集中供热锅炉控制系统的PLC控制

发表时间:2020/4/30   来源:《基层建设》2020年第2期   作者:吴晓萧1 余翠琳2
[导读] 摘要:在微电子技术和信息技术的快速发展下,PLC控制技术水平不断提高,适用范围更加广泛。
        1 浙江热家物联网技术有限公司  浙江杭州  310052 2 杭州德联科技股份有限公司  浙江杭州  310052
        摘要:在微电子技术和信息技术的快速发展下,PLC控制技术水平不断提高,适用范围更加广泛。在PLC控制技术的应用下,有效改变了传统的粗放式工业生产模式,通过采取一定的编程算法,实现对电气系统的自动化控制,根据实际需要改变输出,减少不必要的能耗,获得了显著成果。在供热系统节能方面的应用是PLC控制技术的一个重点应用方向,但目前供热系统的整体自动化控制水平还较低,有必要加快相关研究,促进研究成果向实际应用成果的转换。本文结合我公司的供热设备,对PLC控制的供热系统进行了研究说明。
        关键词:PLC控制;供热系统;应用
        1  PLC控制技术在供热系统节能中的应用基础
        PLC自动化控制技术是在传统的顺序控制器基础上,通过采用微电子技术、先进的计算机和通讯技术,以及自动控制技术,设计并实现一套完整的工业控制装置,达到对电气系统进行自动化控制的目的。目前PLC控制在工业中的应用,已经能够取代传统系统中的技术顺序控制器、继电器、计时器、执行逻辑组件等功能,建立一套新型的软件控制系统,具有更强的通用性、可靠性和抗干扰性。而且PLC控制的编程实现较为简单,为其大范围应用奠定了良好基础。PLC控制器的内部运行方式一般采取循环扫描方式,在大中型PLC控制器中,也会使用到中断运行方式。完成初始的程序编程和调试工作后,可以将编程器程序写入PLC存储器中,接受现场输入信号,连接执行元件,通过输入端和输出端的运行,实现PLC自动化控制。同时也支持控制模式的切换,可在特殊情况下进行手动控制。PLC硬件系统主要由微处理器、电源组件、输入和输出模块、存储器等部分组成。目前市场上的这些产品种类繁多,价格较低,为PLC控制技术在工人系统节能中的应用提供了有利条件,可以有效降低供热系统优化调整过程中的成本投入。
        2  PLC技术概述及其在供热站控制系统的实现方式
        2.1  PLC技术组成及其特征
        PLC技术是由多个控制时序图连接的控制网络,通过将微机技术、继电接触控制技术等进行结合,其不仅可以克服继电器触点触发时间长、精度低的问题,而且能够借助于网络化的电气处理系统,来完成对多种电气设备的自动控制。在PLC自动化控制系统中,存在着一系列的基本程序指令,用户只需利用可编程的存储设备,就可以进行电气运营的时间顺序控制、逻辑运算等。因此在PLC自动控制技术中,主要包含微数字处理器、程序存储器、接口电路模块,以及数据搜寻、信息处理、数据编码等工作流程,不同模块负责不同区域的电气设备控制。其中微数字处理器为数据处理模块,能够对搜集到的数据信息进行编码与处理。之后程序存储器会将系统的数据信息,一方面存储在各程序存储器之中,另一方面经由多个接口电路传输至相应电气设备。现阶段PLC自动控制技术,通常被应用到工业生产、电气自动控制等领域,能够方便快捷的帮助用户完成各种设备控制。
        2.2  PLC技术在供热站控制系统的实现方式
        运用PLC技术的供热站控制系统,采用人机交互设备,通过PLC的数据采集、监控模块等接口设备进行一级网、二级网运行状态的监测,当PLC完成一级、二级网的供水温度、压力与流量采集后,需要运用微数字处理器、程序存储器等,对供热站的电动阀门、变频器、水泵等设备的运行参数进行调节,以控制介质水的循环量及吸放热量,实现供热站控制。PLC控制系统包含以下控制方式:电动调节阀的调节,主要是控制换热器一级网流量,根据二级网供热温度曲线来进行对应调节,然后运用PID调节器控制一级网回水管安装的电动阀门来控制一级网进入换热器的流量,从而调控二级网供水温度。循环泵的运行控制,通过PID调节器控制循环泵出力,以达到设定的二级网供回水压力差间接控制二级网循环流量。补水泵的调控,控制补水泵变频频率,控制补水流量,稳定二级网回水压力设定参数,实现二级网自动补水。PLC控制系统通过控制一级网供回水流量来调节二级网温度,再通过二级网流量来控制总体供热量,达到供热站调控。


