转变，并且进一步证明了：科学技术的开展对我国供热事业，特别是集中供热事业做出了不可取代的重要奉献，推动了整体事业向前稳步开展，我国供热事业的开展主要表达在以下几个重要的方面[贺平.贺平.论我国集中供热技术开展趋向的几个主要问题.区域供热.1992.1、大型城市的热电联产的集中供热事业的迅速开展，随着城市规模的扩大、大型的综合公用性建筑的规模和数量的增大、城市现代化水平的提高及大型城市多产业的联合运行开展，在北京、沈阳这些大型城市开展一热电联产为主的集中供热事业。2、在一些个中大型城市的热、电、冷联产得到了迅速的开展，同时需要供热和制冷的公共建筑的面积也随这社会主义城市建设的开展得到了迅速的开展热电厂的规模和效益也随着冷热负荷的增加得到了明显的提高。3、起初分户计量只是有很小的开展，但随着国家政策〔?中华人民共和国节约能源法?的公布和实施〕的出台和人们节能和环保意识的提高，分户计量事业也得到了迅速和长远的开展，与此同时温控阀、热量表、自力式压差控制器、自力式流量调节阀、变频循环水泵、蓄热装置等等也伴随着分户计量事业的开展得到推广应用。4、整体的供热事业自动化水平也得到了提高，应用在换热站方面的自动化控制技术及无人看守的供热机组的自动化水平及应用在锅炉运行方面的自动化控制技术随着整体供热事业的迅速开展和自动化水平的提高也得到了进一步提高，通过自动化设备的使用和广泛推展，供热运行的可靠性及供热效率得到提高和进步。目前集中供热系统的各个组成局部都在使用自动化控制技术和远程的通信控制技术，在热源、一次管网、换热站、二次管网及中继泵站，甚至热是用户的末端都在使用自动控制和远程的通信控制系统，越来越多的工程技术人员意识到，只有在正确的、及时的了解热用户的“冷暖需求〞，才能根据用户的需求提出经济合理的运行调节整个供热系统，从而能够满足人们对热量的需求，提高老百姓的满意度和生活品质，当然也意识到如果没有自控设备的帮助，就难以及时而准确地掌握整个系统的水力失调和热力失调状态，那么就无从说起如何对整个系统的的水力失调和热力失调进行及时的调整和消除，这都是关系到工业企业开展的重要因素，同时也响应了国家的节能环保号召，到达真正节约能源的目的，并进一步节约人力资源，实现真正意义上的无人值守。1.2集中供热自控和通信技术开展与现状起初，在实施集中供热的时候，集中供热的范围较小，控制系统也非常落后，按照质调节的模式进行举例，按照当年的室外计算温度，就可以得出各个换热站的设计流量，那个在集中供热系统中每个换热站的一次管网侧安装自力式流量阀即可，但事实远非如此，虽然是对管网有一定的控制效果，但是实际上的效果并不是非常的理想，这里面有很多的原因[李忠军.汽—水换热站自控系统的研究与应用李忠军.汽—水换热站自控系统的研究与应用.河北工业大学硕士学位论文.2007.03.LAZadell.Fuzzysets.nformationandControl,1965,(8):338-353.1、鉴于热网〔整个供热系统的供给能力〕的实际供给能力，也许热网的供给能力没有到达计算出来的设计流量。2、当某个换热站对应的热负荷发生变化的时候，通过对某个换热站前一次管网的调节也会对其他热网造成影响〕，即使其他换热站前也经过调整也不一定能满足实际的要求。3、虽然流量调节阀控制流量的出厂控制精度为10%，但是在实际的运行过程中，由于人工的操作和使用时间和环境的变化，流量调节阀的甚至连10%的精度也难以保证。4、购置的流量调节阀可能由于厂家的原因，也难以到达规定的质量要求。以上这些问题都是在以前的供热过程中遇到的问题。随着现代科学技术特别是计算机技术的开展，以上问题已经在很大程度上得到解决甚至能够铲除，由于现在集中供热系统负责的范围越来越大，整个集中供热系统的结合通信设备和技术的自动化控制水平也得到了充分的开展，在集中供热系统中，自动控制方面和通信方面出现了以下几种做法[张少军.叶安丽等.城市大型网络化供热监测控制系统的研究张少军.叶安丽等.城市大型网络化供热监测控制系统的研究.电气应用.2021.11).R.E.MortensenK.P.Haggerty.DynamicsofHeatingandCoolingLoadsModelsSimulationandActualUtilityData[J].IEEETransactiononPowerSystcm,1990,5(1)：243-249.1、整个集中供热系统的中心控制单元负责收集各个换热站的运行参数，其中包括流量、压力、温度等等的信号，通过计算机预先编制好的程序进行对信息的处理，分析出整个热力管网的流量分配特性，在又计算机通过预先设置好的通信管道将调节阀的开度控制命令传输到各个换热站进行控制调节，这里给出的命令是对热网的初调节命令。2、同样由整个集中供热系统的中心控制单元负责收集各个换热站的运行参数〔流量、压力、温度〕，按照面积加权平均〔二次供、回水温度的平均值〕的方法统一经过分析处理给出运行的控制调节指令[GChen.ConventionalandfuzzyPIDcontrollers:Anoverview.Int.J.ofIntelligentControl＆system.1996.(1):235—246.]，各个子换热站系统收到该指令后独立进行闭环调节，这种做法显然比第一种做法要容易实现GChen.ConventionalandfuzzyPIDcontrollers:Anoverview.Int.J.ofIntelligentControl＆system.1996.(1):235—246.3．在北欧国家出现了本地控制策略，各个子换热站根据当年的室外温度自动设定二次管网的供水温度，构成独立闭环控制系统，这种做法具有很好的可靠性、灵活性、可扩展性等等的有点，在国内的某些大城市曾经全盘引进过国外的技术和设备，但是均未到达令人满意的效果，造成了大量的人力、物力损失。