换热机组控制方案说明

机组控制方案说明水泵控制方式说明1.补水泵控制部分:补水泵采用变频一拖一形式，两台补水泵一用一备。分为手动和自动两种控制方式。1.1、补水泵手动控制时，可通过柜门上的按钮或者变频器面板进行启停控制。1.2、补水泵自动控制时，采用变频恒压控制技术。采用模糊-PID控制模式，通过安装在二次网回水管路上的压力传感器来测量回水压力，将此测量值与系统的补水压力设定值（通过触摸屏设定）相比较，通过控制系统自动调节补水泵的转速，使系统的回水压力与设定压力一致，达到恒压补水的目的，当系统压力稳定且不丢水的情况下，补水泵进入休眠状态，实现节能降耗的目的。当一台泵故障时，另外一台泵自动投入使用。2.循环泵控制部分:循环泵采用变频一拖一形式，三台循环泵两用一备。分为手动和自动两种控制方式。2.1、循环泵手动控制时，可通过柜门上的按钮或者变频器面板进行启停控制及频率给定。2.2循环泵自动控制时，采用模糊-PID控制模式，根据二次网的供水压力或供回水压差来控制进行PID计算，调节变频器的输出频率，实现自动调节控制，同时避免压力过小或过大对管道及用户的不利影响；当其中一台循环泵故障时，备用泵自动投入使用。自动控制系统完成的功能能够对热网温度、压力、流量、开关量等信号进行采集测量、控制、远传，实时监控一次网、二次网温度、压力、流量，循环泵、补水泵运行状态，及水箱液位等各个参数状态，进而对供热过程进行有效的监测和控制。在实际供热中按室外温度调节二次网供回水温度，实现气候补偿节能控制或分时分区节能控制，达到全网平衡、按需供热节约能源的目的。1、系统功能描述1.1、数据采集主要完成供热管网的模拟量（如温度、压力、流量、电量、热量等）、状态量（如泵的状态、水位高低状态等）、并完成相应的物理值的上下限标定、PID运算、逻辑运算、参数的测量和显示，测量结果将传送到监控中心。①压力：一次网供水压力、一次网回水压力、各供热机组的二次网供水压力、二次网回水压力。②温度：室外温度、一次网供水温度、各机组的一次网回水温度、二次网供水温度、二次网回水温度等数据。③流量、热量：一次水瞬时流量、热量，累计流量、热量，补水瞬时流量、补水累计流量。④设备状态值：电动调节阀位置、循环泵变频器、补水泵频率反馈、电流反馈等。⑤运行状态：设备控制状态、故障状态等需显示、控制值。1.2、设备控制①泄水压力控制用于保护管网管道安全。二次网供(回)水压力高于高限设定值时，泄水阀开启，起到泄压保护作用，低于下限设定值，泄水阀关闭。并有防止泄水阀反复开关的措施，防止泄压阀提早老化。②热量控制热量控制主要控制一次网热源输入量与二次网供热量，满足用户需求与热厂要求，通过对一次网和二次网各自温度、压力、流量的控制来实现。热量控制目标实现的好坏直接关系到整套换热机组的整体性能，如能耗的高低，用户对服务质量的感官身受，运行成本的高低。此项控制为控制系统中的关键项目。1.3、系统保护当二次网供水温度高于高高限值时、一次网回水温度高于高限值时或当所有循环水泵停止或停电时，一次侧电动调节阀自动关闭。当二次网供水压力值高于高限值时，或当二次网回水压力值低于低限时，为保护设备，停止整个换热机组的运行，直到故障解除后，再投入运行。对调节阀设定低开度和高开度设定，保证自动运行情况下，调节阀在一定的设定范围内工作，不会关到0%或者开到100%。当系统断电后，调节阀开到100%，保证管网安全，系统上电后，自动检测投入断电前运行状态。2、系统关键功能提高对用户供热的服务质量，降低运行成本，满足热厂对降低能耗的要求，从控制系统入手，提出若干项关键性控制功能。