目录
引言 (1)
第一章绪论 (2)
1.1热力公司换热站产生的背景 (2)
1.2产生问题的原因 (3)
1.3集中供热的意义 (3)
第二章换热站的基本构成 (4)
2.1换热站的简介 (4)
2.1.1换热站的简介 (4)
2.1.2换热站的构成 (4)
2.2换热站硬件结构和用处 (4)
2.3换热站控制系统的硬件 (4)
2.2.1换热器 (4)
2.2.2 流量计 (6)
2.2.3 循环水泵 (8)
2.2.4阀门 (8)
2.2.5 温度计、压力计 (10)
2.2.6 PLC S7-20010 (10)
2.3换热站工作原理 (14)
第三章换热站设计思路和总体方案 (15)
3.1换热站的控制调节 (15)
3.2 温度控制回路 (15)
3.3供暖系统的常见定压方式 (16)
3.4循环水流量的调节控制 (16)
3.5 换热站控制系统的主要功能 (16)
3.6总体的设计思 (19)
3.7 控制系统总图 (19)
参考文献 (20)
摘要
从上世纪80年代至90年代中期，PLC得到了快速的发展，在这时期，PLC在处理模拟量能力、数字运算能力和网络能力得到大幅度提高，PLC逐渐进入过程控制领域，在某些应用上取代了在过程控制领域处于统治地位的DCS系统。PLC具有通用性强、使用方便、适应面广、可靠性高、抗干扰能力强、编程简单等特点。PLC在工业自动化控制特别是顺序控制中的地位，在可预见的将来，是无法取代的。
本文介绍了以换热站为被控对象，以PLC为控制器进行编程，实现换热站温度的自动控制。
换热站的应用领域相当广泛，在相当多的领域里，换热站的性能优劣决定了经济效益的高低。
本文分别就换热站的控制系统工作原理，温度变送器的选型、PLC配置等几方面进行阐述。通过改造换热站的控制系统具有响应快、稳定性好、可靠性高,控制精度好等特点，对工业控制有现实意义。
关键词：换热站的控制系统温度控制PLC
第一章绪论
1.1 热力公司换热站产生的背景
我国的城市集中供热真正起步是从50年代开始的。党的十一届三中全会以后，特别是国务院1986年下发《关于加强城市集中供热管理工作的报告》，对我过的集中供热事业的发展起到极大的推动作用。1992年全国有117个城市建设了集中供热措施，换热站监控系统开发与智能控制的研究供热面积达到21262万平方米，“三北”地区集中供热普及率达到1200131。1993年国有158个城市建设了集中供热措施，供热面积达到了32832万平方米，“三北”地集中供热普及率达到18%。到1996年底我国已有286个城市建设了城市集中供热统，供热面积达到73400万平方米，“三北”地区集中供热普及率达到260015。尤其几年，随着国民经济的增长和生活水平的提高，越来越多的城市建设了集中供热系统虽然我国这些年来集中供热事业得到了迅速发展，但与国外相比，我国目前采暖统相当落后，即室温冷热不均，系统热效率低，不仅多耗成倍的能量，而且用户不能行调节室温。
当前采暖收费大多按面积计费，无助于用户的节能意识，以至于出现一不正常的现象。如室温过高开窗，室温过低投诉。使得设计人员及业主尽量加大供热量造成效率低、高能耗的重复浪费。我国能源紧缺，而采暖用能又十分浪费。据资料介绍我国住宅建筑采暖能耗为相近气候条件的发达国家的3倍左右。目前采暖用能占全国品能源总消耗的9.6%，采暖能耗不仅造成资源的浪费，而且是大气污染的一个重要。
1.2 产生问题的原因
供热系统效率地下，致使供热能耗高而热环境质量差，是我国目前建筑供热状况的基本特征。就全国范围内集中供热地区而言，建筑物供热主要状况是热源紧缺，总体供热不足，无法满足人民日益提高的生活水平需要，因此在现有能源供给条件下，节能成为首要的紧迫任务。
我国现行的换热站运行管理扔处于手工操作阶段，大部分依靠经验来警醒温度调节，影响了集中供热优越性的充分发挥，无法对运行工况进行系统的分析判断；虚脱运行工况失调难以消除，造成用户冷热不均；供热参数未能在最佳工况下运行，供热量与需热量不匹配；运行数据不全，难以实现量化管理。
研究和建立热网分部式计算机监控系统，实现热网运行过程中的信息采集、信息集成、科学有效的控制和管理热网，为供热公司各级领导、管理和生产部门提供辅助决策和优化手段，已成为许多供热攻速的迫切需求。
1.3 集中供热的意义
为更多的用户提供更好的供热服务是供热公司的首要任务。将测控监控和自动化控制引入供热系统中，对供热系统的调节实现由手动到自动的转变，这才能满足新形势下的供热需求。在供热行业大力推广计算机控制技术必将是今后的发展方向。
由于我国供热系统管理运行跟不上供热规模的发展，绝大多数系统仍处于手工操作阶段，从而影响了集中供热优越性的充分发挥。这主要反映在：缺少全面的参数测量手段，无法对运行工况进行系统的分析判断；系统工况失调难以消除，造成用户冷热不均；供热参数未能在最佳工况进行；供热量与需热量不匹配，造成热能源浪费；故障发生时，不能及时诊断报警，影响可靠运行；数据不全，难以量化管理。供热系统的计算机监控系统，恰好弥补了上述不足。
概括起来可以实现以下五方面的功能：
（1）实时检测
（2）自动控制，消除冷热不均
（3）合理匹配工况，宝珠按需供热
（4）及时诊断故障，确保安全运行
（5）健全运行档案，实现量化管理。
第2章换热站的基本结构
2.1换热站的简介
2.1.1换热站的简介
换热站和热水管网是连接热源和热用户的重要环节，在整个供暖系统中具有举足轻重的作用。
换热站是指连接于一次网与二次网并装有与用户连接的相关设备、仪表和控制设备的机房。它用于调整和保持热媒参数(压力、温度和流量)，使供热、用热达到安全经济运行，是热量交换、热量分配以及系统监控、调节的枢纽。
换热站一般由汽水换热器组成的换热系统、循环水泵组成的循环水系统、补水泵组成的补水系统来构成。在控制过程中，需要采集大量的物理量，如压力、温度、流量等模拟量参数2。需要通过PLC对这些参数进行实时采集和处理。换热站的自动控制，即实现整个进汽和供水过程的全自动控制。
2.1.2换热站的构成
通常换热站内部设备可分为两大部分，即采暖系统和民用生活热水系统，目前我国换热站大部分没有民用热水设施。今后随着人民生活水平的提高在换热站内应增加生活热水系统，来提高集中供暖的效益。换热站的主要设备有:离心水泵、水一水(汽一水)换热器、热水储水箱、过滤器、补水箱、调节阀门、热媒参数调节和检测仪表、防止用户热水供应装置生锈和结垢的设备等。换热站内还安装有热量表以及调节供热量的自动调节装置。
2.2换热站硬件结构和用处
换热站由换热器、流量计、水泵、进汽阀、减压阀、自动排汽阀、止回阀、温度表、压力表等组成，下面就来逐一介绍它们在换热站中所起的作用。
2.2.1换热器
换热器是换热站结构中一个最为重要的部分，它是连接一次管网和二次管网的中间环节，它的主要功能是将一次管网的蒸汽和循环水混合，加热循环水送至用户。换热器种类多式多样，换热器按照热传递原理可以分为以下几种主要的形式:
(1).直接接触式换热器:利用冷、热流体直接接触，彼此混合进行换热的换热器。这类换热器具有传热效率高、单位体积的传热面积大、设备结构简单、价格便宜等优点，缺点是仅适用于工艺上允许两种流体混合的场合。
(2).蓄热式换热器:借助于由固体(如固体填料或多孔性格子砖等)构成的蓄热体与热流体和冷流体交替接触，把热量从热流体传递给冷流体的换热器。这类换热器具有结构紧凑、价格便宜、单位体积传热面积大的优点。适合用于汽一汽热交换的场合。
(3).间壁式换热器:利用间壁(固体壁面)将进行热交换的冷热两种流体隔开，互不接触，热量由热流体通过间壁传递给冷流体的换热器。间壁式换热器是工业生产中应用最为广泛的换热器。
(4).中间载热体式换热器:把两个间壁式换热器由在其中循环的载热体连接起来的换热器。工业应用中，最为常见的是管壳式换热器、板式换热器以及其它的各种紧凑高效的新型换热器，下面对其进行简要的介绍4。
①.管壳式换热器:虽然各式各样的换热器使人们选择的范围越来越大，但是由于管壳式换热器具有结构坚固、易于制造、生产成本低、弹性大、适应性强、耐高温高压、材料选用范围广等优点，其在化工生产中仍占据主要地位，在高温高压或有腐蚀性介质的作业中更能显示其优势，是目前使用最广泛的换热器。管壳式换热器由一些直径较小的圆管加上管板组成管束，外套一个外壳而构成。管壳式换热器又可以做如下划分:固定管板式换热器。固定管板式换热器集中了管壳式换热器的优点，因此应用相当广泛。主要适用于温差不大或温差较大但壳程压力不高以及壳程结垢不严重或能用化学品清洗的场合。
②.浮头式换热器:浮头式换热器适用于管壳壁间温差较大或易于腐蚀和易于结垢的场合。但其缺点是结构复杂、笨重，造价比固定管板式高20%左右，材料消耗量大。管式换热器。适用于高温高压的情况，对于壳程需要经常清洗的管束，则要求采用正方形排列。一般情况下按三角形排列。填料函式换热器。用于腐蚀严重，温差较大的场合，但是壳程压力不能过高，也不适合用于壳程内为易挥发、易燃、易爆和有毒介质的场合。管壳式换热器也有它的不足之处，最主要的就是体积太过庞大，占地面积大，对土建造价影响也比较大，但管壳式换热器换热量大，特别适用于大型工艺系统。
③.板式换热器:板式换热器是将用薄金属板压制成具有一定波纹形状的换热板片进行叠装，然后用夹板、螺栓紧固而成的一种新型高效换热器，现在正被越来越多的行业所采用。它具有以下几个方面的特点:总传热效率高。。在相同的压力损失下，板式换热器传递的热量为管壳式换热器的6一7倍。结构紧凑、占地面积小。板式换热器的高效传热，决定了它结构紧凑体积小的特点。其板片间距一般为4mm，而板片表面的波纹又大大增加了有效换热面积。板式换热器每单位体积内可以布置25om的传热面积。每平方米换热面积只消耗金属16kg左右，占地仅为管壳换热器的十分之一至五分之一。热损失小。由于只有板片间的密封垫周边暴露在大气中，所以其热损失极小，一般为1%左右，无需采取保温措施。在换热面积相同的条件下，板式换热器散热损失仅为管壳式换热器的五分之一，而重量则不到管壳式换热器的一半。传热温差小。由于板式换热器具有高值的传热系数及剧烈的湍流特点，可使热交换器在两种流体温度十分接近的情况下运行，两种介质的平均对数温差可以低至1℃。
