延 凱

(太原市熱力公司城西供熱分公司，山西 太原 030021)

我公司現(xiàn)有熱源廠一座，燃氣鍋爐站一座，以及182座熱力站，隨著集中供熱的技術水平以及百姓對生活質(zhì)量需求的提高，我公司在不斷地更新供熱技術以達到百姓的供熱需求。其中自控系統(tǒng)已經(jīng)高度深入集中供熱，熱源廠采用DCS自控系統(tǒng)，而我公司范圍內(nèi)的所有熱力站也都采用了PLC技術進行自動控制，大部分站已經(jīng)達到了無人值守的標準并且投入使用。

自動控制系統(tǒng)可以在保證設備正常運行的情況下，減少人工勞力輸出，更準確到位地完成各項工作，舉一個簡單的例子：假如此時的二次網(wǎng)溫度過低，我們就可以通過自控系統(tǒng)中的二次網(wǎng)的溫度傳感器了解當前溫度，通過一次網(wǎng)流量計的顯示，調(diào)整一次網(wǎng)回水的電動調(diào)節(jié)閥的開度，再通過傳回的數(shù)據(jù)，精準地改變一次網(wǎng)流量，再通過換熱器實現(xiàn)二次網(wǎng)的溫度調(diào)節(jié)。自動控制系統(tǒng)不僅方便可靠，而且節(jié)省了勞動成本，降低了勞動者在工作時的危險系數(shù)，安全、高效、可靠。

1 熱力站自控系統(tǒng)的組成

熱力站的自動控制系統(tǒng)由現(xiàn)場設備和控制系統(tǒng)兩大部分組成。其中現(xiàn)場設備包括：一次網(wǎng)和二次網(wǎng)的溫度傳感器，一次網(wǎng)和二次網(wǎng)的壓力傳感器，水箱的液位傳感器，流量計以及電動調(diào)節(jié)閥等，這些設備的作用基本是用來采集現(xiàn)場數(shù)據(jù)，另外熱力站的循環(huán)泵和補水泵等電機都已經(jīng)通過控制單元接入了控制系統(tǒng)。而另一部分控制系統(tǒng)主要集中體現(xiàn)在熱力站的自控柜內(nèi)，自控柜內(nèi)我公司采用的是清華同方的一套完整的PLC(可編程控制系統(tǒng))系統(tǒng)，硬件包括一體化觸摸屏，CPU模塊，通訊模塊，I/O模塊，這里介紹一下I/O模塊，I/O模塊主要包括四種通道有AI(模擬量輸入)、AO(模擬量輸出)、DI(數(shù)字量輸入)和DO(數(shù)字量輸出)，AI是對變送器數(shù)據(jù)的采集，AO則用于被控對象的連續(xù)控制，DI與DO通道的作用是對現(xiàn)場設備作監(jiān)測和控制。

這里需要說明一點，隨著技術進步，CPU模塊已經(jīng)在近些年融入了一體化觸摸屏，現(xiàn)階段的熱力站在14年后都從清華同方提供的貝加萊系統(tǒng)替換為了更為先進的MOX系統(tǒng)，而新的這一套系統(tǒng)CPU模塊已經(jīng)集成于一體化觸摸屏中。這就體現(xiàn)出了自控系統(tǒng)的另一個優(yōu)點，維修簡便。假如一體化觸摸屏出現(xiàn)了問題，我們可以通過臨時更換一體化觸摸屏，并且只需拷貝相關數(shù)據(jù)和程序即可，也就是說，PLC已經(jīng)深入地應用到了集中供熱當中，PLC的優(yōu)點顯而易見。

2 熱力站自控系統(tǒng)的運行

就單個熱力站而言，一般我們根據(jù)用戶的所需的供熱面積、樓層等因素會分為單系統(tǒng)、雙系統(tǒng)、三系統(tǒng)、四系統(tǒng)甚至五系統(tǒng)的熱力站，這里我們以單系統(tǒng)為例。

