供熱事業(yè)是民生工程,同時(shí)又是國(guó)家節(jié)能減排的重要組成部分。換熱站作為供熱系統(tǒng)中重要的分配單元,其工作性能和輸配效率決定著供熱質(zhì)量高低和市民用熱舒適度和滿意度,以及節(jié)能效果。因此,優(yōu)化和提成換熱站自控系統(tǒng)的智能化水平是供熱企業(yè)整改措施的重要環(huán)節(jié)。
換熱站通常有1-4套換熱機(jī)組,供應(yīng)商在換熱站系統(tǒng)配置時(shí),為節(jié)約成本盡可能降低配置(如多機(jī)組共用熱表、水表、電表、PLC),這樣造成每個(gè)換熱站的軟件、硬件設(shè)計(jì)方案不一致、數(shù)據(jù)協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)不一致、工業(yè)組態(tài)軟件地址不一致,一旦出現(xiàn)問(wèn)題根本無(wú)從查起。
PLC系統(tǒng)構(gòu)建換熱站控制系統(tǒng)時(shí),傳感器多數(shù)采用的是4-20mA的信號(hào),如壓力、溫度、液位、變頻器頻率等,這些信號(hào)在傳輸過(guò)程受到干擾、線路損耗、PLC進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換的第個(gè)過(guò)程都容易造成失真,嚴(yán)重情況溫度的偏差值±1℃以上,目前多數(shù)企業(yè)僅解決了數(shù)據(jù)有沒(méi)有的問(wèn)題,數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性需要進(jìn)一步的完善。
多數(shù)熱力企業(yè)的統(tǒng)計(jì)分析也僅僅換熱站級(jí)的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì),很難做到機(jī)組級(jí)的統(tǒng)計(jì)分析,主要原因是缺少單個(gè)機(jī)組的計(jì)量裝置(熱表、補(bǔ)水表、電能表),只有做到機(jī)組級(jí)別的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析,才能進(jìn)一步的優(yōu)化未來(lái)的控制參數(shù)。
熱力企業(yè)不僅有可能存在多套供熱平臺(tái)、收費(fèi)系統(tǒng)、客服系統(tǒng),各系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)無(wú)法互通,系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)難,同時(shí)也造成系統(tǒng)維護(hù)的工作量增大。
2.1.1換熱機(jī)組硬件標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì),每個(gè)換熱機(jī)組均設(shè)置單獨(dú)計(jì)量裝置(熱、電、水),PLC硬件標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì),統(tǒng)一硬件標(biāo)準(zhǔn)。
2.1.2通訊協(xié)議、數(shù)據(jù)格式標(biāo)準(zhǔn)化,針對(duì)換熱機(jī)組、二網(wǎng)閥、用戶室溫、用戶熱表定義其數(shù)據(jù)格式、地址,其中包括壓力、溫度、流量、熱量、電量、液位、頻率、電流等。
依據(jù)換熱機(jī)組、熱源、二網(wǎng)平衡系統(tǒng)、用戶室溫監(jiān)控系統(tǒng)、用戶熱計(jì)量系統(tǒng)特性,有針對(duì)性的對(duì)各子系統(tǒng)制定數(shù)據(jù)更新周期及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)周期。
更新周期 |