④.折流杆换热器:在折流杆换热器内，壳程流体以轴向流动为主，因此降低了壳侧压降。与折流板换热器相比，折流杆换热器具有更高的壳程单位压降与总
传热系数的传热特性比。同时，由于在折流杆换热器内不存在严重的滞留区域，因而效益高，且具有不易结垢的优点。
⑤.螺旋板式换热器:螺旋板式换热器是由两块平行的钢板卷制而成，两钢板同时绕成螺旋形状形成两个同心通道，冷热流体在两个通道中作逆流或错流流动，进行热量交换。由于螺旋板式换热器为等截面单通道，因此不存在流动死区，定距柱及螺旋通道对流动的扰动降低了流体的临界雷诺数，使换热器的传热能力很高。螺旋板式换热器还具有自洁能力强、不易堵塞、散热损失小、传热温差小、结构紧凑、成本较低等优点。近年来成为工业中比较常见的换热设备。
2.2.2流量计
在一次管网和二次管网处都应安装流量计，用以测量流量。流量计量仪表按不同的测量原理可以分为以下几类:
(1).差压流量计
差压流量计是一种用节流装置或其它差压检测元件(如测速管)与差压计配套使用来测量流量的仪表。这种流量计是一种比较成熟的产品。50年代以前，国外就广泛应用。由于它具有结构简单、使用寿命长、适应性强和价格较低等优点，因而占有的市场比例很大，70年代曾达到73.5%。目前占有的市场比例虽然比以前小了，但仍占有绝对大的市场。
与节流装置配套使用的差压变送器近年来发展很快，主要在简单、可靠、提高精确度和增加功能这几方面下功夫。为了实现这个目的，主要采取了下述措施:
①.尽量减少零部件的种类和数量，仅使用经过证明是可靠的零部件;
②.左右对称结构，从本质上消除了产生误差的因素;
③.检测元件使用半导体复合型传感器，可测量差压、静压和温度三个参量;
④.利用微处理机补偿传感器的特性，变送器的精确度一般可达到量程的
0.1%，最高可达到量程的0.075%;
(2).电磁流量计
电磁流量计是一种测量导电液体流量的仪表，其特点是测量管光滑，压力损失小，精确度高，应用广泛。自50年代问世以来，发展很快。在70年代，电磁流量计的主流是采用商用频率激磁方式，在这种方式中，信号的载波频率与商用电源频率是一致的。由于测量流体中的涡流分布的变化和其它商用电源噪声的影响，因而零点稳定性欠缺，精确度一直提不高，始终为量程的1%。80年代采用了具有商用电源整数倍周期的低频或方波激磁方式，基本上消除了源于磁通时间变化率的噪声(零点的变化因素)，精确度提高到量程的0.5%，近几年来，又提高到流速的0.5%6。低频激磁方式存在着这样一个问题:当载波频率为6Hz左右，进行泥浆流体测量时，容易受到与载波频率相近的低频噪声的影响。为了解决这个问题，国外最近开发出了一种双频率激磁方式的电磁流量计。这种电磁流量计设立了两个滤波器:低通滤波器;高通滤波器。经过低频采样的信号通过数字式的低通滤波器，信号的高频成分通过高通滤波器，然后，再把两种成分相加，由于这两
个滤波器具有相同的截止频率，因而相加起来的信号能再现原来的信号，应用实例证明其能降低流体噪声。
(3).容积流量计
容积流量计是一种广泛应用于测量石油类流体、饮料类流体、气体以及水流量的流量计。容积流量计是利用机械测量元件把流体连续不断地分割成单个已知体积，并进行重复不断地充满和排放该体积部分的流体而累加计量出流体总量的流量仪表8。它的主要优点为:测量准确度高、安装管道条件对流量计的计量精度没有影响、可用于高粘度液体的流量测量、测量范围较宽(典型的测量范围为5:1到10:1)、直读式仪表可直接得到流体流量。其缺点为:机械结构较复杂、体积庞大，被测介质的种类、口径、介质工作状态等的适应性不够宽，大部分容积流量计只适用于洁净单相流体，部分形式的仪表在测量过程中会给流动带来脉动，甚至使管道振动。
(4).超声流量计
近年来，使用超声流量计的越来越多。这是因为它是一种非接触式测量，压力损失小，结构简单，检测器安装在管道外侧，非常方便。目前，超声流量计广泛采用的测量方式主要有两种:时间差法和多普勒效应法。一般来讲，一台超声流量计只采用其中的一种测量方式。近年来，有的公司研制出了双功能超声流量计。该流量计可采用上述两种测量方式，测量周期为0.055，精确度为量程的上1.0%。此外也出现了使用微处理机的超声流量计。超声流量计今后会朝着下述方向发展。不受(或很少受)测量环境和条件左右的产品;除了能测量水、气体之外，还能测量油等。
(5).涡街流量计
涡街流量计是70年代发展起来的产品，这种流量计利用流体振荡原理来测量流量或流速。在流体中放置一个具有均匀断面形状的物体(挡体)，在挡体的两侧会交替产生一种有规律的漩涡，并向下游流去，非对称地形成二列漩涡列，这就叫卡门涡街。
按漩涡发生体的不同，涡街流量计可以分为以下几类:
①.圆柱涡街流量计
②.矩形柱涡街流量计
③.三角柱涡街流量计
④.梯形或T形柱涡街流量计
⑤.组合柱型涡街流量计
除了上述几种基本柱型以外，在涡街流量计发展过程中，陆续出现了一些形状及结构比较复杂的柱型。采用形状复杂的柱型或者组合柱型的目的，是为了进一步加强漩涡的强度，加强涡街的稳定性，或者是为了便于装设敏感元件。组合柱型由于形状复杂，不易制造装配，同时复制性差，一般不易采用。华业小区采用的是合肥仪表总厂生产的涡街流量计。
2.2.3循环水泵
换热站的水力循环以及补水定压都需要水泵，水泵的种类很多，按工作原理分为:
(1).叶片式水泵:它对液体的压送是靠装有叶片的叶轮的高速旋转完成的。包括离心泵、轴流泵、混流泵等。
(2).容积式水泵:它对液体的压送是靠泵体工作室的容积的改变来完成的。如活塞式往复泵、转子泵等。
(3).其他类型:除上述的两种以外的特殊泵。如螺旋泵、射流泵、水锤泵、水轮泵以及气升泵等。他们都是利用高速液流或气流的动能来输送液体的。华业小区采用的是上海凯泉给水工程有限公司生产的离心泵7。
驱动方式：有直流也有交流,电驱动。
主要结构：分为，波轮或叶片，外壳（塑料或金属）过滤网或罩，电机（直流或
交流）汽车冷却水泵靠传动轴带动。
分类：从外形上分为立式和卧
式，从用途上分为高扬程小流量和低
扬程大流量等。
水泵运行：循环水泵启动前应对设备
及管路系统进行全面检查和清洁工
作，确认检修工作已结束，设备管道
系统完整良好，表计齐全，符合启动
条件才可进行启动。循环水泵进口平
板闸门应在开启位置，进口二道滤网
应完好清洁，其中一道在运行位置，
一道滤网在备用位置。
2.2.4阀门
换热站中用到进汽阀、减压阀、自动排汽阀、止回阀等阀门。自动排汽阀是用来排除管道中蒸汽冷凝水，进汽阀用来调节蒸汽量，减压阀是用来调节减少蒸汽的压力，止回阀是为了防止系统中的水会倒流15。
供热常用的九种阀门
一、闸阀
闸阀也叫闸板阀、闸门阀，是广泛使用的一种阀门。
工作原理：闸板密封面与阀座密封面高度光洁、平整、一致，加工成一个非常合、严密的密封副。闸板通过阀杆的上提、下压，对介质形成导通和关断。它在管路中起关断作用。
二、截止阀
截止阀也是广泛使用的一种阀门。一般口径在100mm以下。它的工作原理与闸阀相近，只是关闭件(阀瓣)沿阀座中心线移动。它在管路中起关断作用，亦可粗略调节流量。
三、球阀
球阀相比闸阀、截止阀，球阀是一种新型的、逐渐被广泛采用的阀门。它的工作原理是：阀芯为一个有通腔的球体，通过阀杆控制阀芯作90°旋转，使阀门畅通或闭塞。它在管路中起关断作用。
四、蝶阀
蝶阀在供热系统中，目前是使用最广泛，种类也最多的一种阀门。
工作原理：阀瓣是一个圆盘，通过阀杆旋转，阀瓣在阀座范围内作90℃转动，实现阀门的开关。它在管路中起关断作用。亦可调节流量。
五、止回阀
止回阀也叫逆止阀、单流门。一种常用的起辅助作用的阀门。
工作原理：依靠流体自身的力量以及阀瓣的自重，自动启闭的阀门。顾名思义，它的作用是阻止介质倒流。一般装在水泵出口，防止水锤对水泵造成损坏。
六、调节阀
也叫节流阀。是供热系统二次网的常用阀门。
工作原理：外形、结构与截止阀相似。只是密封副不同，调节阀的阀瓣和阀座类似暖水瓶的瓶塞和瓶口，通过阀瓣的移动改变过流面积来调节流量。在阀轴上有标尺表示相应流量。
七、平衡阀
改进型调节阀。流道采用直流式，阀座改为聚四氟乙烯；
克服了流阻大的缺点，同时增加了两个优点：密封更合理、兼有截止功能。
供热工程中在热力站二次网上使用，具有优异的流量调节特性，特别适用于变流量系统。
八、自力式平衡阀
自力式平衡阀也叫流量控制阀。它的工作原理是：在阀门内有一个由弹簧与橡胶膜组成的机构，它与阀杆连接。如果流量增大，会在其上产生一个不平衡力，使得阀瓣向关闭方向移动，以减少过流面积，降低流量，使流量回归设定值。反之亦然。由此始终保持阀后流量不变，达到控制流量的目的。
安装在供热系统的热人口，分支点。
九、安全阀
当介质压力超过规定数值时，阀门能自动开启并泄压，当压力正常后，又能自动闭合，以保证系统正常运行，起这种作用的阀门叫安全阀。
按结构分有：弹簧式、杠杆式、脉冲式。
2.2.5温度计、压力计
换热站中采用温度计、压力计来测量进汽、出汽、供水、出水温度和压力，给其运行调节提供依据。
2.2.6 PLC S7-200
S7-200系列PLC是SIEMENS公司推出的一种小型PLC。它具有紧凑的结构，良好的扩展性能，丰富的指令功能，低廉的价格，极高的可靠性，强大的通信能力等，已成为现代工业各种小型控制工程的理想控制器。适用于各行各业，各种场合中的检测、监测及控制的自动化。S7-200的STEP7—Micro/WIM32编程软件可以方便地在Windows环境下对PLC编程、调试、监视和控制，使得PLC的编程更加方便、快捷。S7-200系列的强大功能使其无论在独立运行中，或相连成网络皆能实现复杂控制功能。因此S7-200系列具有极高的性能/价格比。
1）S7-200PLC系统硬件组成
图4-1 PLC系统组成
S7-200系列PLC包含了一个单独的CPU主机和各种可选择的扩展模块，可以十分方便地组成不同模块的控制器。也可以方便地组成PLC-PLC网络和PLC-微机网络，完成规模更大的工程。S7-200 PLC系统硬件组成如图4-1所示。