用戶家中的暖氣管的熱水是通過換熱站的換熱器將一次網(wǎng)的熱量傳遞給二次網(wǎng)從而實現(xiàn)的。那么一次網(wǎng)和二次網(wǎng)是如何通過自控系統(tǒng)完成這一過程。

首先，從大網(wǎng)上會有一網(wǎng)供水管和回水管，熱水通過這一路熱力管道與熱源廠聯(lián)通，因此大網(wǎng)的熱量全部來自于熱源廠。根據(jù)熱負荷的計算，參考運行工況，通過各熱力站反饋的二次網(wǎng)運行參數(shù)，可以得出在一次網(wǎng)回水管的電動調(diào)節(jié)閥開度，并通過人機界面設定開度值，從而實現(xiàn)一次網(wǎng)的熱量調(diào)節(jié)。其次，二次網(wǎng)在通過換熱器接收到了一次網(wǎng)通過調(diào)節(jié)后得到的熱量，但此時并不能直接送往用戶家中，原因有很多，比如管網(wǎng)的新舊程度對壓力有著要求，但不同的壓力所造成的流速不同，熱量也就不同，所以，不同的地區(qū)，要通過實際情況合理分配壓力；二次網(wǎng)的管網(wǎng)是通過變頻器來控制循環(huán)泵來進行調(diào)節(jié)的，而PLC所需的各種參數(shù)，都會通過二次管網(wǎng)上的溫度壓力傳感器收集起來，并集中顯示在一體化觸摸屏上，而通過各種參數(shù)，可以非常直觀地反映到此時的流量情況，可以直接通過PLC對變頻器下發(fā)指令，改變頻率調(diào)節(jié)流量，以達到調(diào)節(jié)溫度的目的。最后還必須說一下二網(wǎng)的定壓補水，傳統(tǒng)的熱力站是通過電節(jié)點壓力表來控制補水泵的啟停，但隨著技術的不斷更新，電節(jié)點壓力表已經(jīng)淘汰，我們可以通過PLC對配套的變頻器下發(fā)指令對補水泵進行精確補水，我們在PLC的程序內(nèi)設定了一個最低限和最高限。在這個范圍內(nèi)，PLC會通過二次網(wǎng)的回水壓力值自己給出指令開始補水和停止補水，并且它的精確度很高，避免了補水泵對二次管網(wǎng)的沖擊。

3 熱力站如何參與到全網(wǎng)平衡系統(tǒng)

全網(wǎng)平衡系統(tǒng)的應用對熱量的分配，成本的節(jié)省，以及能源的充分利用等方面都起到了相當重要的作用，而要想實現(xiàn)熱量的全網(wǎng)平衡，熱力站的設備也必須符合硬件要求才能實現(xiàn)，所以，熱力站中在一次網(wǎng)的回水管上加裝有一網(wǎng)回水加壓泵，調(diào)度室可以通過SCADA系統(tǒng)對一網(wǎng)回水加壓泵下發(fā)指令，通過變頻器調(diào)節(jié)回水加壓泵，從而正確高效地分配各熱力站所需的熱量。另外一些熱力站會增加一套獨立的“二補一”系統(tǒng)，此系統(tǒng)配有單獨的PLC控制柜，也是通過變頻器對一臺單獨的補水泵(所有補水泵都會有備用)進行指令下發(fā)，達到二補一的目的。

4 結語

自動控制系統(tǒng)在熱力站的應用已經(jīng)相當成熟，PLC在供熱系統(tǒng)的各個環(huán)節(jié)中發(fā)揮的作用越來越重要，高效、智能、安全、可靠等等的優(yōu)點發(fā)揮著它對社會的貢獻，隨著社會的發(fā)展，我們正在緊跟科技的步伐，為城市建造“智慧熱網(wǎng)”，我們將更加努力，為城市的發(fā)展和百姓的溫暖，熱力人一直在路上。