这是由于国情的不同造成的结果，在北欧国家人口的密度没有国内的大，同样人口的密度也没有国内的大，特别是在热负荷的尖峰时刻，这样导致的国内热源供热的缺乏，同样也由于在国内热源与热网往往分属于两家不同的公司，在公司之间的协调和调度之间也存在这一些滞后性，往往会导致由于热力管网的失控造成的热力失调现象。1.3换热站自控和通信的开展与现状最近几年换热站技术才在我国得到快速的开展，换热站具有低噪音，低污染等诸多优点，在城市集中供热中的现代化建设中得到越来越广泛的应用，并且随着现在电子信息技术及通讯技术的开展，换热的集中控制和通讯也随着换热站的开展得到了很大的开展。随着科学技术的飞速开展，自控水平的提高，人们在追求供热质量的同时也加强了环保意识的开展，这样换热站自控和通信的也经历了一个从无到有、从小到大、推陈出新的开展历程[连承华.连承华.基于GPRS和CAN的热网远程监控系统的实现.大连交通大学.2021.12.由目前的国内外供热状况可以知道，随着集中供热事业的快速开展，如果换热站采用人工使用现场仪表进行测量温度，并且根据供热量的需求，采用人工手动控制调节阀的方式，那么这样即浪费了大量的人力物力，又由于人工的操作的疏忽性，常常对某些事故隐患难以发现，丢水、漏水的情况可能会不断的发生，容易造成热力损失和热力失去平衡，这样不仅影响了供热的效果，而且会造成浪费能源[Z.Liao,M.Swainson,A.LDexter.OnthecontrolofheatingsystemsintheUK[J].BuildingandEnvironment40(2005)343-351.]，水力出现失调的状况是很难完全防止的，最主要的是由于在各个换热站采用单一的人工调节，各个换热站的信息不能及时的得到共享，这样使得各个换热站之间难以实现统一的调度，不能是能源得到充分的合理的利用，因此对各个换热站实现统一的自控和通信[JossonCx，PalssonO.P.，SeilingK.．Modelingandparameterestimationofheatexchangers-astasticalapproach[J],JournalofDynacSystems,MeasurementandControl,TransactionsoftheASME,1992,114(4).][Z.Liao,M.Swainson,A.LDexter.OnthecontrolofheatingsystemsintheUK[J].BuildingandEnvironment40(2005)343-351.JossonCx，PalssonO.P.，SeilingK.．Modelingandparameterestimationofheatexchangers-astasticalapproach[J],JournalofDynacSystems,MeasurementandControl,TransactionsoftheASME,1992,114(4).裴连军.浅谈换热站实施自动化和无人值守的根本条件及管理要求.天津市电力学会2004年学术年会.对换热站实施实时监控与自动控制已经成为了集中供热事业开展的主流，起初阶段，换热站控制主要依靠人工手动控制，难以到达精确的控制效果并浪费大量热能，无法满足热用户对热量的需求，并且存在人工操作平安性低、工作效率低、可靠性差，并且手动的实时控制是难以到达的；随着集中供热事业的开展和现代科学技术的开展，越来越多的换热站采用了先进的控制策略，这些控制包括单回路控制、模糊PID控制及一些其他的现代控制理论等等，从而完善集中供热系统，提高了供热的效劳质量，同时也降低了人工费用。在网络通信方面，出现各式各样的网络通讯技术，有线通信、无线通信方式等进行中央系统调节，与自动控制系统相结合，更能有助于提高整体的性能，到达节能的效果。集中供热在全国范围内的应用已经成了不可阻挡的趋势，并且在热源与热用户之间参加换热站，这样不仅能够节约单个用户的供热费用，特别有利于全国范围的所提倡的节能环保[丁晶晶.基于GPRS的集中供热网络控制的研究与实现.沈阳理工大学.2021.03.][JGZiegler,NBNichols.Optimumsettingsforautomaticcontrollers.Trans.ASME,1942,(64):759—768.]。同时换热站是集中供热系统中不可或缺的一局部，但是，目前我国大局部丁晶晶.基于GPRS的集中供热网络控制的研究与实现.沈阳理工大学.2021.03.JGZiegler,NBNichols.Optimumsettingsforautomaticcontrollers.Trans.ASME,1942,(64):759—768.宋玉梅.集中供热网监控系统设计中应考虑的假设干问题.区域供热.200课题研究的内容本文以应用在青岛热电集团换热站的自控和通讯系统为研究背景，根据集中供热及自动控制的原理，分析了集中供热系统中，特别是换热站的运行过程中应用了自动控制和通信技术，得出换热站应用自控和通讯系统的必要性，并对其进行节能性分析，得出了在集中供热系统中的换热站应用自控和通讯系统必要性，在上述的根底上本文按如下所述的结构和内容对课题进行描述：首先在介绍题相关的研究背景，提出了集中供热系统中，特别是换热站应用自控和通信的必要性，在此根底之上分析了集中供热系统的自控原理，进而更深一步的分析了换热站的自动控制与通信系统，及其换热站自控和通信的实现方法。根据青岛热电集团的实际条件，研究了工程的自动控制系统的组成，提出了具体到此工程换热站自控和通信系统的实施原理和控制策略，并且在实际工程的根底之上，根据技术经济的分析方法，对换热站应用自动控制系统之后的节能性分析。第2章集中供热系统的自控原理2.1集中供热系统的集中控制原理构成集中供热系统是指有集中热源〔热电厂、区域锅炉房、工业余热、核能供热、可再生能源供热等等〕产生的蒸汽、热水，通过热力管网向一定区域供热，以满足热用户的供暖、通风、热水供给、空气调节、生产工艺等用热要求。