2） CPU主机
CPU主机又称作CPU模块，也称为本机。CPU主机本身就是一个完整的控制系统，可以单独完成一定的控制任务。该模块的主要功能是：采集的输入信号通过中央处理器运算后，将生成结果传给输出装置，然后输出点输出控制信号，驱动外部负载做出处理。
S7-200 PLC主机型号有CPU221、CPU222、CPU224、CPU224XP、CPU226、CPU226XM等。CPU224XP为CPU224的改进型，CPU226XM为CPU226的增强型，功能有所加强。其中①CPU224集成了14点输入/10点输出，共有24点数字量I/O。2个模拟量电位器，最大可扩展35AI/AO点；1个RS-485通信/编程口，2路独立的(20kHz)高速脉冲输出，具有PID控制器，6路高速计数器(30 kHz)。它具有强大的模拟量处理能力，因此是S7-200系列产品中使用最多的。②CPU226集成了24点输入/16点输出，共有40点数字量I/O。2个模拟量电位器，最多可扩展35AI/AO点；2路独立的(20kHz)高速脉冲输出，具有PID控制器，6路高速计数器(30 kHz)，与CPU224相比，增加了通信口数量，2个RS-485通信/编程口。它主要用于点数较多，要求较高的小型或中性控制系统。
3） I/O模块
I/O模块内部没有电源模块，不可独立工作，主要是为CPU主机服务。当CPU主机I/O点数量不能满足控制系统的要求时，用户就可以根据需要扩展各种I/O模块，I/O模块包括输入模块EM221、输出模块EM222和输入/输出模块EM223等。
4）功能模块
当需要完成某种特殊功能的控制任务时，需要扩展功能模块。包括模拟量输入模块EM231、模拟量输出模块EM232、模拟量输入/输出模块EM235、热电偶温度测量模块EM231TC、热电阻温度测量模块EM231RTD等。其中EM231模拟量输入点数为4；EM231TC模拟量输入点数为4；EM231RTD模拟量输入点数为2。
5）通信模块
为组成各种层次的网络而扩展的专门应用于通信的模块为通信模块。
6) 人机接口
人机接口是近些年PLC发展进步的重要标志之一，可以充分和方便地利用系统的硬件和软件资源，通过友好的界面轻松完成各种监视、调整和控制任务。人机操作接口有文本显示器TD200和TD400，触摸屏TP170和TP270等。
7) 工业软件
工业软件是为了更好地管理和使用上述设备而开发的与之相配套的程序。
8） S7-200PLC扩展模块
1.开关量I/0扩展模块
S7-200系列CPU主机提供一定数量的数字量I/O点，但在主机I/O点数不够的情况下，就必须使用扩展模块来增加I/O点。开关量I/O扩展模块一般也叫数字量扩展模块。开关量输入模块是用来接收现场输入设备的开关信号，将信号转换成PLC内不接受的低电压信号，并实现PLC内、外信号的电气隔离。分组式的开关量输入模块是将输入点分成若干组，每一组有一个公共端，各组之间是分隔的。开关量输出模块是将PLC内部低电压信号转换成驱动外部输出设备的开关信号，并实现PLC内外信号的电气隔离。典型的开关量输入模块和输出模块种类：
（1）输入扩展模块EM221有2种：8点DC输入和8点AC输出。
（2）输出扩展模块EM222有3种：8点DC晶体管输出、8点AC输出和8点继电器输出。
（3）输入/输出混合扩展模块EM223有6种：分别是4点（8点、16点）DC输入/4点（8点、16点）输出和4点（8点、16点）DC输入/4点（8点、16点）继电器输出。
对于开关量输入模块，在选择时没有特殊要求，输入端电源也可用PLC自带的传感器电源。
S7-200PLC的开关量输出模块主要有继电器输出和晶体管输出两种方式。
2.模拟量扩展模块
在工业控制中，压力、温度、流量和转速等输入量是模拟量，变频器、电动调节阀和晶闸管调速装置等设备要求输出模拟量信号进行控制。CPU主机一般只有数字量I/O接口，或者是仅具有少量的模拟量接口，所以就要进行模拟量输入和输出模块的扩展才能满足控制要求。模拟量扩展模块的主要功能是数据转换，并与PLC内部总线相连，也有电气隔离功能。模拟量输入（A/D）模块是将现场由传感器检测产生的连续的模拟量信号转换成PLC内部可接受的数字量；模拟量输出（D/A）模块是将PLC 内部的数字量转换为模拟量信号输出。模拟量扩展模块类型如下：
（1）模拟量输入扩展
（2）模拟量输出扩展模块EM232
（3）模拟量输入/输出混合模块EM235
EM232的模拟量输出点数为2，信号输出范围：-10V到+10V，电流0到20MA。EM231模拟量输入点数为4，输出阻抗大于等于10M，最大输入电压30V DC，最大输入电流32MA。模拟量扩展模块的主要技术参数参见附录表A-4，A-5，A-6。典型模拟量扩展模块的量程为-10V到+10V，-5到+5V和4到20MA等，可根据实际需要选用不同等级，同时还应考虑其分辨率和转换精度等因素。特模拟量输入模块可用来直接接收传感器信号。
3.温度测量模块
温度测量模块专门为检测温度而设计。温度测量模块有热电偶温度测量模块EN231 TC和热电阻温度测量模块EM231RTD。
4.为控制模块
EM235位控模块是S7-200的特殊功能模块，它能够产生脉冲串用于步进电机或伺服电动机的速度和位置开环控制。它与S7-200通过扩展的I/O总线通信，它带有8个数字输出。
5.通信模块
（1）PROFIBUS-DP现场总线通信模块
EM277是PROFIBUS-DP的现场总线通信模块，用来将CPU224连接到PROFIBUS-DP 现场总线网络。EM277通过RS-485通信接口连接到PROFIBUS-DP网络的其他设备上。
（2）AS-i接口模块
AS-i接口模块CP243-2是专门用于现场执行器和传感器接口的模块，并且有集成模拟量处理和传送单元。
（3）工业以太网模块
工业以太网根据国际标准IEE802.3定义。S7-200PLC所应用的工业以太网模块主要有CP243-1和CP243-1 IT两种。
（4）调制解调器模块
调制解调器模块EM241，可连接到模拟电话线，应用Modbus主/从协议实现S7-200PLC主机与远程PC机进行通信，即实现PLC-TO-PC通信。
2.3换热站工作原理
换热站的工作原理为热源提供的蒸汽在换热器中与循环水相混合，加热循环水并经供水管道输送到用户，再把用过的热水经回水管道通过循环水泵回收到换热器中加热循环使用，利用供、回水温差产生的热量给用户供暖。由于原换热站几乎无任何调节控制设备，完全凭操作人员经验进行手动调节，这样调节存在很强的主观性和不确定性，往往会造成大量的能源浪费。为此，我们对其进行结构改造，增加用以调节控制的设备，使换热站运行调节更科学、更合理，在保证热用户的需求前提下，最大限度的节约能源。
改造后结构采用的调节方式是一次侧采用量调节方式，二次侧采用分阶段改变流量的质调节方式，并且采用变频调速技术调节补水泵对系统进行补水定压，本系统的控制部分采用PLC可编程控制器来进行计算及控制各传感元件和执行器，实现对换热站的自动调节。
该改造方案主要是结合换热站的实际情况，通过对环境温度、二次供水温度及压力的监测，实现对一次侧的供汽量和二次循环水供水温度、流量的自动调节以适应热用户的实际需求，同时，对二次管网系统进行自动补水定压以维持管网的稳定性。
第三章换热站设计思路和总体方案
3.1换热站的控制调节
在换热站中，采暖系统与热网的连接可以分为：直接连接方式，间接连接方式。
直接连接方式：是指热网的循环水直接进入用户内部的散热器。
间接连接方式：是指热网循环水与热用户内部采暖系统循环水相互隔绝，而其间只限于热量交换的连接形式。从运行角度来分析，直接连接系统的水力工况和热力工况受到热网运行工况的影响，故又称为局部系统与热力网的关联式连接。
3.2温度控制回路
换热站二次侧供水温度的控制至关重要，是系统实现热用户生活舒适、按需供热的关键，是本系统的温度控制的主要控制目标。要使用户家里温度更加舒适，必须保证换热站供出的温度(热量)合适，这样我们就根据不同情况对换热站的二次出水温度进行控制。
本论文的控制方式为:根据室外温度传感器检测到的实际室外温度值，使用下面介绍的关系模型，计算出相应的二次供水温度设定值，根据一次供水温度情况，采用温度智能PID控制器，实时调节控制一次管网的控制阀，以使实际的二次供水温度与其设定值相符。
换热站系统对温度的调节控制就是要保证二次侧有一个恒定的与设定供水温度，控制元件是换热器一次侧的电动调节阀，该阀门控制换热器的一次供汽量。讲将预设定温度作为给定值，测量温度值作为反馈值，法门的开度作为输出值，保证二次供水温度的恒定。当换热器的二次供水温度偏离设定值时，控制调节系统就自动调整执行器的动作，即改变电动调节阀的开度，从而改变进入换热器的一次热媒的流量，改变传送到换热器的热能，使二次的供水温度稳定在设定值附近。
3.3供暖系统的常见定压方式：
1）膨胀水箱定压；
2）定压罐定压；
3）间歇补水定压；
集中供热系统的控制是一个多层次的复杂控制系统。集中供热换热站集散控制系统融换热站的自动控制系统、各个换热站与中央调度室之间的通讯系统、中央调度室的监控管理系统于一身。
换热站动力配电柜和检测控制系统构成，配电柜完成循环水泵系统和补水系统的控制功能，具有手动和自动运行模式，也有工频和变频运行模式。换热站的运行程序独立存在于其控制系统PLC内，能够脱离上位机监控管理软件而独立运行，运行可以通过中央控制室上位机监控管理系统来观察并实施调整。各个换热站独立工作的同时，利用通讯系统将运行状态数据传给监控管理系统供参考，同时接受监控管理软件进行的运行参数调整。中央控制室管理系统安装在中央调度室的工控机上，通过以太网和下位机的换热站通讯模块相连，完成换热站运行与管理系统数据之间的数据交换，既可以监控各换热站的运行情况，也调整可以换热站的运行状态。
3.4循环水流量的调节控制