        3 自动控制技术在城市集中供热系统中的应用特点
        3.1 分时段控制技术
        应用此类技术时,供热企业对比根据城市集中供热与传统供热系统的不同之处,对其全面管理。主要在热计量收费方面,应该完善制度体系,通过选择分时和精确控制,形成先进的分时、分段、分户控制系统。
        3.2 自动化机械设备
        城市集中供热系统在运行中,由于供热负荷较大,用户之间存在很大的差别。因此,需要应用自动化设备对其进行升级改造,建立专业的智能化平台和供热机制,发挥先进的自动控制技术的优势。例如:加压泵、电动阀、电磁阀等在供热工作中的使用,不仅保证了全网稳定运行,而且还节省了人工投入。
        3.3 实时监控技术
        在实际工作中,根据发展需求建立专门的实时监控系统,合理开展供热工作,在宽带通信技术的支持下,提高远程控制机械设备的技术水平,保证集中供热的稳定运行。例如:企业在实际工作的过程中,利用全网平衡系统来控制各换热站的供热稳定性。通过设定固定的参数值来控制阀门的开启度,以达到对流量的调节,从而保证供热在最合理的范围内。
        4  PLC热网控制系统的设计
        首先,热网控制中心的设计。热网控制中心设有热网控制系统的主控制服务器Sever,热网控制中心的主要作用是统一调度整个热网。热网控制中心的调度内容如下:管理整个热网的热力平衡,管理水利平衡,根据热力平衡及气象预报调控热源供热量,实现全网平衡。热网控制中心的基本硬件配置应具有两台高性能数据处理通讯服务器,一台高性能视频服务器,两台监控计算机,一台计算机,一台UPS电源(10kVA,1h),一台网络交换机。其中,高性能数据处理通讯服务器和高性能视频服务器的作用分别是与热力站PLC和摄像机通讯。
        其次,通过与电信运行商合作接通网络来实现热力站和调度中心的通信,并且能为热网控制中心采集、分析各个远程子站的过程数据,以预先设置的数学模型为依据计算出控制解决方案,为各个热力站的操作提供指导,实现全网平衡。数据采集系统负责分析、查询热网工作参数(包括实时参数和历史参数),此系统的主要构成是总平面图(显示热网整体运行监控数据)、数据总览图、各站工艺流程图(显示各远程终端的实时参数)等界面。
        最后,热网控制中心的预测、规划控制子系统的作用主要是根据气象部门提供的天气预报情况制定热源供热量配给计划,而诊断、报警子系统的作用主要是保证热网运行可靠性。如果热网的主要运行参数超过设定值,或监控系统参数超出相关标准,诊断与报警子系统会报警。诊断与报警子系统可查询历史报警情况。热网控制中心的核心软件是分析与控制系统,该系统是热网控制中心实现动态平衡管理的基础。分析与控制系统的主要作用是分析、控制、管理热网中各个热力站的平衡情况。
        5 结语
        PLC控制技术在供热系统中的应用,对于提升供热系统的节能性有重要帮助。通过对PLC技术在供热系统中的应用原理和具体运行方式进行分析,可以明确其技术应用的方向,促进基于PLC控制的科学供热模式的应用推广。我公司在未来几年的供热中,可以参考新型PLC控制技术,对设备进行改进,有效解决传统运行模式中供热调节响应速度慢等问题,实现按需供应,提高用户的满意度。
        参考文献:
        [1]赵忠波.PLC控制在供热系统中的节能应用[J].黑龙江科技信息,2014,(02):13.
        [2]郑磊.水力平衡节能控制技术在供热系统中的应用[J].中国建设信息供热制冷,2016,(08):50-51.
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