集中供热系统由三大局部组成：热源、热力管网和区域热用户[沙峰.换热机组智能控制装置的研究沙峰.换热机组智能控制装置的研究.内蒙古科技大学.2021.06.图2-SEQ图2-\*ARABIC1集中供热系统结构示意图1热源：在热能工程中，热源泛指能释放热量的任何物质、装置或天然能源，在供热系统中，热源是指能够提供供热热媒的场所、地点，目前得到应用的最广泛的是：热电厂、区域锅炉房、工业余热。在这些热源内，通过燃料燃烧所产生的热能将水加热成热水或者蒸汽此外也可以利用核能供热、可再生能源供热等作为集中供热系统的热源。2热力管网：热源向热用户输送和分配供热介质的管线系统。3热用户：集中供热系统中利用热能的用户，如室内通风、供热、空调、生活热水供给及生产工业用热等等。在集中供热系统中，热源通过供热管道，即热力管网为换热站提供的热水或蒸汽，在换热站内，利用换热器将一次管网和二次管网的流体换热。热源与热用户之间相互间隔，形成单独的循环系统。此供热系统具有很多优越性，整个换热系统可以进行大规模的自动调控，使供热管网中的任何一区域都不会出现热量过多或缺乏的现象，从而提高了供热效率，集中供热系统可使区域供热管道保持高压力，从而热水可以从热电厂有效地输送到较大地区范围，有效地提高了供热的效果。将自动控制技术应用到集中供热系统中的各个组成局部有着不可取代的重要性和必然性[李文.李文.换热站调节方式探讨.山西建筑.2005.02.集中供热系统的运行调节当集中供热系统的实际热负荷发生变化的时候，就要通过集中的运行调节方式对其进行调节，集中的运行调节可以分为对整个系统的流量，或者整个系统的供水温度进行调节。这里我们只对供热负荷为单一热负荷的集中供热系统进行简单的介绍，即在整个供热系统中，整个供热系统的热负荷是随时间发生变化的，但是在历年的热负荷变化中呈现出一定的规律性，因此为了在使集中供热系统的热量供给满足热用户逐时的变化并到达节能的效果，即为了防止供暖热用户的提供热量设备的散热量与热用户所要求的热负荷的变化相适应，防止热量用户在冬天出现室内温度过热或者室内温度过低的现象，需要对集中供热系统进行运行调节贺贺平.孙刚.供热工程.第四版.北京:中国建筑工业出版社.2021.按照集中供热系统运行调节范围及供热系统运行条件的具体位置，集中供热系统的运行调节可以分为集中供热系统的集中调节、集中供热系统的局部调节和集中供热系统的个体调节这几种运行调节方式，同时集中供热系统中的载热介质又可以分为蒸汽和热水，通过对其介质的多少及其介质物理性质的调节又可以分为流量的调节〔量调节〕，物理性质的调节〔质调节〕，其中改变循环水量的流量调节很少单独使用，常常和质调节搭配使用，即这种调节可以称为质量—流量调节。通过对以上内容的介绍我们可以得出对集中供热系统进行供热调节的主要任务就是为了满足热用户的室内温度调节，为了进一步介绍集中供热系统的运行调节，我们假设一个集中供热系统是在室外温度相对稳定的一段时期内到达了一个稳定的运行状态下，并且在忽略管网在输送热质过程中及换热站换热过程中的热量损失，即可以理解热源提供的热量全部用来提供给热用户，即热源的热量全部散入热用户的需热空间内。集中供热调节的方法[王琦.热计量供热系统的调节方式.煤气与热力.2003.01.]王琦.热计量供热系统的调节方式.煤气与热力.2003.01.1、物理性质的调节〔质调节〕——在集中供热运行过程中，根据由于室外温度变化引起的供热负荷的变化，只改变集中供热系统中一次管路或是二次管路的供热热水的温度，并且保持热用户的循环水量不变的调节方法[段和国.集中供热系统的供热调节.山西建筑.2021.12.],对于供热质调节只需要改变供热系统的热源处的供水温度或是改变换热站后二次管网的供水温度，由于管网的循环水流量是不变化的，因此段和国.集中供热系统的供热调节.山西建筑.2021.12.2、流量的调节〔量调节〕——即在集中供热系统中，热源提供的一次管路的供水或是换热站后的二次管路的供水的温度保持不变，而是通过改变管路中的水流量的调节方式，此种方式可以通过变频水泵实现，在水泵运行的过程中，通过流量的改变来得到运行调节的目的，但是管路中水流量的变化对于整体管路的运行影响较大，不利于整体的水力工况的稳定，因此很少单独使用[王军.供热调节技术分析.工程技术.2021.5.]王军.供热调节技术分析.工程技术.2021.5.3、质量—流量调节——即在供热系统中随着室外温度的变化同时通过热源或者换热站改变网路的供水的流量和温度，质量—流量调节方式相对于质调节，整个网路的流量会随着用户供暖热负荷的减小而减小，从而能够在很大程度上节约水泵的能量消耗，到达节约能源的目的，但是在整个系统也参加了变频水泵和与之想适应的自控设备，从而在投资上并不是十分节约。在上述的集中供热调节方法中，还包括其他的一些调节方法，比方分阶段性改变流量的质调节、改变每天的供暖小时数〔间歇调节〕等等的调节方式，这些调节方式如果得到了正确的使用会在很大程度的改善集中供热系统的运行稳定性和到达在运行过程中节约人力物力及资源的效果，从而在当代计算机技术飞速开展的今天得到了广泛而有优势效果的应用。2.2集中供热系统集中控制系统的构成集中供热系统的集中控制系统应实现以下功能：1、能够在任何时间向中心异地监控系统提供各个位置的压力、温度和热流量的参数，便于统一的收集现场数据，为管网的调节提供了最为快捷的根底条件。2、统一收集数据，对数据进行分析，可以及时的发现故障，确保了整个供热系统的平安运营，通过自控系统已有的诊断设备，对供热系统参数的变化及时的做出准确的分析，对热源的运行状况做出合理的判断，从而对供热系统可能出现的问题做出及时的预报，确定故障的位置，及时的安排检修，增加了整个供热系统运行的可靠性。