由于供暖系统供暖的热负荷是随着室外温度等因素的变化而不断的变化，当室外温度偏高时，供暖热负荷就应偏低，如果还按着设计热负荷进行供暖就会造成不必要的浪费。针对上面出现不必要浪费的情况，对换热站二次侧采用分阶段改变流量的质调节方式。把室外温度分成二个阶段，当室外温度高于某个设定值时，循环水泵工频运行；当室外温度低于设定值时，循环水泵以0.75工频运行，此时系统的循环水量也就相应的减小。分阶段改变流量的质调节方式的控制原理如图1——2所示，调节器变频器循环水泵。
3.5换热站控制系统的主要功能
1. 一次网电动调节阀控制
换热站控制系统具有气候补偿和恒温供水功能，即根据气候的变化自动调节供热量。应用可编程控制器（PLC），根据室外温度的变化和当地热负荷曲线，决定二级网侧的供热量，实测供热量和设定值相比较后，进行PID闭环调节，控制器输出信号至电动调节阀，调节电动调节阀的开度，从而改变一级网侧的流量，实现二级网侧供热量调节。
2. 二次网循环泵变频控制
实现二次网供/回水压力差值PID控制，从而保证最不利点正常供暖。压差设定值可根据经验参数或经验曲线进行设定。
3. 补水泵变频控制
自动补水是由二次网侧回水管路上的压力变送器检测的压力信号与控制器上回水压力设定值比较后输出一个控制信号，通过PID控制来调节补水泵的转速，从而实现二次网回水自动补给。
4. 保护功能
失压保护：二次网侧回水压力低于超低限设定值时，自动停止循环泵运行，并关闭电动调节阀，自动补水系统投入运行，开始补水。自动补水系统投入运行后二次网侧回水压力仍继续降低即发声光信号报警。
断电保护：停电后自动关闭电动调节阀，切断热源，控制器及变频器自动复位并使各种设定参数和运行状态参数保持原断电前设置。
超温保护：二次网供水温度超过80℃（操作面板可调设定值）时，一级网侧电动调节阀关闭。一次网回水温度超过70℃（操作面板可调设定值）时启动高限制保护，以一级网回水温度为目标控制电动调节阀门开度。一次网侧供水温度超过120℃时立即关闭一级网侧电动调节阀并报警。
超压保护：二次网供水压力超过设定超高限值（操作面板可调设定值）循环泵停止运行并关闭一次网侧电动调节阀。
另外由于供水温度的设定值主要由室内温度来确定，因此还需要对室内温度进行控制。找一个标准房间作为被调对象进行室内温度的调节，其设定温度约为18度，从而通过测定满足室内温度的换热站出水温度和回水温度及流量，并通过计算获得较为准确的跟踪实际情况的热负荷，达到按需供热的目的。
影响室内温度的主要因素有供暖管网阻力、室外温度变化及维护结构散热量变化等。由于房间调节对象散热和得热具有较大的滞后性，为避免变频器的超调，选择室内温度为主要被控量，换热站供水温度为辅助信号，反映在室内的扰动主要由主调节器来克服，主回路产生校正作用，克服扰动对室内温度的影响。由于副回路的存在，是控制系统具有一定的自适特性，具备了超前调节的功能设计一个温度串级调节系统。将室外温度信号作为前馈补偿信号，这样，反映在供水方面的扰动主要由副调节器来克服，以维持室内温度。
如果扰动量不大，经过副回路的及时调剂，一般不影响室内温度，如果扰动量幅度较大，虽然经过副回路及时矫正，但还将影响室内温度的变化，此时再由主回路进一步调节，是室内温度回到设定值。反映在室内的扰动主要由主调节器来克服，主回路产生校正作用，克服扰动对室内温度的影响。由于副回路的存在，是控制系统具有一定的自适特性，具备了超前调节的功能，加快了校正作用，提高了调解速度。
在串级调节系统中，根据房间温度和换热站供水温度的实测值及房间温度的设定值，按照PID调节规律来确定供水温度的设定值，即室内温度调节器的输出信号作为换热站供水温度调节器的设定值。实际使用中，主副调节器的功能均根据控制规律由计算机软件编程实现。主调节器按照室内温度偏差的PID运算规律改变换热站供水温度的设定值，以调节室内温度的恒定。
当换热站供水温度变化时，副回路按断续PID调节规律维持换热站供水温度恒定设定值。主回路室内温度控制器的定值调节作用于副回路供水温度控制的随动调节作用相互配合、协调工作，克服内外干扰，动态的适应被控对象特性、负荷及操作条件的变化。如果测得数据满足室内温度要求的二次供回水温度和循环水量，则满足要求的动态跟踪热负荷。
3.6总体的设计思路
集中供热系统的控制是—个多层次的复杂控制系统。集中供热换热站集散控制系统融换热站的自动控制系统、各个换热站与中央调度室之间的通讯系统、中央调度室的监控管理系统于一身。
换热站动力配电柜和检测控制系统构成，配电柜完成循环泵系统和补水系统的控制功能，具有手动和自动运行模式，也有工频和变频运行模式。换热站的运行程序独立存在于其控制系统PLC内，能够脱离上位机监控管理软件而独立运行，其运行参数可以通过中央控制室上位机监控管理系统来观察并实施调整。各个换热站独立工作的同时，利用通讯系统将运行状态数据传给监控管理系统供参考，同时接受监控管理软件进行的运行参数调整。中央调度室管理系统安装在中央调度室的工控机上，通过以太网和下位的换热站通讯模块相连，完成换热站运行与管理系统数据之间的数据交换，既可以监视各换热站的运行情况，也可以调整换热站的运行状态。
3.7控制系统总图
换热站操作规程
换热站操作规程 一、运行前的检查 1、确认换热器、水泵、软化器、真空脱气机、自动过滤器（水医生）、配电系统经过检修，存在隐患得到整改，设备处于完好状态，水泵转向正确。 2、检查换热站内管道、阀门、仪器仪表等安装可靠，连接部位无漏水等现象。检查安全阀、压力表等经过校验。所有手动、电动阀门开关灵活。 3、检查各设备地脚螺栓有无松动，水泵对轮防护罩安全牢固，并对水泵进行手动盘车，确保转动灵活。 4、检查水处理设备的出水水质，确认水质合格，且水箱水位在3/4处。 5、打开集水缸、分水缸进出水阀门。 6、检查换热器各夹紧螺母有无松动现象，同时关闭换热器 一、二次侧进、出口阀门。 7、打开真空脱气机、自动过滤器等进出口阀门。关闭水泵进出口阀门。 8、确认各电机电源已送上，各设备接地线牢固。 9、上岗人员经培训合格持证上岗并配备到位。换热站内各标示齐全，各项运行记录本准备到位。 二、注水
1、检查阀门开关情况：打开过滤器（水医生）进出口阀门，打开供回集水器进出口阀门，打开交换器（冷水）进出口阀门，打开进补水泵管道阀门。其余阀门处于关闭状态。 2、开始注水 注水启动顺序：开启软化器---启动补水泵---启动循环泵 （0.15MP）---手动操作水医生（每1小时手动排污一次） 3、注水中检查 1、检查所有密封面、法兰连接处及所有焊缝处有无渗漏等现象。 2、检查运行设备电机温升是否正常。 3、检查运转设备有无震动现象。 4、检查软化系统水质是否合格、出水量是否满足要求，保证水箱水位不低于安全水位线。 5、检查供电系统是否正常，指示灯能否正确指示，各电器元件、接线有无过热等现象。 6、检查供回水压力是否能稳压。 7、检查电脑监控显示内容是否正常。 三、供暖系统运行 一、设备的启动 一）换热器的启动 1、打开换热器二次侧进出水阀门。 2、待二次网循环正常后，方可打开一次侧进出水阀门。
XXXXXX有限公司供热管网自动控制系统方案 同方股份有限公司 2010年6月
目录 1 大滞后控制对象自动化系统要点分析................................. 2分时、分温、分区供暖自动控制模式................................. 3供暖节能自动控制系统的构成....................................... 供热自动控制系统总体架构............................................ 节能自控系统的组成.................................................. 监控中心的主要功能.................................................. 设备配置....................................................... 监控管理软件................................................... 监控管理主机................................................... 系统组态功能................................................... 人机界面的特点................................................. 各换热站的设备功能.................................................. 数据采集....................................................... DDC智能控制器.................................................. 触摸式操作显示屏............................................... GPRS无线数据传输器............................................. 供暖节能自动控制系统的设备配置...................................... 4节能自动控制系统拟选设备简介..................................... DDC智能控制器....................................................... 一体化彩色液晶触摸屏（工控机）...................................... GPRS无线数据传输器.................................................. 5热网监控系统解决的问题和产生的效益...............................
