浅谈集中供热系统计算机自动制约技术

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摘要：随着世界能源的急剧减少，节能环保早已成为全球发展的号召，而集中供热能够达到很好的节能环保效果，所以，对于城市集中供热系统的发展，已然变为全国人民共同关注的热点理由。科技的进步和社会的发展为集中供热系统带来了极大便利，将计算机自动制约技术应用到其中是该系统向前走的一大步。本文就实际案例，对集中供热自动制约系统的建立进行阐明。
关键词：集中供热系统；计算机自动制约技术；节能环保
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由于煤炭等资源的不可再生性质，人们无节制的开采和使用会致使世界能源走向枯竭，为了节能环保、使获益最大化，集中供热是城市发展的必定趋势，利用计算机自动制约技术可以为集中供热系统提供极大便利。本文以某新型燃料发电厂为例，以煤矸石为主要燃烧对象的系统，通过热机抽气，并利用热交换器将循环供热水网进行加热处理，供给至城区居民。监控蒸汽管网的温度变化、压力大小、流量多少、凝结水水箱中的液体所处位置，制约蒸汽进口位置的电动阀门，监控热循环管网的温度变化、压力大小、流量多少、补水水箱中的液体位置，制约首等加压、补水泵和供、回水电动阀门等是电厂监控总站的主要工作内容。受供热管网铺设过程中的复杂地势及管道过长等因素的影响，需要在途中增设二等加压站，应用无线技术传输并监控二等加压站的实时数据，制约二等加压泵。

一、系统构造

在本文中，集中供热系统的总站将PLC（Programmable Logic Controller，可编辑逻辑制约器）应用于采集和制约底部模拟信号或电子信号中，将工控机安装上工控组态软件并应用于监控和制约集中供热系统的计算机自动制约技术相关论文由www.7ctime.com收集,如需论文.上端模拟信号或数字信号中，PLC与工控机所获取的实时数据运用通讯电缆进行交替。
集中供热系统的分站点只需应用PLC来采集和制约底部模拟或电子信号，无需增设工控机来监控上层的信号，运用无线调制解调器（无线modem）将其获取的实时数据传回总站的PLC中，同时传回总站的工控机中以达到共同监控实时数据的目的。
此时，无线调制解调器也能将总站的操控口令传送至分站的PLC中来操纵加压泵加压的开始或结束。
总站 分站
图1 集中供热制约系统构造图
为使系统的安全可靠性得到保障、使系统达到用户的具体需求，该系统选取的工控机及PLC均为该产品中的领先品牌，构成优质的上下层计算机监控体系。PLC能够利用其编程电缆与工控机接口相连接，无线调制解调器则能在某型号电缆的帮助下，与PLC中同型号的通讯卡相连接；总站和分站的无线调制解调器则通过短信通讯方式来联系。在总站的系统中，监视及操控是上位机负责的主要工作，Windows XP系统是其操控工具；下位机负责的主要工作是获取数据以及制约底层，因此其操作系统为工控组态软件。所获取的数据必须含有温度、压力大小、流量多少、液体所处位置、电动阀门的开放角度以及变频器的数字信号等，而实施实际制约的设备包含水泵、电动阀门、水泵等，仅需对连接着这些设备制约设备以及输送回相应的信号进行监控。

二、设计程序

(一)人机界面概述

组态软件使用组态王6.5，该系统中有以下操作界面：其一，供热站主界面，将供热站的整体运转状况虚拟显示出来；其二，供热站蒸汽、供水、补水、回水、凝结水等管道线路，换热器、循环泵电机和加压站等都能够用以显现整个管道布网的状态；其三，系统报表，用来保存和打印系统生成记录的模拟数据的报表；其四，报警监控，系统中的警报标志，用以提醒操控人员快速找到出错源并解决理由，再解除警报；其

五、报警监控，用以记录报警值以便明权究责。

在主界面也设立有累计供水量、累计回水量、累计抽气量以及累计供热量，为计算一个供热期过去后的成本及收得的费用提供数据依据。各项用量均以实际累计值为准，累计供热量的计算策略为：
.（1）
其中Q是总供热量，q是累计供水量数值，t1是所供用水的温度值，t2是回水的温度值。

(二)PLC程序概述

系统中的供热站和加压站中各有一个下层PLC，供热站的PLC作为总站的一部分，与上层操控机器相连接，用以采集所有数据以及“发号施令”。在PLC中，采集模拟数据的板块都独立存在，而本系统中应用的某品牌PLC不仅要编写主要程序，还要编写同与之相对应的板块之间的通讯运作协议。
在采集模拟数据的板块有三大板块，其中A/D模块就是把模拟信号转变为与信号相对应的数字值，比如把0-10v转化为计算机能够识读的0-4095或0-65535，该数据值同现实中相应的检测得值不一样，在后续需要把标度进行转换。因为该板块的精密度各有细微差异，因此所转换出的数据值也有所区别，为使组态画面上显现的检测值足够真实可信，在实际使用之前，必须检验所以A/D板块。P模块检测出的是温度值，无需标度进行转换，不过受外部电磁环境的影响，所收集的数据值可能不够准确，因此，在使用该模块时，要重复采集数据，此外，在程序中要添加滤波程序以防止外界噪音的干扰，过滤声波可以采取均值法和毛刺信号剔除法的综合策略，即依据系统中采集的连续性信号，将有所中断的不连续产生的信号剔除掉，再运用均值法来保证采集的信号数据的稳定可靠性。
供热站与加压站的PLC利用无线调制解调器来实现信号交互工作，无线调制解调器通常或打包所有的数据来传送，而接收到的数据包则会自行解开，数据包的传输方式为短信通讯手段，尽管无线调制解调器的生产方已经制定了相应的通讯协议，无需再对通讯协议进行编写，但是为了给数据在传输过程中的完备性及时效性，从系统的实际需要入手，在数据传输时添加时间验证码以及数据完备验证码，避开数据传输过程中出现数据遗失或有所延迟的情况发生。为保证供热站与加压站的PLC的时间一致性，需要定期校正PLC中时钟的时间报数，这一工作同样依赖于无线手段。此外，受3G网络等移动网络质量的影响，时间的校正也可能出现向后延缓推迟的情况，因此，应用既收也发的方式，在接收到对方发来的时间报数的信号时立即将其返回，这样论文导读：石兆玉，杨德敏，杨同球.集中供热优化节能自动制约系统的特点.区域供热,2007(06)上一页12
对方就能将接收到的时间报数与此时内部正在运转的时间报数相对比，如果误差在限度额度内，那么说明发送的时间报数的信号有效，继而将确定码发送出去，如果误差超过限定额度，那么就要重新向对方发送时间报数的信号，再将时间校正至准确报数。
三、总结
经过分析原有的供热系统，对当下系统在运作中出现的具体理由进行探究，将PLC以及组态工控软件结合在一起，实现了利用计算机自动制约技术改善集中供热系统，对供热的管道路线等各方面进行实时监控和自动操控，无线通讯工具的运用更为远程监控提供了更为便利和可靠的操作平台，促使集中供热系统的全面自动化，大大提高了操控人员的监控、操控工作的效率。总之，在集中供热系统中应用计算机自动制约技术，不仅能为居民提供安全可靠的热能，还能为提升工作人员和供热的效率，使整个集中供热系统趋于完美。
参考文献：
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