3、根据收集的数据的统一分析整理，并根据室外温度，能够通过统一的自控设备对热源进行调节，一二级管网的变流量泵进行调节或是对一二级管网的阀门进行调节从而满足整个热网的供热要求，解决了人工调节的惰性问题〔比方人的作息时间的不同而导致热网调节的滞后性问题〕。4、可以随时收集各个时间点的运行数据，并且能够将数据汇总起来，通过编制进入数据库，可以方便历年的查询分析和总结。根据以上功能，在整个集中供热系统中，在热源、换热站、热用户及一二级管网上都可以安装自控设备，具体的控制系统的构成可以分为调度中心、热源自控系统、换热站自控系统、一二级管网流量自控系统、网络通信平台等，系统的结构如图2-2所示图2-SEQ图2-\*ARABIC2典型供热自控系统图调度中心：调度中心一般包括计算机、网络通信设备，调度中心主要负责数据的收集、整理、分析数据，对整个供热系统进行统一监控，并对其他自控设备发出命令，是整个控制系统的中心部门，由操作员站、网络发布效劳器、数据库效劳器等等构成，其中操作员站负责采集数据、监控换热站及管网的平安运行，查询历史数据，下发调度指令，事故报警及处理功能；网络发布器是与互联网的链接窗口，可以将相关的检测及运行数据发布到互联网上，方便局域网和internet用户的远程访问；数据库效劳器那么负责历史数据的存储功能，需要配置大容量的硬盘。热源自控系统：一般的热源为锅炉房或是热网首站，热源控制器对热源的参数进行监控，并对一级管网的供水温度或供水流量进行控制，从而保证热力站及热用户的用热量，到达节能的要求[王江江.集中供热自控系统.王江江.集中供热自控系统.煤气与热力.2004.05.换热站自控系统：换热站自控系统主要是完成对局部换热站的数据的采集并对其进行监控。一二级管网流量自控系统:一二级管网流量自控系统也是对其内部的热媒参数进行统一的收集及监控，其中一级管网流量自控系统主要与热源的自控系统相连接，到达统一控制调节，二级管网流量自控系统是根据热用户用热量的多少，对变频循环水泵或阀门进行流量控制，这样的控制也可以到达节能的目的。网络通信平台：网络通信平台是连接调度中心和其他子站控制系统的桥梁，网络通信平台又分为有线网络和无线网络两种，有线网络主要适用于子站之间距离比拟近的场合，而且具有技术成熟、性能稳定的优点，无线网络的通信方式分为无线私网、无线专网两种，无线私网采用GPRS、CDMA和GPS的方式，而无线专网采用数据电台的方式。在集中供热系统中，换热站是连接一级管网和二级管网热量交换、热量分配及系统监控、调节的枢纽。换热站位于热源和热用户之间，他与热力管网是连接热源和热用户的桥梁，在整个供热系统中起着不可取代的作用[刘永泽.PLC控制器在城市热网自动控制系统中的应用.学术研究.2021.03.]。同时热水管网又分为一次网与二次网，一次网位于集中热源与换热站之间的管网，二次网是位于换热站与热用户之间的管网；而且采用集中换热站，比分散式供热系统便于运行管理和实现统一的检测、计量和遥控，提高整体的管理水平和供热质量，换热站的自动控制水平对供热品质的优劣、热网热力工况的优劣及热用户的满意程度起着不可取代的作用刘永泽.PLC控制器在城市热网自动控制系统中的应用.学术研究.2021.03.梁涛.具有远程监控功能的换燕站自动控制系统.电子技术应用.200换热站的自动控制与通信系统换热站是指连接一次网与二次网，并装有与集中供热系统相关的设备、仪表和控制仪器的统一机房[曹宏麟.换热站节能控制系统研究.山西建筑.2021.1.]。曹宏麟.换热站节能控制系统研究.山西建筑.2021.1.吴跃波.换热站系统结构的优化.合肥工业大学.测试计量技术及仪器.2005.06.根据换热站效劳对象的不同，可以分为工业换热站、民用换热站。2.3.1工业换热站工业换热站是以工厂企业用热单位为效劳对象的，并且多为蒸汽供热热力站，并且根据工厂企业单位对通风、供暖、热水供给的不同热负荷进行热力供给，具体的供热系统如图2-3所示图2-SEQ图2-\*ARABIC3工业换热站系统图备注：1——分气缸；2——汽—水换热器；3——减压阀；4——压力表；5——温度计；6——蒸汽流量计；7——疏水器；8——凝水箱；9——凝水泵；10——调节阀；11——平安阀；12——循环水泵；13——凝水流量计自外网来的蒸汽首先进入分气缸，由于水的重力大于水蒸气的重力及蒸汽压力、温度的变化，蒸汽中的凝结水凝结在分气缸下部，并经疏水器流入凝水箱，有凝水泵加压，经凝水流量计重新进入外网，由于其他热用户的用气在输送及应用的过程中水蒸气也会冷凝成水，也会经各个管路的疏水器进入凝水箱。分汽缸中的蒸汽根据各个热用户对蒸汽压力、温度的要求，经减压阀或调节阀调节分别输送出去，以满足生产的热水、通风用热，对于需要用热水的工业用户来说，那么采用汽水换热器将冷水加热以满足生产的热水需求。工业热用户将压力表、温度计和平安阀设置在分气缸上，将压力表和平安阀设置在管道减压阀之后，将液位计或将与凝水泵联动的的液位自动控制装置设置在凝水箱上，并在外网蒸汽入口处设置蒸汽流量计和在凝水接外网出口处设置凝水流量计等设备。2.3.2民用换热站：民用换热站的效劳对象是民用建筑及公共建筑，并且大局部属于热水供热热力站，以供暖热用户的热力管网系统图为例说明，如图2-4所示图2-SEQ图2-\*ARABIC4民用热力站系统图备注：1——压力表；2——温度计；3——热网流量计；4——水—水换热器；5——温度调节器；6——热水供给循环泵；7——手动调节阀；8——上水流量计；9——供暖系统混合水泵；10——除污器；11——旁通管；12——热水供给循环管路外网的供回水管路上装有总管阀门、手动调节阀、温度计、旁通管阀门、温度计及除污器，其中热用户可以根据自己的热量要求调节手动调节阀；除污器的作用是防止污垢杂物进入局部供暖热用户；在用户直线较长的管路中，可以在用户供回水总管的阀门前设置旁通管道，这样当某些用户暂停供暖或检修管道却总管路仍在运行的时候，关闭引入管阀门，这样总管路可以通关旁通管联通使水继续循环。