太原邦意无人值守换热站设计方案 一、 引言 集中供热因具有节约能源和改善城市环境等方面的积极作用，而日益成为城市公用事业的一个重要组成部分，是国家大力推广的节能和环保措施。随着我国的城市集中供热规模也不断扩大，科学的管理热力管网具有非常重大的经济和社会效益。 根据用户的具体要求，对于该供热自控系统，既要根据室外温度的变化调节二次侧供水温度，保证终端热用户的室内变化不超出某一范围（18±2℃，最低不低于16℃），这样既保证终端热用户有一个舒适的生活、工作环境，也可以最大限度地节约能源，同时也要实现在换热站的无人值守的情况下中控室可以远程调度每个热力站的参数，保证整个热网的热力平衡，供热系统可以安全可靠地运行。并初步实现热网热量的计量。 二、 系统组成 本系统由换热站的自动控制系统、各个换热站与监控中心之间的通讯系统、监控中心管理系统三个部分构成。（见系统构成示意图） 换热站PLC 控制系统可独立完成本地控制。各个换热站利用通讯系统将现场监测数据、运行状态数据传给监控中心管理系统，同时接受监控管理软件进行的运行参数调整。各个换热站与监控中心采 用GPRS 通讯方式。 监控中心管理系统安装在中央调度室的工控机上，通过GPRS 网络和下位的换热站通讯模块相连，完成换热站运行 与管理系统数据之间的数据交换，既可以监视各换热站的运行情况，也可以调整 工程师站 操作员站其它站点 天线 通讯模块控制系统 输入检测 输出控制 温度输入压 力输入泵状态输入 电动调节阀调节控制 报警输出 补水系统调节控制 循环系统调节控制 其它控制 水箱水位输入1#换热站 热量计 进口温度输入一次流量输入 水泵电参数输入 电动调节阀输入 出口温度输入除污器差压输入 除污器控制 除污器控制 除污器差压输入 出口温度输入电动调节阀输入 水泵电参数输入 一次流量输入 进口温度输入热量计 1#换热站 水箱水位输入其它控制 循环系统调节控制 补水系统调节控制 报警输出 电动调节阀调节控制 泵状态输入 压 力输入温度输入输出控制 输入检测 控制系统 通讯模块天线 系统构成示意图
换热站控制系统设计 Company Document number：WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998
吉林化工学院信控学院专业综合设计说明书换热站控制系统设计 学生学号： 学生姓名： 专业班级： 指导教师： 职称： 起止日期： 吉林化工学院 Jilin Institute of Chemical Technology
专业综合设计任务书 一、设计题目 换热站控制系统设计 二、适用专业 测控技术与仪器专业 三、设计目的 1. 了解换热机组工艺流程； 2. 了解温度、压力、液位及流量等工艺参数的信号测量及传输方法； 3. 掌握PLC各种典型信号（二线制、四线制变送器及热电阻、热电偶）接线方法； 4. 掌握PID控制算法及其在PLC中的编程和离线仿真及调试方法； 5. 熟悉自控工程实践设计及应用的一般步骤和实现方法。 四、设计任务及要求 某换热站工艺流程如下图所示，一次网进水由热水锅炉加热，经板式换热器与二次网进行换热后再返回锅炉。二次网循环水由循环泵P201加压后进行换热器，加热后进入管网对居民住户进行循环供热。 控制要求： 1．二次网供水温度PID控制：通过一次网调节阀V101进行供水温度定值控制； 2．二次网供水压力PID控制：通过循环泵调频进行供水压力定值控制； 3．补水箱水位限值控制：水箱水位小于低限时开补水阀，大于高限时关补水阀； 4．二次网回水压力限值控制：回水压力小于低限时启动补水泵，大于高限时停泵； 5．连锁控制（选做）：水箱水位小于低低限时，补水泵禁止运行；二次网回水压力小于低低限时，循环泵禁止运行； 6．流量/热量累计（选做）：增加一次网流量和回水温度仪表，实现流量和热量累计。 五、设计内容 1. 总结IO点表，并进行PLC系统选型； 2. 设计控制系统IO信号接线图纸； 3. 按上述控制要求编写和设计PLC控制程序； 4. 设计上位机操作画面，包括工艺流程画面、操作画面、趋势及报警等画面； 5. 撰写设计说明书。 六、设计时间及进度安排
第一章总则 第一条为了确保换热机组运行安全、稳定、经济、状态完好，规范换热站运行管理工作及操作人员操作行为，结合本部门实际情况，特制定本管理制度。 第二章换热站设备操作规程 (一)运行前操作规程 第二条确定二次网补水定压点，检查水处理设备的出水水质，确认水质合格后开启水箱的进水阀门将水箱备满水。 第三条对补水泵及循环泵轴进行手动盘车，察看是否能转动灵活，检查润滑油量是否符合标准。 第四条设备运行前，应检查换热器各夹紧螺母有无松动现象，同时检查换热器一、二次侧进、出口阀门是否关闭。 第五条要注意清除管线、过滤器内的杂物，以免堵塞换热器。 第六条检查管线连接是否正确，避免冷热介质相混，
第七条开启二次侧的进口阀门，启动二次侧补水泵，将板式换热器和二次网管路系统充满水，并排净内部空气（在二次网系统顶点排气阀排掉系统空气。待排气阀排气带水时，关闭排气阀，保证补水点规定压力。） 第八条泵启动时应关闭其他所有的阀门，启动后再缓慢的开启这些阀，以避免流量和压力过大。 第九条接通电源，启动二次水循环水泵，先开循环泵进口阀门，随后缓慢开启循环水泵出口阀门。 第十条在循环泵试车的二十分钟内，应不断检测水泵电机的温升是否超出铭牌规定值，并检查整个管网是否有漏点。 第十一条将管网压力提高到安全阀规定的开启压力，检验安全阀是否灵敏可靠，超压保护装置要进行试验。 第十二条在确认二次侧循环泵及二次侧管网工作正常后，依次缓慢打开换热器上的一次侧热源介质出、进口阀门，使流量逐渐达到规定要求，关闭一次侧旁通阀。 第十三条检查所有密封面及所有焊缝处有无渗漏等不正常现象。 (二)运行时操作规程
一、热网监控系统的构成 整个热网监控系统由三部分构成：热网监控中心、热力站监控系统、无线通讯系统。如图1所示。整个过程为： 图1. 集中供热远程监控系统 (1)现场热力站PLC将各工艺参数实时采集后通过以太网通信模块将数据送往ETPro 555 EVDO路由器；同时，还可通过该通信模块接收监控中心的指令。 (2)无线通讯系统在对ETPro 555 EVDO路由器进行配置时预先输入监控中心的IP地址。ETPro 555 EVDO路由器收到PLC发来的数据后，把这些数据送到前
面设置的IP地址网络服务器中，通过端口映射转发到数据中心服务器。ETPro 555 EVDO路由器发送数据的过程为：数据送到中国电信的
3G无线网络中，然后再经过Internet传送给监控中心。 (3)热网监控中心由网络服务器、防火墙、数据中心服务器、工作站等组成。数据中心服务器将接收的来自各换热站的数据，进行存储、历史趋势分析、报表打印等。 二、热力站监控系统 1、热力站监控系统组成： 本地监控装置主要包括：供热控制器（现场控制器）、供热机组变频控制柜、调节阀、温度压力传感器、流量仪表、数传模块等。 2、场控制软件 该软件是为完成现场工作站采集热力站参数和控制参数并与监控中心进行通讯而设计，同时也支持现场工作站脱开监控中心独立运行。现场热力站控制软件主要完成采集热力站温度、压力、流量等运行参数，接受监控中心的控制指令、自动控制流量、温度、压力等参数，提供现场显示和操作界面，并实现监控中心与热力站之间的远程通讯。数据采集功能是热网监控系统的基础，用于采集热力站实时参数并经过计算通过现场工作站前面板的液晶触摸屏显示，通过其通讯功能将数据传输到中央控制室集中管理。控制调节功能主要是针对阀门控制．可采用自动与手动两种方式来调节，可通过现场工作站前面板的操作钮及彩色液晶触摸屏来实现控制。另外控制柜根据二次网供水压力及软水箱液位提供变频器开关信号和二次网供水压力信号，实现自动变频补水。 出现故障时发出报警信息，并进行故障处理以保护工作站设备的正常运行，同时将报警信息发送到监控中心。
吉林化工学院信控学院专业综合设计说明书基于PLC的换热站控制 学生学号： 学生姓名： 专业班级： 指导教师： 职称： 起止日期：2016.8.29～2016.9.18 吉林化工学院 Jilin Institute of Chemical Technology
专业综合设计任务书 一、设计题目 换热站控制系统设计 二、适用专业 测控技术与仪器专业 三、设计目的 1. 了解换热机组工艺流程； 2. 了解温度、压力、液位及流量等工艺参数的信号测量及传输方法； 3. 掌握PLC各种典型信号（二线制、四线制变送器及热电阻、热电偶）接线方法； 4. 掌握PID控制算法及其在PLC中的编程和离线仿真及调试方法； 5. 熟悉自控工程实践设计及应用的一般步骤和实现方法。 四、设计任务及要求 某换热站工艺流程如下图所示，一次网进水由热水锅炉加热，经板式换热器与二次网进行换热后再返回锅炉。二次网循环水由循环泵P201加压后进行换热器，加热后进入管网对居民住户进行循环供热。 控制要求： 1．二次网供水温度PID控制：通过一次网调节阀V101进行供水温度定值控制； 2．二次网供水压力PID控制：通过循环泵调频进行供水压力定值控制； 3．补水箱水位限值控制：水箱水位小于低限时开补水阀，大于高限时关补水阀； 4．二次网回水压力限值控制：回水压力小于低限时启动补水泵，大于高限时停泵； 5．连锁控制（选做）：水箱水位小于低低限时，补水泵禁止运行；二次网回水压力小于低低限时，循环泵禁止运行； 6．流量/热量累计（选做）：增加一次网流量和回水温度仪表，实现流量和热量累计。 五、设计内容 1. 总结IO点表，并进行PLC系统选型； 2. 设计控制系统IO信号接线图纸；
