一、基本功能

1、數(shù)據(jù)采集和上傳

PLC首先完成換熱站內所有實時數(shù)據(jù)的采集和轉換，并負責通過GPRS網絡將現(xiàn)場的數(shù)據(jù)上傳至控制室。

2、二次供水溫度控制功能

系統(tǒng)運行初期或供熱負荷小時，由一臺換熱器獨立運行，在上位機PC或HMI上手動打開一臺熱器的主進汽電動閥，控制程序根據(jù)設定的二次供水溫度與二次實際溫度進行模糊計算，由模糊程序輸出4-20mA信號調節(jié)一次網蒸汽調節(jié)閥的開關度（控制蒸汽流量的大小），使二次側供水溫度達到目標設定值。由于溫度反映比較滯后，在控制電動閥時有一個模糊控制時間需要根據(jù)溫度反映情況來設定，模糊控制時間可通過觀察一個完整的調節(jié)過程來確定，手動開啟一次側蒸汽調節(jié)閥一部分，并記住開啟的時間，由于進入換熱器的蒸汽量增加了而二次網流量并沒有增加，根據(jù)能量守恒定律二次供水溫度在一個滯后時間后一定也會正比例增加，蒸汽閥開啟到二次供水溫度增加，這兩者的時間差就是的閥門控制周期，如果周期設定不合理系統(tǒng)總是處于震蕩過程中，這個一定要注意。調節(jié)周期太短而且還容易損壞電動調接閥。

　　隨著供熱負荷的加大，一臺換熱器供熱量不夠時就需要啟動另一臺換熱器，首先是手動打開第二臺換熱器的主進汽電動閥（這里所說手動也是指在上位機PC上或觸摸面板HMI上操作，而不是現(xiàn)場操作按鈕），然后選擇換熱器控制方式，控制方式分三種（同步控制、異步控制、手動控制），在本工程設計時考慮到靈活性，每臺換熱器都有三種控制方式，控制方式的選擇由PC或HMI上點擊選擇，當選擇完控制方式后第二臺換熱器會自動投入運行。同時程序還在自動監(jiān)測系統(tǒng)總負荷，當需求負荷降低到一臺換熱器可*可以供給時，系統(tǒng)先會發(fā)出警告聲音，等待操作員確認，確認后會自動關閉一臺換熱器以達到節(jié)能效果。

下面說一下三種不同的溫度控制方式：

● 同步控制是指兩臺換熱器共同用一個目標溫度（總目標供水溫度）和同一個參考溫度（二次總管供水溫度）進行控制，選擇同步時兩臺換熱器的出力是一樣的，兩臺電動閥開啟和關閉的位置也是一樣的，所以叫同步控制。

● 異步控制是指兩臺換熱器根據(jù)各自的目標溫度（1#或2#設定供水溫度）參考溫度（1#或2#）換熱器支管出口溫度（不是總管溫度）構成控制回路，當選用異步控制時如果兩臺換熱器同時投入了使用，那么這兩臺換熱的效率和電動閥的位置都是不一樣的。

● 手動控制是指一次網蒸汽調節(jié)閥的開度由人為的在PC上或HMI上輸入控制，此時二次供水溫度將處于開環(huán)控制。

首站的二次網供水溫度目標值有三種方法得到，在本工程中采用分段控制法、固定供水溫度、前饋控制三種方法，下面說一下目標供水溫度生成的三種方法：

● 分段控制時：系統(tǒng)會把整個采暖期分成三個階段（供暖初期、供暖中期和末期）這三個溫度和三個時間段由運行人員事前在上位機中設定好，將控制方式選擇“分段控制”時系統(tǒng)就會根據(jù)時間自動判斷調整目標供水溫度。

● 固定供水溫度：系統(tǒng)在PC上和HMI上提供了一個固定的供水溫度設定窗口，只要設定好此溫度，將控制方式選擇“固定方式”就可以生效。

● 前饋控制:由于首站是供給其它子站高溫水的站，所以供水溫度能根據(jù)

每天早中晚提前升溫和降溫，在這個系統(tǒng)中可以設定三段提升和降低溫度的的窗口。此參數(shù)如果不設定此功能不起作用，前饋控制是疊加在以上兩種控制方式上的一種功能。

3、換熱器凝水閥控制功能

凝水閥主要是為了保證換熱器安全用的，一般凝水閥控制是根據(jù)設定的換熱器液位與實際液位比較PID運算，自動保持換熱器液位的一種控制功能，設定液位在理論上應能使凝水出口溫度降到50度以下。同時凝水液位的高低在一定程度能影響二次供水溫度的變化，其主要原因是凝水液位的高與低變化，響著一次蒸汽流量進入換熱器的多少，從而引起二次供水溫的度變化。所以在自動調節(jié)二次網供水溫度時凝水液位閥一定要保持不變，等二次溫度調節(jié)正常后再調節(jié)換熱器液位，如果蒸汽閥和凝水閥同時調節(jié)系統(tǒng)就很難調節(jié)到一個穩(wěn)態(tài)點。

4、二次網循環(huán)泵控制

循環(huán)泵主要用來將二次回水抽回到換熱器中再次加熱，控制模式為“定二次供水壓力”、“定供回水壓差”定流量，三種控制，為了保證二次網的安全一般都采用定壓力方式控制。

● 循環(huán)泵具有手動、自動功能，手動時人工在PC或HMI上啟動停止每臺循環(huán)水泵，自動時由PLC與變頻器結合并根據(jù)所選控制方式控制循環(huán)泵的運行。