通过水—水换热器，可以将热用户的环路的循环上水加热到所需的温度以满足热用户的需要，同时为了排除管道中的杂质〔当城市上水的水悬浮杂质较多的时候〕、水质硬度或含氧量过高的时候，还在上水管路上设置了过滤器或对预先对循环水进行必要的水处理，以满足对循环水水质的要求。2.3.3换热站自控的构成换热站自控的主要目的是使各个换热站的热量分配满足所需，即是各个换热站按所需得到热量，并将其合理地以热量的形式分配出去，假设以的那个换热站为控制对象[TanakaK,SugenoH.Stabilityanalysisanddesignoffuzzycontrolsystems.FuzzySetsandSystem,1992，45:135-136．]。由于每个换热站的距离远，比拟分散，而且各个换热站的供热面积不同，负责区域内建筑的负荷状况不同，导致了系统参数变化缓慢，滞后时间长的热惰性问题，为了解决上述问题，换热站要采用先进的现代化管理技术，要实现由传统的人工操作的模式向现代化的、智能化的方向转化[白冰TanakaK,SugenoH.Stabilityanalysisanddesignoffuzzycontrolsystems.FuzzySetsandSystem,1992，45:135-136．白冰.基于GPRS技术的热网监控系统研究与设计.东北电力大学.2021.03.换热站的自控系统可以分为：数据采集的控制局部、循环水泵的控制局部、补水定压的控制局部、通信局部等等组成，通过热工检测仪表测量一次管网和二次管网的温度、压力、流量等信号，并且按照事先预订的控制算法和控制方式完成对一次管网、循环水泵、补水泵的控制调节，从而可以到达换热站经济、平安、可靠的运行，换热站的自控系统控制流程图如图2-5所示：图2-SEQ图2-\*ARABIC5换热站自控系统控制流程图2.3.4换热站调节方式与控制策略要完成换热站的自动化调节控制，换热站要对一次管网、二次管网及换热站内部的元件进行参数的采集[郭晓东.赵建秀.浅析热网监控数据传输方式.中国科技信息.2005.17.][胡维俭.热力交换站温度的控制.郭晓东.赵建秀.浅析热网监控数据传输方式.中国科技信息.2005.17.胡维俭.热力交换站温度的控制.煤气与热力.1996.16(2).表2-SEQ表2-\*ARABIC1换热站具体的采集参数表采集参数的位置采集参数的类型一次管网供、回水温度、压力、流量二次管网供、回水温度、压力、流量一次网供水电动调节阀电动调节阀的开度循环水泵、补水泵水泵的启动、停止、开启状态补水箱液位循环泵、补水泵监测水泵的频率并反响室外温度测点温度水表、电表、热量表耗水量、电量及热量的计量参数以上的换热站参数是针对换热站的调节方式与控制策略效劳的，其中的调节方式分为质调节、量调节及分阶段的质调与量调相结合，其具体的换热站的调节过程如表2-2所示：表2-SEQ表2-\*ARABIC2换热站的调节过程表调节方式质调节量调节分阶段的值调与量调相结合概念解释在供热系统中随着室外温度的变化，改变供热参数系统的供水温度，而用户循环水量保持不变的调节在供热系统中随着室外温度的变化，只改变网络的循环水流量而保持供热参数不变在供热系统中随着室外温度的变化同时通过热源或者换热站改变网路的供水的流量和温度调节过程简介(1)检测二次供回水温度和室外温度，自动调节电动调节阀的开度，按照控制器内设定的经济运行的温度曲线，自动调节二次管网供水温度或二次网供回水平均温度当室外温度变化是，以供水压力与回水压力的差值作为调节的反响值，或手动设定二次侧的供回水压差，自动调节循环泵的转速针对不同的热负荷类型〔如居民住宅、商场、工厂、机关、学校等〕的作息规律制定一个分时段的供水温度预控曲线，实现人性化供热(2)对个二次供热系统的温度检测、分析，结合外界干扰因素〔如天气温度〕，算出工况(3)对一次管网的流量控制，使供热系统在满足用户需求量的前提下，保持最正确工况特点于管网的循环水流量是不变化的，因为整个网路的水力工况是很稳定的，但是也存在一定确实定，即整个系统都在最大流量状态运行，不利于节能通过流量的改变来得到运行调节的目的，但是管路中水流量的变化对于整体管路的运行影响较大，不利于整体的水里工况的稳定，因此很少单独使用整个网路的流量会随着用户供暖热负荷的减小而减小，从而能够在很大程度上节约水泵的能量消耗，到达节约能源的目的，但是在整个系统也参加了变频水泵和与之想适应的自控设备，从而在投资上并不是十分节约供热系统不仅具有很大的热惯性，而且又是一个大的热容系统，，供热系统不仅仅表达在具有很大的热惯性上面，也容易受到外界因素的影响，难以做到精确控制，由于外界变化复杂且不可准确预测的气象条件导致的供热系统存在很大的滞后性，如果过于频繁的对供热系统进行调节，再加上传输介质和散热器系统的滞后性，需求以负荷预测为根底的准确的供热量需求是需要很长的响应时间的，同时对于这个热容系统而言，由于本身具有很大的热容性，及热用户本身对环境的适应性存在一定的变化控制，综上所述，前几天的环境温度就会对现在的热负荷需求最为直接的影响，这样就可以根据已建立天气预报系统对热负荷做出较为合理的预测。2.3.5换热站通信方式集中供热监控系统的一个重要环节是数据通信方式的选择，在现实中，可选择无线方式，也可以有线方式，无线方式包括无线数传电台、GPRS等等，有线方式包括光纤专线、拨号、ADSL等等，选择何种通信方式不仅决定着网络的传输结构，而且还决定着实时数据传输的可靠性和有效性，并且涉及着网络通信协议以及于通信机制的配合问题，还涉及到实际组网本钱和采用的技术的成熟性，这些通信方式的优缺性如表2-3所示：表2-SEQ表2-\*ARABIC3换热站监控系统中各种通信方式的比拟传输传输方式比较内容比拟内容GPRS拨号ADSL光纤无线数传电台覆盖范围全国全国全国区域不大于20km建设费用一般较低低高较高计费方式流量时间+次数包月无占频费运行费用一般高高低一般通信速率较高一般高高低可靠性较高较高高高一般实时性较高低较高高较高维护本钱低一般一般较高一般对于无线方式，其中有从上世纪90年代开始在集中供热监控系统中使用的无线数传电台[白海江.