换热站节能控制系统 换热站是连接热源和热用户的重要环节，在整个供热系统中起着举足轻重的作用，热水管网又分为，一次网和二次网，一次网是指连接于城市热源管网和换热站之间的 管网，二次网是指连接于换热站与热用户之间的管网，换热站主要是指连接于一次网 和二次网，并装有与用户连接的相关设备、仪表和控制设备的机房。 根据规模和设置地点不同，换热站又可分为首站、区域换热站、集中换热站和用 户换热站。而且绝大多数换热站为了考虑供暖面积的扩容，设备的数量和容量都设计 的留有一定余量，并且如果这些换热站的循环泵和补水泵采用人工开、关阀门控制流量，由于管路的阻力增大，必将造成电能浪费。 因此换热站的控制系统节能设计与应用是换热站建设和改造的重点工作之一。 一、换热站的重要组成部分 换热站以及热水管网是连接热源与热用户的一个极为重要的环节。在整个供热系 统之中扮演着十分重要的角色。 热水管网有可以分为一次网与二次网，前者主要是指连接于城市管网与换热站之 间的管网；后者则指的是连接于换热站与热用户间的管网。 所谓换热站指的是连接于一次网与二次网且装有与用户连接的相关设备、仪表以 及控制设备的机房。 二、节能控制系统产品功能特征分析 对于节能控制系统产品而言，其主要包括如下几个方面的功能特征： 1、节能控制系统的主要用途：换热站节能系统具有较多优点，包括：高效节能、 智能化以及自动化等，且其用途十分广泛，如同热力公司热网控制、工厂、机 关以及住宅小区等商业用建筑的供热采暖、生活用热水、空调等；各种需要换 热场所；各类换热站的新建、改建以及扩建工程的配套设施等。 2、节能控制系统的主要特征：换热站设计理念十分先进，不仅会节省基建投资成 本，而且还会使得安装维护便捷。实现系统的自动化控制，使得自动化以及智 能化程度提高，便于操作。可实现无人值守、自动显示，也可以实现远程通信 操作，且经过计算机网路进行全程的监控，与此同时，自动化控制以及人工操 作可进行互相切换。该智能控制装置具有自动控制、气候补偿以及节能舒适等 方面的特征，是当前智能建筑采暖供热的一个理想选择。
理工类大学本科毕业设计论文 电气工程学院综合课程设计成绩评定表 设计题目热力公司换热站控制系统设计 姓名班级暂 答辩小组成员（职称）： 说明书主要内容：（小摘要） 热力公司换热站利用热水或蒸汽作为热媒，由集中的热源向一个城市或较大区域供应热能。为了改变这一情况，多年以来供热行业一直在探讨开发能充分适应热负荷不断变化的细调节运行方式，以适应热负荷变化较大、调节频率较高对系统平衡能力的需求，满足热用户的合理需求，达到经济运行目的。 PLC控制换热站从技术上满足了这种需求，其原理是通过变送器远程采集系统运行数据，经有线或者无线方式将信号传递到控制中心进行中央监控，同时将控制信号以组态模式实时反馈，控制电控执行机构进行系统调节，实现对二次供、回水温度的合理控制和处理突发事故。本课题来源于换热站的控制与技术，如何随时了解换热站的工作情况和有关信息，并根据这些信息和室外温度对换热站进行及时调控，使供暖系统始终在一个最佳工况下运行，从而获得良好的经济效益和社会效益，这就是本课题的研究目的所在。 评定成绩： 答辩小组组长：年月日
目录 目录 引言 (1) 第一章绪论 (2) 1.1 换热站的发展概述 (2) 1.1.1 国外换热站发展概况 (2) 1.1.2 国内换热站发展概况 (2) 1.2 换热站的简介及运行现状 (3) 1.3 课题的来源及意义 (3) 第二章换热站的构成和总体设计方案 (5) 2.1换热站的简介 (5) 2.2换热站控制系统的构成 (5) 2.3 换热站控制系统的硬件 (6) 2.3.1换热器 (6) 2.3.2 循环水泵 (7) 2.3.3 阀门 (7) 2.3.4 温度计、阀门 (8) 2.3.5 PLC S7-200 (8) 2.4 换热站工作原理 (11) 2.5 系统总体方案设计思路 (12) 2.6 该方案要实现的控制功能 (13) 第三章控制系统实施方案 (15) 3.1 换热站与热用户的连接方式 (15) 3.2 温度的控制调节 (15) 3.3 循环水流量的调节控制 (16) 3.4 压力的调节控制 (17) 3.5 换热站总体控制系统方案 (18) 3.5.1 换热站控制系统设计 (18) 3.5.2 控制系统硬件总体框架图 (18) 3.5.3 换热站控制系统电气图 (18) 参考文献 (20)
换热站自动节能控制系统 摘要：文章介绍换热站温度自动控制系统的构成和基本原理 关键词：换热站S7-300PLC 电动调节阀PID控制 包钢热电厂炼钢换热站采用人工操作、控制及运行管理,生产过程中大致根据生产生活需要,采用人工手动调节蒸汽阀门、回水阀门,以蒸汽加热凉水的方式来调节供热管道的温度,实现需要的供暖温度,但存在的问题如下: 首先入冬及初春季节早午晚温差较大,最高可达20℃,人工难以实时调节,此时存在能源浪费或者不能满足用户的要求的情况较多。 其次由于阀门的尺寸较大,蒸汽压力较高,所以调节阀门不可能按照要求实时控制,存在较大的滞后现象,实际供热调节温度误差高达±10%左右,造成控制温度不能够准确反映实际需要的温度,控制精度较差,并造成大量的蒸汽损耗。另一方面由于人为手动调节,在户外温度高或低时,不能够及时调节供热温度,不是造成不必要的浪费,就是不能满足实际的需要,实现舒适的供热环境。 1、系统配置清单(表1) 2、原理说明 (1)整个换热站采用一台蒸汽电子调节阀门,针对汽水换热器的总进汽,采集供热系统的供水温度,综合当时环境温度后,给出一个供水温度给定值,打入蒸汽调节供水温度,当供水温度和回水温度差值满足正常需要以及出水温度达到要求时,控制进汽量,保障正常恒温,进汽阀采用高精度数字调节阀门进行PID闭环控制,稳定供热系统的供水温度。由此可免去人工调节进汽阀门,避免随机性、误差性、难操作及难控制的问题,同时可实现远程控制进汽阀门,达到自动控制的目的,杜绝±10%的调节误差,大量节约蒸汽。(2)系统采用SIEMENS公司的S7-300PLC 进行现场压力及温度信号的采集,进行信号的运算及处理,实时向数字调节阀控制器发送数据,调节电子蒸汽调节阀门开度,以适时调节供热温度,达到最佳的供热效果。 系统可监视或控制的温度有:每台换热器供水温度、回水温度、环境温度;系统可监视的压力有:汽水换热器供水压力、回水压力。以上参数可使用SIEMENS 操作员面板进行控制或显示。(3)针对换热站冷凝水箱采用一台电动蝶阀进行水箱的恒液位差值控制,免去经常由人工进行调节。(4)系统改造后安全性强,运行率高,供热系统仍保留原有系统所有手动控制功能,又增加了一套自动化控制系统,两套系统可实现互为备用,整个供热系统安全性增加一倍,增强了整个系统的运行稳定性。
换热站运行管理规程 1.目的 规范换热站设备设施维修保养工作，确保换热站设施设施各项性能良好。 2.适用范围 适用于物业部辖区内换热站设备设施的维修保养。 3.工作职责 定期检查设备设施运行情况，做好相关记录，确保换热站工作的正常开展。 4.运行标准 4.1检查事项及标准 4.1.1每班检查一次水泵的润滑油情况，保持油位正常。 4.1.2随时查看水箱内的水位是否正常，应保持水位在水箱的2/3处以上。 4.1.3每4小时记录一次，一、二次网供回水温度和压力。 4.1.4交班人员应向接班人员交待清楚当班的运行情况，并附有值班记录。如有故障未处 理完毕，交班人员不得离开。 4.1.5换热站站内巡检路线：一次管网阀门→换热器→循环泵→补水泵→电机→配电盘→ 二次管网阀门。 4.1.6为保证换热器及辅机设备正常运行，检修工每天按巡检路线至少进行两次巡回检查 (接班后和交班前)。 4.1.7检查换热器运行是否正常，各受压元器件可见部位是否有异常现象。 4.1.8检查循环泵、补水泵运行情况，电动机与轴承的温升、震动与噪音是否超限，电机 接线盒有无发热现象，联轴节填料松紧状况，排除不正常的漏水现象。 4.1.9检查各设备润滑部位（润滑油箱是否油位正常、是否泄漏、润滑脂加注情况）。 4.1.10检查安全附件和一次仪表、二次仪表是否正常，各指示信号有无异常变化。
4.1.11若发现除污器两侧压力表压差超出正常时压差，说明除污器已被堵塞，应关掉循 环泵及阀门，进行清洗，也可反冲洗排污。冲洗排污时，迅速开启排污球阀，开启5秒后关闭，视排污情况反复操作2-3次(三开三关法)。 4.1.12检查各阀门开关位置是否正常，各阀门管道有无漏水现象。 4.2巡回检查发现的问题要及时处理，并将检查结果按集团公司的要求标准记入巡检记 录。检查的重点为：供暖热源介质和二次水的温度及压力不得高于板式换热器和水泵的设计值。循环水泵的运行电流不得高于其额定电流。水处理出水水质应保持合格。 4.2.1要经常检查换热器的所有密封面及焊缝，观察有无渗漏等不正常现象。若发现渗漏， 应及时在渗漏处作上标记，待停机后处理。 5.相关记录 《设备设施运行记录表》 编制/日期：审核/日期：批准/日期：
吉林化工学院信控学院专业综合设计说明书 换热站控制系统设计 学生学号： 学生姓名： 专业班级： 指导教师： 职称： 起止日期：2016.08.29～2016.09.18 页脚内容