存儲(chǔ)周期 |
備注 |
|
熱源 |
≤1秒 |
1次/分鐘 |
|
換熱機(jī)組 |
≤1秒 |
1次/分鐘 |
|
二網(wǎng)平衡閥 |
≤2分鐘 |
≤2分鐘 |
設(shè)備更新數(shù)據(jù)同時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ) |
用戶室溫 |
≤30分鐘 |
≤30分鐘 |
|
用戶熱表 |
≤1天 |
≤1天 |
設(shè)定溫度、壓力、流量、熱量、電量、補(bǔ)水量等數(shù)據(jù)的計(jì)量標(biāo)準(zhǔn),依據(jù)各種傳感器及PLC自動(dòng)化的特性制定各種類(lèi)型傳感器的系統(tǒng)計(jì)量精度。
名稱 |
單位 |
顯示小數(shù)位 |
系統(tǒng)測(cè)量精度 |
溫度 |
攝氏度(℃) |
0.01℃ |
±0.1℃ |
壓力 |
公斤(Bar) |
0.01Bar |
±0.03Bar |
熱量 |
吉焦(GJ) |
0.1GJ |
±1%(一級(jí)表) |
瞬時(shí)熱量 |
吉焦/小時(shí)(GJ/h) |
0.1GJ/h |
±1%(一級(jí)表) |
水流量 |
立方米(m3) |
0.1m3 |
±2%(二級(jí)表) |
瞬時(shí)水流量 |
立方米/小時(shí)(m3/h) |
0.1m3/h |
±2%(二級(jí)表) |
電量 |
度(KWH) |
0.1KWH |
有功1級(jí)、無(wú)功2級(jí) |
功率 |
千瓦(KW) |
0.1KW |
1級(jí) |
電壓 |
伏特(V) |
0.1V |
±0.1V |
電流 |
安培(A) |
0.1A |
±0.1A |
電機(jī)頻率 |
頻率(Hz) |
0.01Hz |
±0.01Hz |
2.4 換熱機(jī)組及二網(wǎng)平衡系統(tǒng)依據(jù)用戶室溫監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)反饋,自動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)組的及樓棟的供給量。
2.5 以實(shí)現(xiàn)大網(wǎng)平衡為目標(biāo),同時(shí)兼顧換熱機(jī)組運(yùn)行安全:管網(wǎng)壓力安全、系統(tǒng)安全、設(shè)備安全。
3.1 以利舊為主,盡可能使用現(xiàn)有的自控產(chǎn)品:PLC、觸摸屏、低壓電器等,降低改造成本。
3.2 以機(jī)組為單元,每套換熱機(jī)組對(duì)應(yīng)一套自控系統(tǒng),PLC程序、觸摸屏、通訊協(xié)議、數(shù)據(jù)格式標(biāo)準(zhǔn)一致。
3.3 每個(gè)機(jī)組分別安裝計(jì)量裝置:一網(wǎng)熱能表、二網(wǎng)流量計(jì)、補(bǔ)水表、電計(jì)量表。
3.4 通Modbus過(guò)通訊采集變頻器的輸出頻率、輸出電流、運(yùn)行、故障等信息。
序號(hào) |
數(shù)據(jù) |
來(lái)源 |
信號(hào)類(lèi)型 |
序號(hào) |
數(shù)據(jù) |
來(lái)源 |
信號(hào)類(lèi)型 |
1 |
一次網(wǎng)供水溫度 |
溫度傳感器 |
RS485-Modbus |
22 |
二次備循環(huán)泵頻率 |
循環(huán)泵變頻器 |
RS485-Modbus |
2 |
一次網(wǎng)回水溫度 |
溫度傳感器 |
RS485-Modbus |
23 |
二次備循環(huán)泵功率 |
RS485-Modbus |
|
3 |
一次網(wǎng)供水壓力 |
壓力傳感器 |
RS485-Modbus |
24 |
二次備循環(huán)泵電流 |
RS485-Modbus |
|
4 |
一次網(wǎng)回水壓力 |
壓力傳感器 |
RS485-Modbus |
25 |