范雷白海江.范雷等.换热站无线三遥控制系统.自动化仪表.2001.3.对于有线方式，虽然有较高的工程造价较高，但是光纤通信方式是所有通信方式中速率最高、性能最好、最可靠的一种通信方式，相比拨号的通信方式，具有更高的通信速率和更高的稳定性，特别是换热站数量比拟多的时候，光线通信更具有优势可言[HuntKJ,SbarbaroD,GauthropPJ.Neuralnetworksforcontrolsystems-Asurvey.Automatic.1992,29(e).]HuntKJ,SbarbaroD,GauthropPJ.Neuralnetworksforcontrolsystems-Asurvey.Automatic.1992,29(e).光纤通信(opticalfibercommunication)的光源是激光器，通信的传输介质为光导纤维，光纤通信(opticalfibercommunication)具有大的信道容量、较强的抗电磁干扰能力等突出优点，是构成未来信息化的主要通信方式。由一段或多段光纤、一系列光子、光电子和微电子的器件、电路和子系统组成的链路、环路或网络光纤传输系统，其采用多个信道并行的方式传输数据，从而能够能够大幅度的提高数据的传输带宽。第3章某供热系统的集中控制系统应用3.1工程简介青岛热电集团是青岛市国有大型热电联产企业。目前，集团总资产17亿元，年发电能力2.6亿千瓦时，年供蒸汽276多万吨，供热面积1600万平方米，拥有电站、区域供热锅炉40台，换热站169座，蒸汽管网159公里，热水管网636公里，拥有用热单位288家，采暖居民13.6万余户，供热市场占有率为52％是青岛市主要的热力生产和供给基地。公司1999年在全国同行业首家通过ISO9001质量管理体系认证；通过了ISO14000环境管理体系认证。全国首家供热行业注册效劳品牌。“暖到家〞品牌被评为青岛市效劳名牌，青岛市十大效劳商标、青岛市著名商标，中国品牌实践创新突出奉献奖，中国热力生产和供给业十强品牌，中国供热行业最具影响力品牌。公司先后被评为全国建设系统文明效劳示范窗口单位、思想政治工作先进单位、企业文化建设先进单位，全国青年文明号等荣耀称号，并中选为中国城镇供热协会常务理事单位、山东省供热协会副理事长单位。青岛热电集团第二热力公司，包括丰县路、国安、台柳路、徐州路、康储等换热小区，在以往的运行中，主要采用人工调节的方式，从室外温度测量到供热系统的曲线调整，全部由一线的供热现场完成，工作效率低，不容易发现热网不平衡参数，造成调整的滞后性，浪费了大量能源――特别是供热站直供系统的调节，一所锅炉房直接向仅百万平米的热用户供热，调整全靠锅炉运行掌握，滞后性和管网调节难度最为突出，浪费能源最为严重。为此，集团公司经研究决定引进国外先进自控机组，将供热站一次直供全部改造为换热站间接供热，分割供热面积，提高供热管网平衡调节的灵活性；同时，引进西门子远程监控系统，充分利用自控机组的自动化和远程监控功能，提升供热自动化水平，实现科技节能。在应用自控和通信系统〔集中供热SCADA系统〕投入使用后，从运行手段和运行结果比照分析得出，供热效率明显提高，单耗明显下降，供热质量得到了改善，产生了较大经济效益。3.2自控系统结构及组成2005年青岛热电集团在利用芬兰贷款工程建设中首先对第一、第三热力公司的41个高温水换热站的57套LPM机组实施了自控建设，投产运行后发现不仅有效地提高了管理效率，而且节能效果比拟明显，于2006年9月经过全面系统的考察后，在供热运行中大规模引进了西门子技术，全面实施远程三级网络监控技术，截止到2007年10月已经实施自控的换热站116个，涉控机组157套，供热站5个，涉控锅炉16台，覆盖供热面积847.545万平米，建成了目前国内较大的供热运行自控网络。自控系统包含3级监控，第一级为监控中心SCC〔即集团公司监控中心〕，第二级为监控分中心HCC〔即各热力公司监控中心〕，第三级监控为现场控制单元LCM〔即自控机组〕，系统通过ADSL通信网络实现以太网的通讯连接[周旭.周旭.SCADA系统的设计与应用研究.山东建筑大学.2021.06.第一级监控中心SCC〔即集团公司监控中心〕是集中供热系统的监控和信息交换中心，监控中心的数据库可以同办公管理系统联网，实现数据共享，为管理层的运行本钱分析和管理以及平安生产和优质效劳管理提供了方便快捷的信息传递渠道。第二级监控分中心HCC〔即各热力公司监控中心〕位于各热力公司总部，它不但具有第一级监控中心的所有功能外，还直接负责供热管网系统的实时监控和调整等操作，是整个监控系统中最关键的单元。监控分中心读取现场就地控制器的数据，根据管网平衡情况对换热站进行人工调整调度和机组的远程控制配合操作，实现管网的优化和经济运行。同时，监控分中心对管网数据进行采集并上传到监控中心〔SCC〕。LCM换热站的就地控制单元包括控制器、通讯设备、传感器和自动调节阀等设备，控制器对现场设备进行数据采集和实现自动控制，监控中心对就地控制单元进行数据采集和集中监控，所有的控制单元都配有中文图示显示中断，操作员可以进行就地操作。就地控制器支持以太网TCP/IP通讯，为系统的网络组态提供强大的支持。传感器负责各种运行参数的测量和反响，自动调节阀执行就地控制器的命令，实现自动调节，节能经济运行。