吉林化工学院 Jilin Institute of Chemical Technology 页脚内容I
专业综合设计任务书 一、设计题目 换热站控制系统设计 二、适用专业 测控技术与仪器专业 三、设计目的 1. 了解换热机组工艺流程； 2. 了解温度、压力、液位及流量等工艺参数的信号测量及传输方法； 3. 掌握PLC各种典型信号（二线制、四线制变送器及热电阻、热电偶）接线方法； 4. 掌握PID控制算法及其在PLC中的编程和离线仿真及调试方法； 5. 熟悉自控工程实践设计及应用的一般步骤和实现方法。 四、设计任务及要求 某换热站工艺流程如下图所示，一次网进水由热水锅炉加热，经板式换热器与二次网进行换热后再返回锅炉。二次网循环水由循环泵P201加压后进行换热器，加热后进入管网对居民住户进行循环供热。 页脚内容
控制要求： 1．二次网供水温度PID控制：通过一次网调节阀V101进行供水温度定值控制； 2．二次网供水压力PID控制：通过循环泵调频进行供水压力定值控制； 3．补水箱水位限值控制：水箱水位小于低限时开补水阀，大于高限时关补水阀； 4．二次网回水压力限值控制：回水压力小于低限时启动补水泵，大于高限时停泵； 5．连锁控制（选做）：水箱水位小于低低限时，补水泵禁止运行；二次网回水压力小于低低限时，循环泵禁止运行； 6．流量/热量累计（选做）：增加一次网流量和回水温度仪表，实现流量和热量累计。 五、设计内容 1. 总结IO点表，并进行PLC系统选型； 2. 设计控制系统IO信号接线图纸； 3. 按上述控制要求编写和设计PLC控制程序； 页脚内容I
换热站设备维护方案 各站设备经过上一个采暖期的运行，针对运行中存在的问题和各项设备配件磨损老化的问题，编制本维护方案。 编制依据：SB1612锅炉水质规程技术条件，GB50273—98热力工业炉设备安装规划，EJ/T81—98《供热管道工程技订规程》L03S001《给水与排水设备安装》DBJT14—7《采暖设备安装》以及其它参考资以及工艺要求。 主要编定以下几个方面维护方案：—、用电设备线路的维护，二、水泵的维护，三.伐门仪表的维护，四.水系统管路系统的维护。五其它设备的维护。 一、为保证安全可靠、优质和经济合理的用电，做好用电设备的维护，故障处理及检修是十分重要的。着重介绍电动机和配电线路的检修与维护。 A1、电动机的检修：异步电动机按其定子绕组的相数分为单相异步电动机；另一种是绕线异步电动机。二者之间主要区别是转子构造不同。 （一）电动机的运行检查①检查电源电压是否正常，对于380V电动机，电源电压不宜低于360V或高于400V。②检查线路的接线是可靠，熔断器的安装是否正确，熔丝有无损坏。③检查联轴器的连接是否牢靠，机组转动是否灵活，有无磨擦、卡住、窜动等不正常现象。④检查机组周围有无妨碍运行的杂物或易燃物品等。⑤对于新安装或长期停用电动机，在以上检查之前还应进行下列检查，〈1〉用兆欧表检查电动机绕组间和绕组对地的绝缘电阻。一般380V电动机的绝缘电阻应大于0.5MΩ,否则应进行干燥处理;测试电动机绝缘的方法，测试前，应先将北欧表进行检验，即将兆欧表测方试编短路，并摇动兆欧手柄，看指针是否指在“0”位置；然后将测方式端断开，再摇动手柄，盾指针是否指在“∞”位置上，测方式是，要把兆欧表平置放稳，摇动手柄时能产生很高的电压，在兆欧表尚未停转或绕组尚未放电时，不可用手触摸设备的被测方试部分或进行拆线，以防触。〈2〉检查电动机轴承是否有油。如轴承缺油，应及用补足。一般（鼠）笼型电动机滚动轴承可采用钙钠基润滑脂，温热地带电动机滚动轴承可采用复合钙基润滑脂。〈3〉一台电动机的连续启动次数一般不宜超过3—5次，以防止启动设备电动机过热。〈4〉合闸后如果电动机不转或转速很慢，声音不正常时，应速拉闸查明原因，如检查电源电压是否正常。熔丝是否熔断，电动机引线是否松脱或断线，负载是否过重，被带动的机械是否有故障，电动机绕组是否断路或短路等。 A2、电动机维护的主要内容： ①应经常保持清洁，不允许有水滴，油滴或杂物落入电动机内部。 ②注意电动机的运行电流（负载电流）不得超过铭牌上规定的额定电流。 ③注意电源、电压是否正常，一般电动机要求电源电压的变化不得超过额定电压 的±7%，三相电压的差别不得大于5%。 ④注意监视电动机的温升。监视温升是监视电动机运行状况的直接可靠的办法， 当电动机的电压过低，电动机过载运行，电动机两相绕线（缺相）运行，定子绕线短路时，都会使电动机的温度不正常地升高。 ⑤电动机运行时不应有磨擦声，尖叫或其他杂声，如发现有不正常声音，应及时 停车检查，消除故障后才可继续运行。 ⑥当闻到电动机烧焦的气味或发现电动机内部冒烟时，说明电动机绕组绝缘已遭 受破坏，应立即停机检查和修理。 ⑦检查电动机及开关外壳是否漏电和接地，用验电笔检查电动机及开关外壳时， 如发现外壳带电，说明设备已漏电应立即停机处理。 A3、电动机的保养和维护。
第一章绪论 1.1 集中供暖的发展概述 集中供暖是在十九世纪末期，伴随经济的发展和科学技术的进步，在集中供暖技术的基础上发展起来的，它利用热水或蒸汽作为热媒，由集中的热源向一个城市或较大区域供应热能。集中供暖不仅为城市提供稳定、可靠的热源，改善人民生活，而且与传统的分散供热相比，能节约能源和减少污染，具有明显的经济效益和社会效益。 1.1.1 国外集中供暖发展概况 集中供暖方式始于1877年，当时在美国纽约，建立了第一个区域锅炉房向附近14家用户供热。20世纪初期，一些工业发达的国家，开始利用发电厂内汽轮机的排气，供给生产和生活用热，其后逐渐成为现代化的热电厂。在上世纪中，特别是二次世界大战以后，西方一些发达国家的城镇集中供暖事业得到迅速发展。 原苏联和东欧国家的集中供暖事业长期以来是实行以积极发展热电厂为主的发展政策。原苏联集中供暖规模，居世界首位。地处寒冷气候的北欧国家，如瑞典、丹麦、芬兰等国家，在第二次世界大战以后集中供暖事业发展迅速，城市集中供暖普及率都较高。据1982年资料，如瑞典首都斯德哥尔摩市，集中供暖普及率为35%；丹麦集中供暖系统遍及全国城镇，向全国1/3以上的居民供暖和热水供应。 第二次世界大战后德国在废墟中进行重建工作，为发展集中供暖提供了有力的条件。目前除柏林、汉堡、慕尼黑等城市已有规模较大的集中供暖系统外，在鲁尔地区和莱茵河下游，还建立了联结几个城市的城际供暖系统。 在一些工业发达较早的国家中，如美、英、法等国家，早期多以锅炉房供暖来发展集中供暖事业，锅炉房供暖占较大比例。不过这些国家已非常重视发展热电联产的集中供暖方式。 1.1.2 国内集中供暖发展概况 我国城市集中供暖真正起步是在50年代开始的，党的十一届三中全会以后，特别是国务院1986年下发《关于加强城市集中供热管理工作的报告》，对我国的集中供暖事业的发展起到了极大的推动作用。 虽然我国这些年来集中供暖事业取得了迅速发展，但是和国外相比，我国目前采暖系统相当落后，具体体现在供暖质量差，即室温冷热不均，系统效率低下，不仅多
换热站及其自动控制系统 The heat exchange station is now widely used in automatic control system. However, good heating system and good automatic control system, sometimes can not be combination well. Investigate its reason, is mainly the HVAC engineers do not understand automatic control, automatic control technology personnel do not understand the HVAC, neither can achieve the best results. In the heating project, comparing HVACengineering and automation, HVAC is the leading part, and automatic control is its auxiliary. Therefore, as a heating technology personnel, it is necessary to have a rudimentary understanding of automatic control system. At the sametime, should be based on their knowledge of automation and HVACunderstanding to coordination and guidance control personnel to do the debugging work. s Central Heating Supply System; Control system of heat exchanger; PID Regulation 换热站如今已广泛使用自动控制系统。然而，良好的供暖系统，完善的自动控制系统，有时却不能很好的结合，发挥不出理 想的作用。究其原因，主要是暖通工程师不懂自控，自控技术人员不懂 暖通，个顾个，结果两者都不能达到最佳状态。在工程中，暖通工程 与其自控比较而言，暖通是主导的部分，而自控只是它的辅助。因