● 循環(huán)泵設計為兩用兩備，當運行中的兩臺循環(huán)泵故障時，體系會發(fā)出故障信息，并自動將另兩臺備用循環(huán)泵投入運行。

5、二次網補水泵控制

二次網補水泵主要是用來在系統(tǒng)回水壓力低時給二次網補水用的，設計為一用一備，補水泵控制功能如下：

● PLC根據(jù)二次回水壓力設定值（可任意修改）與實際值經過PID運算，自動控制變頻器運行，事故時補水泵方式采用一拖二（一臺工頻運行一臺變頻運行），或者兩者同時工頻運行。

● 補水泵自動運行方式為變頻運行方式，也可自動定時切換，時間可任意設定，交替使用，以防止一臺泵長期不用而銹蝕，還可以延長電機使用壽命。若一臺補水泵出現(xiàn)故障時，系統(tǒng)會自動切換到另一臺備用水泵上去。

● 若變頻器發(fā)生故障或報警時，PLC將補水泵自動切換到工頻運行，但此時系統(tǒng)能仍夠根據(jù)二次側回水壓力設定值自動控制補水泵啟動和停止與加減泵，同時發(fā)出聲光報警信號，當報警消失時系統(tǒng)自動投入變頻定壓運行。

6、凝水泵控制

凝水泵的基本功能是把來自凝水箱的凝水送給系統(tǒng)其它回收裝置，同時部分凝水被自動打入到補水箱中，再由補水泵補給二次回水系統(tǒng)，這樣做的目的是提高熱利用效率。凝水泵控制功能如下：

● PLC根據(jù)冷凝水箱液位（液位設定值可任意修改）與實際值經過PID運算自動控制冷凝水泵變頻啟動和停止。

● 冷凝水泵自動運行方式為變頻循環(huán)方式，水泵可自動根據(jù)時間切換，時間可任意設定，交替使用，以防止一臺泵長期不用而銹蝕，還可以延長電機使用壽命。

若變頻器發(fā)生故障或報警時，PLC將冷凝水泵自動切換到工頻運行，但此時系統(tǒng)能仍夠根據(jù)冷凝水液位設定值自動控制冷凝水泵啟動和停止，同時發(fā)出聲光報警信號，當報警消失時系統(tǒng)自動投入變頻定液位運行。

二、 綜合保護、連鎖報警功能

對于一個首站安全運行可以說是大于一切，為了保證系統(tǒng)安全可靠的運行，在本工程中PLC還實現(xiàn)了以下諸多保護、連鎖、報警等功能，下面將逐一的列出來：

● 電動調節(jié)泄壓閥：PLC根據(jù)泄壓保護值（設定值）與實際二次回水壓力值比較，經過PID運算，自動控制電動調節(jié)閥泄壓閥開度。

● 除污器報警：當二次側除污器前后差值≥設定值時（此值可任意修改），系統(tǒng)發(fā)出報警信息和相關文字提示。

● 冷凝水箱報警：冷凝水箱液位超過報警設定值（高，低可修改），系統(tǒng)會及時發(fā)出報警信息和相關文字提示。當?shù)陀谙拗茣r，冷凝水泵自動停止運行。

● 補水箱報警：補水箱液位若超過警設定值（高，低可修改），系統(tǒng)會及時發(fā)出報警信息和相關文字提示。當?shù)陀谙拗茣r，補水水泵自動停止運行。

● 只有在循環(huán)泵運行后，冷凝水和蒸汽電動調節(jié)閥才能打開。

● 系統(tǒng)停電時，電動調節(jié)閥自動關閉。

● 當軟化水箱實際液位低于下*，補水泵自動停止運行。

● 當冷凝水箱實際液位低于下*，冷凝水泵自動停止運行。

● 1#，2#換熱器液位低于下限設定值時（該值可以根據(jù)實際設定）關閉對應的冷凝水電動閥。

● 1#，2#換熱器二次出口溫度、壓力高于設定安全上限（該值可以根據(jù)實際設定）關閉對應的一次蒸汽電動調節(jié)閥。

● 二次系統(tǒng)壓力高于上限設定值時，電動調節(jié)泄壓閥動作時，補水泵自動禁止打開。

● 當二次供水壓力超過定壓上限（可修改）時，延時60秒（可修改）仍大于安全壓力低*，系統(tǒng)自動降低循環(huán)泵頻率20%，如果循環(huán)泵頻率已經低于限制，壓力還高于正常壓力時，立即關閉一次網蒸汽調節(jié)閥門（并發(fā)出相應文字信息）。

● 當二次回水壓力超過定壓上限（可修改）時，延時60秒（可修改）仍大于安全壓力低*，系統(tǒng)自動打開安全泄壓閥，并降低補水泵頻率20%，如果補水泵頻率已經低于限制，壓力還高于正常壓力時，立即關閉補水泵變頻器（并發(fā)出相應文字信息）。

三、 上人機界面功能

上位機（監(jiān)控計算機）俗稱人機界面，是以全中文組態(tài)軟編輯生成的，人機界面顯示系統(tǒng)的各個參數(shù)、設定值、報表、曲線等監(jiān)控畫面，因為監(jiān)控計算機上各種操作窗口較多，本文中由于篇幅限制就簡單的提供以下三種監(jiān)控畫面，分別是“主工藝界面”、“數(shù)據(jù)監(jiān)控總表”、“報警監(jiān)控界面”。

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