補(bǔ)水泵累計(jì)流量 |
補(bǔ)水表 |
RS485-Modbus |
5 |
一次過(guò)濾器后壓力 |
壓力傳感器 |
RS485-Modbus |
26 |
主補(bǔ)水泵頻率 |
主補(bǔ)水泵變頻器 |
RS485-Modbus |
6 |
一次網(wǎng)瞬時(shí)流量 |
熱能表 |
RS485-Modbus |
27 |
主補(bǔ)水泵功率 |
RS485-Modbus |
|
7 |
一次網(wǎng)累計(jì)流量 |
RS485-Modbus |
28 |
主補(bǔ)水泵電流 |
RS485-Modbus |
||
8 |
一次網(wǎng)瞬時(shí)熱量 |
RS485-Modbus |
29 |
備補(bǔ)水泵頻率 |
備補(bǔ)水泵變頻器 |
RS485-Modbus |
|
9 |
一次網(wǎng)累計(jì)熱量 |
RS485-Modbus |
30 |
備補(bǔ)水泵功率 |
RS485-Modbus |
||
10 |
一次電動(dòng)閥開(kāi)口度 |
電動(dòng)調(diào)節(jié)閥 |
4-20mA |
31 |
備補(bǔ)水泵電流 |
RS485-Modbus |
|
11 |
二次網(wǎng)供水溫度 |
溫度傳感器 |
RS485-Modbus |
32 |
水箱水位 |
液位傳感器 |
4-20mA |
12 |
二次網(wǎng)回水溫度 |
溫度傳感器 |
RS485-Modbus |
33 |
有功功率 |
電能表 |
RS485-Modbus |
13 |
二次網(wǎng)供水壓力 |
壓力傳感器 |
RS485-Modbus |
34 |
無(wú)功功率 |
RS485-Modbus |
|
14 |
二次網(wǎng)回水壓力 |
壓力傳感器 |
RS485-Modbus |
35 |
視在功率 |
RS485-Modbus |
|
15 |
二次過(guò)濾器后壓力 |
壓力傳感器 |
RS485-Modbus |
36 |
總功率因數(shù) |
RS485-Modbus |
|
16 |
二次網(wǎng)泵出口壓力 |
壓力傳感器 |
RS485-Modbus |
37 |
U相電壓 |
RS485-Modbus |
|
17 |
二次網(wǎng)瞬時(shí)流量 |
流量計(jì) |
RS485-Modbus |
38 |
V相電壓 |
RS485-Modbus |
|
18 |
二次網(wǎng)累計(jì)流量 |
RS485-Modbus |
39 |
W相電壓 |
RS485-Modbus |
||
19 |
二次網(wǎng)主循環(huán)泵頻率 |
主循環(huán)泵變頻器 |
RS485-Modbus |
40 |
U相電流 |
RS485-Modbus |
|
20 |
二次網(wǎng)主循環(huán)泵功率 |
RS485-Modbus |
41 |
V相電流 |
RS485-Modbus |
||
21 |
二次網(wǎng)主循環(huán)泵電流 |
RS485-Modbus |
42 |
I相電流 |
RS485-Modbus |
||
43 |
水浸報(bào)警 |
浸水傳感器 |
開(kāi)關(guān)信號(hào) |
通過(guò)觸摸屏HMI顯示上表所有參數(shù),根據(jù)用戶需求可自行配置:就地遠(yuǎn)程操作、水泵起停、一網(wǎng)閥手自動(dòng)控制、上下限液位、補(bǔ)水壓力上下限等各種功能。
PLC系統(tǒng)可依據(jù)設(shè)定的參數(shù)自動(dòng)運(yùn)行:二次網(wǎng)溫度與一次網(wǎng)調(diào)節(jié)閥的PID調(diào)節(jié);補(bǔ)水泵自動(dòng)補(bǔ)壓;水箱自動(dòng)補(bǔ)水;管網(wǎng)自動(dòng)泄壓等功能。
系統(tǒng)硬件配置方案:
柜體上需配有鎖,所有鎖用同一把鑰匙。柜體外殼采用不小于2.0mm厚的鋼板,配件采用電焊或螺栓組裝。柜體裝配后先進(jìn)行除銹酸洗、磷化處理、清洗,然后噴塑。依照加工要求,柜子應(yīng)整潔布局合理,在制造設(shè)備之前應(yīng)畫(huà)出圖紙并提供給買(mǎi)方。
防護(hù)等級(jí)應(yīng)不低于IP54;控制柜配備巡檢按鈕,記錄巡檢時(shí)間及次數(shù)。
控制柜為成套供貨,除前述已有的設(shè)備外,全部配件均須全套配齊。并且應(yīng)提供控制柜的外形圖、內(nèi)部布置圖、設(shè)備及元器件清單等資料。
控制柜為單面前開(kāi)門(mén)式,柜內(nèi)設(shè)備、器件、配件等不允許采用背面緊固的方式安裝。
按電源種類(lèi)分別設(shè)電源總開(kāi)關(guān),各用電回路分開(kāi)關(guān)根據(jù)負(fù)荷情況選配。電源開(kāi)關(guān)采用優(yōu)質(zhì)的小型空氣斷路器。
柜內(nèi)繼電器采用優(yōu)質(zhì)的小型功率電磁繼電器,形式為插件式,接線插座采用螺栓壓接式。
24V直流電源采用高品質(zhì)產(chǎn)品,紋波電壓小于50mV,正常使用容量小于其額定值的70%,輸出與輸入必須完全電隔離。
柜內(nèi)配線應(yīng)采用匯線槽方式,線芯截面積應(yīng)根據(jù)通過(guò)的電流大小進(jìn)行選配,配線顏色按信號(hào)種類(lèi),根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)配置。接線端子應(yīng)采用壓接式接線端子,接線時(shí)須按順序排號(hào),并貼有端子標(biāo)鑒,標(biāo)簽不可擦除。AI回路必須配保險(xiǎn)端子進(jìn)行保護(hù)。
信號(hào)、屏蔽接地均應(yīng)采用與柜體完全接地的銅排連接方式。
柜內(nèi)應(yīng)設(shè)有電源工作指示燈、控制器運(yùn)行指示燈、門(mén)控照明燈、門(mén)控排風(fēng)扇、門(mén)鎖等。
每個(gè)控制器柜對(duì)轄區(qū)的在線檢測(cè)儀表提供220VAC或24VDC工作電源。
柜內(nèi)來(lái)自于室外的進(jìn)線需有防雷設(shè)備(包括通訊線路,電源進(jìn)線,儀表信號(hào)輸入,儀表供電線路)。
PLC采用西門(mén)子SMART200系列SR30,配置1ⅹ模擬量EM-AM03模塊、1ⅹSB-CM01/485擴(kuò)展卡。
SMART200 SR30基本技術(shù)參數(shù) |
||
外形尺寸(mm) |
110 x 100 x 81 |
|
用戶 |
程序存儲(chǔ)區(qū) |
18K字節(jié) |
存儲(chǔ)區(qū) |
數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū) |
12K字節(jié) |
|
保持存儲(chǔ)區(qū) |
10K字節(jié) |
本機(jī)數(shù)字量I/O |
18輸入/12輸出 |
|
信號(hào)板擴(kuò)展 |
1 |
|
信號(hào)模塊擴(kuò)展 |
6 |
|
高速計(jì)數(shù)器 |
6(全部) |
|
脈沖捕捉輸入 |
14 (加信號(hào)板 16) |
|
存儲(chǔ)卡 |
microSD卡(可選) |
|
實(shí)時(shí)時(shí)鐘精度 |
± 120 秒 / 月 |
|
實(shí)時(shí)時(shí)鐘保持時(shí)間 |
7天 典型值 / 6天 最小 |
|
PID 回路 |
|
|
供電能力(mA) |
最大 1400 mA(5 V DC) |
TPC1031Ni,是以Cortex-A7多核CPU為核心、主頻1GHz的智能物聯(lián)網(wǎng)觸摸屏,該產(chǎn)品設(shè)計(jì)采用10.1英寸TFT液晶顯示屏,分辨率1024*600,四線電阻式觸摸屏。
2
