褚煥萍

摘要：本文以某些城市的集中供熱工程為例，簡要闡述PLC控制在供熱系統(tǒng)中應用，以換熱系統(tǒng)的工藝設備為基礎，利用計算機技術、通訊技術和PLC的自動控制技術實現(xiàn)換熱站自動控制，達到無人值守的效果。

關鍵詞：PLC控制;自動控制;換熱站;無人值守

1 前言

隨著社會的發(fā)展進步和科技的不斷更新，社會環(huán)境污染越來越嚴重，加之能源的緊缺，節(jié)能技術及節(jié)能設備勢在必行的也要求不斷的更新和進步。在這幾年的城市集中供熱工程中，一般熱源是由電廠和鍋爐房組成，在電廠及鍋爐房周圍再以不等的半徑設立換熱站，以方便為居民供熱，這樣減少了電廠及鍋爐房熱能傳輸過程的損失。在近些年的供熱改造過程中，逐步停用民用供熱中熱效率低老鍋爐房，更新為以適量面積的小區(qū)建立一套換熱機組，成立一個換熱站，大的小區(qū)根據(jù)住戶情況可多設立幾個換熱站。

由于傳統(tǒng)的供熱模式下?lián)Q熱站的地理位置上分布是比較分散，加之多年的供熱系統(tǒng)設備的老齡化程度較大，滿足不了人們對供熱質量的要求。近些年隨著計算機技術、通訊技術和PLC控制技術的迅速發(fā)展及自動化水平的不斷提高和廣泛應用，自動控制技術在換熱站的應用以及實現(xiàn)無人值守，就顯得勢在必得了。

2 換熱站的工藝和控制邏輯的介紹

換熱站內(nèi)部的工藝管網(wǎng)主要是由一次回路（熱源側）、二次回路（用戶側）、供水和回水構成一套循環(huán)的系統(tǒng);換熱站的主要工藝設備有板式熱交換器、循環(huán)泵、補水泵，溫度調節(jié)閥等。

2.1 換熱站內(nèi)部的主要工藝參數(shù)

在一次回路中，對于換熱站的工藝參數(shù)，主要關心的是來自一次回路的水壓力、水溫度、水流量和經(jīng)過熱交換機后，一次回水的溫度、流量、壓力;對于二次側同樣需要關注的工藝參數(shù)是供回水的溫度、壓力、流量。

2.2 換熱站主要設備的作用和控制要求

2.2.1 板式熱交換器：熱交換器的作用主要是實現(xiàn)一次側熱水和二次側冷水的熱量交換。

對于板式換熱器使用，只要保證換熱器前端的壓力大于后端的壓力，有一定的壓差存在，板式換熱器就不會堵塞，所以對于板式換熱器主要是控制前后壓力差，即一次供水壓力和二次供水的壓力差。

2.2.2 循環(huán)泵：循環(huán)泵的作用是使二次回路的水能夠循環(huán)起來，二次側交換后的熱水能夠有一定的壓力，使熱水有足夠的壓力能夠到達用戶。

循環(huán)泵的工作頻率要用一次供水壓力和二次供水的壓力差來控制外，由于是大功率設備，還需要有一些保護措施，具體措施如下：

a、一次供水壓力太低，不能啟動。

b、一次供水壓力太高，自動停止工作。

2.2.3 補水泵：補水泵的作用就是，防止二次回路的管路中有漏點，需要及時補充水量，保證二次回水的壓力保持在某一范圍內(nèi)。

2.2.4 溫度調節(jié)閥：溫度調節(jié)閥的主要作用就是調節(jié)一次側進氣/熱水的量，來達到用戶的進水溫度（二次供水溫度）恒定的目的。

3 換熱站無人值守的實現(xiàn)

應用控制功能成熟的小型PLC控制系統(tǒng)一套，創(chuàng)建一套良好，直觀的人機界面，使熟悉工藝流程的操作人員經(jīng)過簡單培訓就能夠直接操作控制工藝設備。根據(jù)工藝控制要求，依靠控制傳感器的參數(shù)，對工藝設備編寫下位邏輯控制程序，實現(xiàn)不同設備的自動化控制要求，并對程序設置管理員站，操作員站，對不同級別設置不同的管理權限，實現(xiàn)分級管理。

（1）確定控制對象及控制范圍。根據(jù)以上的工藝內(nèi)容及要求，熟悉工藝流程，確定控制對象的參數(shù)范圍及要求。

（2）選擇PLC的機型。明確控制對象后，，掌握了工藝參數(shù)，就可以估算出控制系統(tǒng)的儀器儀表和電氣設備需要控制的I/O點數(shù)，以此明確控制的內(nèi)存大小，機型的層次要求，基本上PLC的硬件配置及需求設計就可以確定了。

（3）控制傳感器的需求。根據(jù)以上工藝參數(shù)分析，換熱站實現(xiàn)無人值守必須要配備以下智能傳感器設備：4套鎧裝式溫度變送器、4套壓力變送器、4套流量計，分別用來檢測管路中一次/二次回路的供、回水的溫度、壓力和流量，將檢測信號傳輸給PLC控制系統(tǒng)。

（4）根據(jù)工藝設備的控制原理和控制要求，編寫上、下位控制程序，也就是換熱站的后臺控制程序及人機界面，完成PLC的軟件設計工作了，例如西門子的控制系統(tǒng)可以用s7-200及wincc實現(xiàn)。在此工作中應參照軟件編寫規(guī)范的同時多方面了解工藝操作人員的使用要求，使上位程序既美觀漂亮又符合實際操作。

（5）PLC軟件設計完成后需要多次的單機調試，以此發(fā)現(xiàn)和改進程序中的錯誤及不足。多次單機調試完成后才可以聯(lián)機帶壓試水，最后在多次帶壓試水后，才能投入生產(chǎn)使用。

至此，換熱站的無人值守的功能就實現(xiàn)了。PLC的應用可以解放出勞動生產(chǎn)力，避免一定的安全隱患，并為工業(yè)自動化的實現(xiàn)再進一步了。

（作者單位：昆山登云科技職業(yè)學院）