图3-SEQ图3-\*ARABIC1某换热站换热机组的其中通讯系统由三局部组成，具体的如下所示，SCC和管理部门的计算机系统可通过局域网进行连接HCC和SCC之间通过专线进行连接.HCC和换热站就地控制器可通过ADSL或其它以太网进行数据通讯，网络需支持TCP/IP协议，通讯网络的建立由用户负责[StuartA.Boyer.SCADA:SupervisoryControlandDataAcqusition[M].2nded.Carolina:InstrumentSocietyofAmerica,1999.]StuartA.Boyer.SCADA:SupervisoryControlandDataAcqusition[M].2nded.Carolina:InstrumentSocietyofAmerica,1999.图3-SEQ图3-\*ARABIC2系统网络结构对于第一级为监控中心SCC〔即集团公司监控中心〕，系统共有2台效劳器，硬件如表3-1所示表3-SEQ表3-\*ARABIC1SCC效劳器硬件表制造商：DELLCPU：Intel“Xeon〞3.0GHz主频：800MHzfront-endbusL2Cache：2M缓存RAM：1GBDVD光驱：48XCDRW/DVD-ROM硬盘：160GB,7200r/s彩显：19〞液晶显示器I/O接口：3USB;2PS/2;1并口,2串口.以太网卡：PCI卡(10/100BaseT)标准键盘鼠标备注：两台效劳器为冗余效劳器，效劳器的主要功能是进行数据采集和存储。操作员站共有2台电脑，硬件如表3-2所示。表3-SEQ表3-\*ARABIC2SCC操作员站硬件表制造商：DELL型号：Precision470CPU：IntelPentiumIV3.0GHz主频：800MHzfront-endbusL2Cache：2MRAM：512MBDVD光驱：48XCDRW/DVD-ROM硬盘：80GB,7200r/s显卡：FX5900graphiccard彩色显示屏：19〞液晶显示器I/O接口：3USB;2PS/2;1并口,2串口以太网卡：PCIcard(10/100BaseT)标准键盘鼠标备注：操作员站通过以太网同效劳器相联，操作员在操作员站对热力管网系统的换热站进行监视和远程控制操作。工程师站共有1台电脑，硬件如表3-3所示。表3-SEQ表3-\*ARABIC3SCC工程师站硬件表制造商：DELL型号：Precision470CPU：IntelPentiumIV3.0GHz主频：800MHzfront-endbusL2Cache：2M缓存RAM：512MBDVD光驱：48XCDRW/DVD-ROM硬盘：80GB,7200r/s彩色显示屏：resolution19〞LCDI/O接口：3USB;2PS/2;1parallel,2serial.以太网卡：PCIcard(10/100BaseT)标准键盘鼠标Mouse备注：工程师站用于工程师对计算机网络进行管理和维护，也可用于对热网系统的运行及历史数据进行分析，并可对系统进行进一步开发。对于打印机、扫描仪等的硬件介绍如表3-4至表3-9所示：表3-SEQ表3-\*ARABIC4SCC打印机硬件表制造商:HP型号:Colorlaserjet5550打印速度:28ppm内存:160MB分辨率:600×600dpi处理器:300MHz打印能力:120000页/月并口及USB1.1接口,耗材：12000页/硒鼓网络接口双面打印功能表3-SEQ表3-\*ARABIC5SCC扫描仪硬件表制造商Microteck型号ScanMaker9700，A3彩色平板式光学分辨率1200dpi硬件分辨率1200x2400dpk输出分辨率Max.9600dpi色彩48bit接口USBinterface表3-SEQ表3-\*ARABIC6SCC投影仪及屏幕硬件表制造商Infocus型号LP540屏幕尺寸2250mmx3048mm输入接口PAL-SECAM-NTSC,HDTV,VGA-SVGA-XGA,输出分辨率1200lumen更新频率120Hz彩色16million接口RS-232,TCP/IP,multi-mediuminterface表3-SEQ表3-\*ARABIC7SCC不间断电源UPS硬件表制造商APC型号SU2200I输出功率2200VA输出口8pcsIEC320C13通讯接口USBorRS-232管理软件Smart-UPSXL表3-SEQ表3-\*ARABIC8SCC网络设备硬件表制造商:D-linkDes-1024D路由器:支持远程访问w集线器HUB:24接口,RJ-45,10/100BASE-TX备注：所有计算机及网络设备连接到集线器HUB上，组成局域网。表3-SEQ表3-\*ARABIC9SCC手提电脑硬件表制造商:IBM型号:R60CPU:IntelCoreDuoT2300L2Cache:2MIntel945RAM:512M显卡ATIX1300GraphiccardDVD驱动:CD-RW/DVDCombo硬盘:80GB彩显:14.1〞XGA以太网卡:PCIcard(10/100BaseT)标准键盘重量:2.65Kg监控中心通讯网络:效劳器、操作员站及工程师站连接到HUB上形成100Mbit/s的局域网。第二级监控分中心HCC〔即各热力公司监控中心〕，系统共有2台效劳器，硬件如表3-10所示：表3-SEQ表3-\*ARABIC10HCC效劳器硬件表制造商：DELL:DELLCPU:Intel“Xeon〞3.0GHz主频：800MHzfront-endbusL2Cache:2M缓存RAM:1GBDVD光驱:48XCDRW/DVD-ROM硬盘:160GB,7200r/s彩显:19〞液晶显示器I/O接口:3USB;2PS/2;1并口,2串口.以太网卡:PCI卡(10/100BaseT)标准键盘鼠标备注：两台效劳器冗余运行，完成数据采集和存储。操作员站共有2台电脑，硬件如表3-11所示。