MODBUS-ROUTER的SLAVE端配置有1路RJ45接口和一個(gè)RS485接口,支持TCP/IP及RS485-MODBSU RTU從站協(xié)議,主要用于與PLC(或上位機(jī))連接。
2
MODBUS-ROUTER每個(gè)端口都采用電源隔離、光耦隔離,保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)各類(lèi)設(shè)備發(fā)生時(shí)也不會(huì)相互影響。
2
MODOUS-ROUTER每個(gè)COM端口均可配置不同的參數(shù),支持多種MODBUS配置參數(shù),支持MODBUS主站協(xié)議與各類(lèi)儀表設(shè)備連接。
2
MODBUS-ROUTER可根據(jù)配置的參數(shù)自動(dòng)完成數(shù)據(jù)讀寫(xiě),并將現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的數(shù)據(jù)信息映像至內(nèi)存數(shù)據(jù)區(qū)域。
2
MODBUS-ROUTER配置的通訊故障寄存器,針對(duì)每條通訊指令的狀態(tài)都存有記錄,PLC(或上位機(jī))可一次性的讀取每條指令的通訊狀態(tài)。
基本參數(shù) |
|
外觀尺寸 |
266ⅹ95ⅹ50mm |
安裝方式 |
導(dǎo)軌安裝 |
供電電源 |
DC24V |
通信端口 |
RJ45接口,10/100/1000M自適應(yīng),支持TCP/IP-Modbus從站協(xié)議 |
Com0支持RS485-ModbusRTU從站協(xié)議 |
|
Com1~8支持RS485-ModbusRTU主站協(xié)議 |
|
Modbus命令 |
Com1~4支持4條通訊命令 |
Com5~8支持6條通訊命令 |
|
儀表供電 |
Com1-8支持雙路DC24V傳感器供電 |
接線方式 |
卡簧式端子 |
壓力傳感器采用電阻橋式壓力傳感器和24位ADC,完全校準(zhǔn)壓力,主要用于高分辨率和精確的壓力測(cè)量。
基本參數(shù) |
||
供電電壓 |
DC24V |
|
測(cè)量范圍 |
0~1600Kpa(0~1.6Mpa)絕對(duì)壓力 |
|
測(cè)量精度 |
-20℃~0℃ |
±3Kpa |
0℃~85℃ |
±2Kpa |
|
電氣聯(lián)接方式 |
赫斯曼接頭 |
|
通訊協(xié)議 |
RS485-ModbusRTU(從站協(xié)議) |
|
IP防護(hù) |
IP66 |
|
安裝方式 |
G1/2螺紋 |
基本參數(shù) |
||
供電電壓 |
DC24V |
|
測(cè)量范圍 |
-20~125℃ |
|
測(cè)量精度 |
-20℃~125℃ |
±0.5℃ |
10℃~85℃ |
±0.1℃ |
|
電氣聯(lián)接方式 |
赫斯曼接頭 |
|
通訊協(xié)議 |
RS485-ModbusRTU(從站協(xié)議) |
|
IP防護(hù) |
IP66 |
|
安裝方式 |
G1/2螺紋 |
基本參數(shù) |
|
安裝形式 |
外夾式 |
管徑 |
DN80-DN1000 |
被測(cè)介質(zhì) |
充滿被測(cè)管道的水、污水及其它均質(zhì)液體,懸浮物含量<10g |
流速范圍 |
0m/s~12m/s(Vt=0.3m/s) |
準(zhǔn)確度等級(jí) |
1.0級(jí)/1.5級(jí) |
環(huán)境溫度 |
-10℃~85℃ |
環(huán)境濕度 |
≤85%RH |
工作電源 |
DC12V~DC36V,1A |
防護(hù)等級(jí) |
IP65 |
聲路數(shù)量 |
雙聲路 |
基本參數(shù) |
|
材質(zhì) |
鑄鐵 |
精度等級(jí) |
2級(jí) |
工作溫度 |
0-30℃ |
工作壓力 |
1.0Mpa |
通訊接口 |
RS485-ModbusRTU |
波特率 |
9600kbit/s |
工作電源 |
DC12V~DC24V |
防護(hù)等級(jí) |
IP65 |