2.1室外温度补偿（气候补偿）供水温度应随室外温度的变化时刻进行调整，始终保持供热量与建筑物的需热量相一致，保证室内温度在不同室外温度情况下的相对稳定，实现按需供热，这样才可以保证换热机组最大限度的节能运行。这种功能称为室外温度补偿或者气候补偿功能，它通过可设定的室外温度——供水温度特性曲线进行就地控制调整。该温度控制曲线通常由一组二维数组描述，其实质为一非线性曲线上的若干点。在PLC中将上述中的二维数组转换为控制曲线数学模型，系统检测供水温度和室外温度，通过PLC运算，自动调节一次网的阀门开度从而达到供水温度设定值，实现换热站的热量调节。2.2时段温度控制在一天中的不同时间段，用户对供热量的需求是不一样的，如上班时间无人在家，供暖温度可适当降低；下班或周末在家，供暖温度可适当调高；白天，供暖温度可适当降低；夜间，供暖温度可适当调高。同理，对于生活热水的供应也有这种要求。这种功能称为时段温度控制功能，既能满足用户需求，又能降低能耗。该功能和室外温度补偿功能一样，通过可设定的时间段——供水温度特性曲线进行就地控制调整。该温度控制曲线通常由一组二维数组描述，其实质为一非线性曲线上的若干点。在供暖时，时段控制可对室外温度补偿功能控制下的供水温度进行修正，这样可以生成一条更经济的运行曲线；在供生活热水时，可根据时段温度控制功能对二次网供水温度进行控制，使之适应一些特殊的供热对象。2.3时段循环泵压差控制同上述道理，对循环泵压差这一目标值，应根据时间段的不同进行修正，以达到既能满足用户需求，又能降低能耗的目的。这里，由可设定的时间段——二次网压差特性曲线进行就地控制调整。该温度控制曲线通常由一组二维数组描述，其实质为一非线性曲线上的若干点。自控系统硬件配置本自控系统主要包括3台循环泵变频控制柜、1台补水及PLC控制柜共计4台控制柜。柜体采用碳钢材质静电喷涂工艺，仿威图结构，Ral7035电脑灰颜色。3台循环泵变频控制柜采用变频一拖一形式控制3台循环泵，1台补水及PLC控制柜采用变频一拖一形式控制2台补水泵。补水及PLC控制柜内采用1套西门子S7-200SMARTPLC为中心，人机界面作为辅助（监控、参数设置），控制整套换热机组的运行。并预留与厂区控制网络通讯接口。（1）PLC采用西门子S7-200SMART系列PLC，具有快速执行逻辑运算、丰富指令集、多元扩展功能模块。该系列PLC同时支持多种通讯协议，预留1个RS-485口，支持ModbusRTU协议；可根据需要增加DTU，实现GPRS无线传输；预留1个以太网口，支持TCP/IP协议及西门子S7协议。可根据实际需要配置模块，不浪费PLC硬件资源。（2）变频器采用ABBACS580系列变频器，适合风机水泵应用的多样功能：PID控制、追速启动、跳频功能。同时具有MOD-bus通讯功能从而与PLC连为整体。（3）人机界面采用昆仑通态TP1061TI系列10.1寸触摸屏，具有高分辨率率，支持网络等功能。电气元件及监控信号点电气元件品牌序号名称品牌要求1隔离开关、断路器、正泰2按钮、选择开关、指示灯、报警器、继电器3电压表、电流表、互感器、熔断器4电控柜和其他辅料优质性能可靠的品牌监控信号位置名称信号说明一次侧供水温度4-20mA输入西门子回水温度西门子供水压力丹佛斯回水压力丹佛斯调节阀开度反馈西门子调节阀调节阀开度控制输出流量计输入二次侧供水温度4-20mA输入西门子回水温度西门子供水压力丹佛斯回水压力丹佛斯流量计衡安特室外温度4-20mA输入实现气候补偿功能液位补水箱液位补水箱电磁阀补水箱进水电磁阀开关量输出泄水阀泄放电磁阀开关量输出自动信号自动运行时各接触器和热继等相关信号输入/输出