表3-SEQ表3-\*ARABIC11HCC操作员站硬件表制造商:DELL型号:Precision470CPU:IntelPentiumIV3.0GHz主频800MHzfront-endbusL2Cache:2MRAM:512MBDVD光驱:48XCDRW/DVD-ROM硬盘:80GB,7200r/s显卡:FX5900graphiccard彩色显示屏:19〞液晶显示器I/O接口:3USB;2PS/2;1并口,2串口以太网卡：PCIcard(10/100BaseT)标准键盘鼠标备注：2个操作员站通过网络同效劳器相联，操作员站用于对热网系统运行状况进行实时监控，并可对热力站实施远程控制。对于打印机、扫描仪等的硬件介绍如表3-12所示：表3-SEQ表3-\*ARABIC12HCC打印机硬件表制造商:HP型号:Colorlaserjet4650打印速度:28ppm内存:16MB分辨率:600×600dpi处理器:300MHz打印能力:120000pagepermonth并口及USB1.1接口耗材：65000页/硒鼓网络接口表3-SEQ表3-\*ARABIC13HCC不间断电源硬件表制造商APC型号SU2200I输出功率2200VA输出口8pcsIEC320C13通讯接口USBorRS-232管理软件Smart-UPSXL表3-SEQ表3-\*ARABIC14HCC网络设备制造商:D-linkDes-1024D路由器:支持远程访问supportingremoteaccessandview集线器HUB:24接口ports,RJ-45,10/100BASE-TX备注：所有计算机及网络设备连接到集线器HUB上，组成局域网。监控中心通讯网络:效劳器、操作员站及工程师站连接到HUB上形成100Mbit/s的局域网。LCM换热站的就地控制单元的硬件配置如下所示：控制器：Saphir控制器，用于换热站的数据采集和运行控制，数据发送到SCADA监控系统的效劳器。压力变送器：西门子QBE9000压力传感器。温度传感器：DanfossPT1000温度传感器。Danfoss调节阀:VF2，执行器：AME55+AMPBU。3.3工程换热站功能介绍3.3.1Saphir控制器Saphir控制器作为最小控制单元被广泛的用于换热站，在系统中,通过远程终端设备Saphir控制器来实现采集数据和过程控制功能,控制中心与各个热力站之间通过TCP/IP(OPC)协议进行通讯，Saphir控制器根本的I/O共有32点,通过添加扩展I/O模块可增加到128点，根本的输入和输出如表3-15所示：表3-SEQ表3-\*ARABIC15Saphir控制器14个通用输入点数字输入分辨率:12Bit电压信号:0~10V电流信号:0~1V(0~20mA外部并联500Ω电阻)温度传感信号:PT1000或NI1000数字输入:不能由外部供电.2个开关量输入点快速的数字输入计数器输入8个数字输出点继电器输出支持交流24..230V电压电流6A(最小推荐3A)支持各类型继电器8个模拟量输出点电压直流0~10V电流2mA平安电压+/-30V短路电路保护分辨率:10BitSaphir控制器的功能如下可自由编程使用CFC技术和功能模块编程循环周期<200毫秒单独的通讯模块输入/输出可扩展历史数据存储(最高可达2000点)时间程序4级别报警可通过SMS发送报警可通过通讯或GSM通讯3.3.2人机界面(HMI)此系统应用的SIEMENSTP170A触摸屏控制面板，其重要的参数如表3-16所示：表3-SEQ表3-\*ARABIC16触摸屏控制面板的参数表液晶显示：冷极光背板分辨率(象素)：320x240屏幕实际尺寸(WxH)毫米：116x87(5,7")亮度：蓝色背景光(4级)使用寿命：工作环境温度25°C，50,000小时按键寿命处理器：32-BitRISC/66MHz闪存：根本配置256K字节通讯接口：IF1/ARS232,IF1/BRS422,RS485电源：24VDC(18V—30V)功率：240毫安(24V)防护等级：IP65/IP20面板尺寸(WxH)：212x156外托尺寸(WxHxD)：198x142x45工作环境温度：安装方式(垂直安装)0°C至50°C安装方式：(倾斜角度0°，最大40°，垂直角度最大35°l)空气湿度≤85%；没有露水功能说明：用户可存储文件(包括普通20张图片，20份表格，100条信息，几个控制按钮图形，文本和大约100个标签等等)显示长度70个字符，显示8行每次处理能显示8条信息3.3.3通讯模块Saphir控制器的通讯模块ACX52.22有效的扩展了控制通讯功能，它融合了WindowsCE平台的所有通讯协议，支持各种通讯方式。在WindowsCE系统中所有的网络数据可由DHCP效劳器设置，如果无法设置也可由系统自动分配IP设置。可管理WEB网络上的效劳器加载，下载文件，访问注册管理，不同于其他的方法，能管理未知网络Saphir控制器(RCC)是基于网络设计的设备，采用IntelStrongARMSA-1110处理器。硬件安装16MB闪存，32MBSDRAM和WindowsCE操作系统，RCC有非常强的网络通讯功能。允许局域网接入，能灵活便携的随时接入以太网络。WEB效劳器的网络兼容和远程管理，能让用户远程修改加载自己的网络页面，无需其他硬件即可在文件系统里加载所有的页面，而进入某些页面就还可以得到的一定的权限和组策略。为了简单综合化SCADA系统和OPC技术管理，将RCC集成在OPC效劳器内部电路上，在自动化系统中以defact标准通讯，Saphir控制器能连接到所有支持应用这个标准的系统中。预安装普通树状控件程序可以加载到控制器程序中。修改WEB浏览器里的数据点必须重新启动Saphir控制器,而且随着JAVA语言技术的应用,Saphir控制器可以显示实际过程数据。3.4换热站自控系统的实施原理正如上所述，该自控系统采用的是西门子ACX32控制器与现场传感器来实现站内自动控制。通过三套