换热站供热自动化控制系统的原理及应用探讨 为了提升供暖质量，减少资源能源浪费，热力公司不断提升自动化技术水平，优化自动化控制系统的各方面性能，积极响应国家关于“节能降耗、绿色环保”的号召，并取得了阶段性成果。借助于自动化控制系统实时监控的功能，供热全过程实现了透明化管理，尤其在温度与热量控制方面，实现了一次达标、一次通过的愿景，用户满意率呈现出逐年升高态势。 1换热站供热自动化控制系统的结构组成与工作原理 1.1 结构组成 换热站供热自动化控制系统主要包括：传感器、测量仪表、执行机构、PLC、现场液位计以工控机等结构组成。其中测量装置主要对换热站的运行状态以及各项运行参数进行测量，测量参数涵盖一次供温温度、二次供水温度、二次供水流量、用户暖气温度以及二次回水温度等参数。执行机构对供暖锅炉传输蒸汽管道的开关阀门进行有效控制。而PLC 则是接收换热站控制系統传输来的数据信息，并对其进行运算和处理，然后借助于I/O 模块，写入自动运行控制程序，进而完成变频器、电动调节阀以及补水泵的相关动作行为。现场液位计主要测量补水箱内的液位高低，工控机则是有效监测系统运行过程中的各项参数，如果发现运行异常，工控机的报警装置会发出报警信号。 换热站的控制柜对循环水泵以及补水泵进行有效控制，运行模式包括手动、自动、工频以及变频。而保障换热器正常运转的独立运行程序则存储在PLC 内，在运行时，无需借助于上位机的监控管理软件。换热站的中央控制室时时监测出口位置的暖气温度，如果温度不达标，可以及时进行智能化调整，使供暖温度能够满足终端用户需求。 1.2 工作原理 从供暖锅炉内部出来的蒸汽借助于供热管道传输到换热站，在这传输过程中，蒸汽主要是由电动调节阀的自动开、关与手动阀门进行
河北建筑工程学院 本科毕业设计（论文）
毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。 作者签名：日期： 指导教师签名：日期： 使用授权说明 本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。 作者签名：日期：
学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名：日期：年月日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 涉密论文按学校规定处理。 作者签名：日期：年月日 导师签名：日期：年月日
锅炉及换热站远程监视 控制系统 概况 随着互联网科技日益渗透到生活，生产的各个领域，各种工业组态软件及各种嵌入式硬件或PLC(可编程控制器)支持下，运用电脑进行工业过程自动化控制已然成为现实。 锅炉自动化控制及换热站远程监控是工业过程自动化中的体现。 操作者对锅炉自动控制及换热站远程监控系统有以下要求（控制指标） 1，实时监测可视到：排烟温度，炉膛温度，炉膛压力，出水温度，出水压力，回水温度，回水压力，一次网供回水压力及温度，二次网回水温度及压力和二次网补水压力，及外加各种流量，压力，温度指标。 2，实时控制监视鼓风，引风，炉排，循环泵的启停，二次网循环泵启停，运行的全部情况（如果使用变频器可看到变频器的输出频率，输出电流等指标）及二次网补水泵的启停。 锅炉管理者通过互联网（或局域网）对锅炉自动控制系统有以下要求（控制指标）3，直观的看到锅炉现场及换热站的情况 4，实时监测可视到：排烟温度，炉膛温度，炉膛压力，出水温度，出水压力，回水温度，回水压力，一次网供回水压力及温度，二次网回水温度及压力和二次网补水压力及外加各种流量，压力，温度指标。 5，通过互联网（或局域网）及电话与操作者进行通讯。 控制系统根据客户要求提供实时报表，历史报表和报警窗等系统控制指端可进行报表打印，报表数据下载等。另外控制系统对操作者要进行用户身份验证，保证操作的安全性。 为实现以上各种要求，在控制系统中应用组态软件及与之相配套的电脑，扩展功能板，或PLC（可编程控制器），数模转换或模数转换，变送器，传感器。 整个监控系统共需处理的开关量输出点；开关量输入点；模拟量输入点和模拟量输出点若干（根据用户要求确定数量）。主要采用组态王控制系统以及PLC 可编程控制器，换热站通过控制模块完成与SARO GPRS DTU的数据交互。PLC 定时将数据发送给SARO GPRS DTU,同时PLC实时接收DTU发来的数据完成相应控制功能。SARO GPRS DTU在收到PLC发来的数据会立即转发到操作者操作的系统。 换热站监控系统共需处理：17个开关量输出点；15个开关量输入点；40个模拟量输入点和5个模拟量输出点。主要采用组态王控制系统以及匹配系列可编程控制器。通过控制模块完成与SARO GPRS DTU的数据交互。PLC定时将数
第一章绪论 集中供暖的发展概述 集中供暖是在十九世纪末期，伴随经济的发展和科学技术的进步，在集中供暖技术的基础上发展起来的，它利用热水或蒸汽作为热媒，由集中的热源向一个城市或较大区域供应热能。集中供暖不仅为城市提供稳定、可靠的热源，改善人民生活，而且与传统的分散供热相比，能节约能源和减少污染，具有明显的经济效益和社会效益。 1.1.1 国外集中供暖发展概况 集中供暖方式始于1877年，当时在美国纽约，建立了第一个区域锅炉房向附近14家用户供热。20世纪初期，一些工业发达的国家，开始利用发电厂内汽轮机的排气，供给生产和生活用热，其后逐渐成为现代化的热电厂。在上世纪中，特别是二次世界大战以后，西方一些发达国家的城镇集中供暖事业得到迅速发展。 原苏联和东欧国家的集中供暖事业长期以来是实行以积极发展热电厂为主的发展政策。原苏联集中供暖规模，居世界首位。地处寒冷气候的北欧国家，如瑞典、丹麦、芬兰等国家，在第二次世界大战以后集中供暖事业发展迅速，城市集中供暖普及率都较高。据1982年资料，如瑞典首都斯德哥尔摩市，集中供暖普及率为35%；丹麦集中供暖系统遍及全国城镇，向全国1/3以上的居民供暖和热水供应。 第二次世界大战后德国在废墟中进行重建工作，为发展集中供暖提供了有力的条件。目前除柏林、汉堡、慕尼黑等城市已有规模较大的集中供暖系统外，在鲁尔地区和莱茵河下游，还建立了联结几个城市的城际供暖系统。 在一些工业发达较早的国家中，如美、英、法等国家，早期多以锅炉房供暖来发展集中供暖事业，锅炉房供暖占较大比例。不过这些国家已非常重视发展热电联产的集中供暖方式。 ! 1.1.2 国内集中供暖发展概况 我国城市集中供暖真正起步是在50年代开始的，党的十一届三中全会以后，特别是国务院1986年下发《关于加强城市集中供热管理工作的报告》，对我国的集中供暖事业的发展起到了极大的推动作用。 虽然我国这些年来集中供暖事业取得了迅速发展，但是和国外相比，我国目前采
换热站自控系统 系统概述： 换热站是连接供热公司和用户的重要环节，其工作安全性、可靠性直接影响了供热质量。换热站大都采用人员值守方式，一方面浪费人力；另一方面出现事故隐患时操作人员难以发现，易造成设备事故。同时，各换热站独立运行，难以达到供热系统的整体最佳状态，易造成热力失衡，影响供热效果并造成能源的极大浪费。 换热站自控系统很好的解决了上述问题，可实现远程监测各换热站内一次网、二次网温度、压力、流量数据；循环泵、补水泵运行状态；补水箱液位、调节阀开度等实时信息，并可对换热过程进行有效的控制。 换热站自控系统实现了换热站的无人值守，工作人员在监控中心即可实时了解整个换热系统的运行状况，并可远程或自动调节供热设备。该系统为保障热网的热力平衡和供热系统的安全、可靠运行发挥了重要作用。 换热站 1# 调节阀温度压力流量温度压力流量 2# 一次网供水二次网供水 热电厂换热器循环泵 用 户 一次网回水二次网回水 温度压力温度压力 水箱液位 补水泵 补水箱 水源
监控中心：服务器、值班员计算机、换热站自控系统软件。 通信网络：GPRS、INTERNET公网（监测中心申请固定IP）或ADSL、光纤。 监测设备：换热站监控终端DATA-9201。 现场设备：温度变送器、压力变送器、热量表、水泵/阀门控制柜等。 系统拓扑图： 防火墙交换机服务器 值班员计算机 INTERNET 公网 GPRS 网络 换热站监控终端换热站监控终端 1#换热站N#换热站
工艺环 现场设备功能描述 节 1、一次网供水压力、温度、流量监测。 一次供水仪表 一次网 2、根据一次供热温度调整阀门开度。 一次回水仪表一次网回水压力、温度、采集监测。 二次供水仪表二次网供水压力、温度、流量监测。 二次回水仪表二次网回水压力、温度监测。 二次供水循环对循环泵的三相电压、三相电流、泵的启动状态、泵的保 泵护状态进行监测，实现远程控制水泵的启动和停止。 1、对补水泵的三相电压、三相电流、泵的启动状态、泵 二次回水补水的保护状态进行监测，实现远程控制水泵的启动和停二次网 泵止。 2、根据二次回水压力的变化自动启、停泵。 1、补水箱液位监测。 二次回水补水2、水位过低自动关停补水泵。 箱3、水位低自动向水箱内补水、水位高自动停止向水箱内 补水。 总电源电能表对整个换热站的三相电压、三相电流、电能进行监测。 换热站监控终端功能： 换热站监控终端集数据采集、本地控制和远程通讯等功能于一体，采用模块化设计。逻辑控制器DATA-7301为其核心处理单元，负责上、下行通讯和逻辑运算、逻辑控制；扩展控制器DATA-7302为其辅助处理单元，负责数据采集、状态检测，并执行DATA-7301下达的控制命令。