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一、市政供暖外網(wǎng)調(diào)度現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

    城市集中供熱具有節(jié)約能源、減少污染、改善人民生活和工作條件的綜合效益，目前在為數(shù)眾多的換熱站中，仍有相當大的一部分處于儀表監(jiān)視、人工操作的狀態(tài)，運行水平很不理想。
換熱站采用人工監(jiān)控，供熱控制連續(xù)可變性差，調(diào)節(jié)精度低，用戶端冷熱變化明顯，難以保證供熱質(zhì)量，手動調(diào)節(jié)供溫同時造成了能源浪費、人力浪費，又存在事故隱患，并且各站之間難以統(tǒng)一調(diào)度，容易造成熱力失衡。為提高眾多換熱站的運行水平，充分發(fā)揮現(xiàn)有供熱設(shè)備的應(yīng)有作用，實現(xiàn)換熱站運行的自動控制是當務(wù)之急。
    城市集中供熱采用自動控制是發(fā)展的必然趨勢。隨著城市集中供熱網(wǎng)向大規(guī)模、多熱源和復(fù)雜化的不斷發(fā)展，集中供熱的計算機監(jiān)測、控制和管理也隨之發(fā)展，成為集中供熱網(wǎng)不可缺少的一部分。熱網(wǎng)自動控制系統(tǒng)，具有測量精度高、測點覆蓋面大，可靠性穩(wěn)定性高、操作簡便、功能強大等特點，可以對熱網(wǎng)的溫度、壓力、流量、液位等各種工況參數(shù)進行自動采集、監(jiān)測，通過傳輸網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)匯總傳送至中控室計算機，實現(xiàn)遠程監(jiān)測并與企業(yè)內(nèi)部局域網(wǎng)進行匯接，構(gòu)成企業(yè)網(wǎng)絡(luò)的一部分。實現(xiàn)了熱網(wǎng)生產(chǎn)調(diào)度管理的自動化和網(wǎng)絡(luò)化。通訊系統(tǒng)可以采取通過Modem、ADSL、GPRS、數(shù)傳電臺等有線、無線多種數(shù)據(jù)傳輸方式，各有不同的特點。
    集中供熱的發(fā)展趨勢是中控室實現(xiàn)熱網(wǎng)生產(chǎn)調(diào)度管理的自動化，換熱站實現(xiàn)生產(chǎn)設(shè)備控制的自動化，中控室與換熱站通訊系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸準確性和更快的響應(yīng)性。

1、市政供暖外網(wǎng)調(diào)度概念

    城市熱網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)是通過對供熱系統(tǒng)的溫度、壓力、流量、開關(guān)量等進行測量、控制及遠傳，實現(xiàn)對供熱過程有效的遙測及控制。城市熱網(wǎng)集中監(jiān)控系統(tǒng)是區(qū)域供熱系統(tǒng)中的重要組成部分，它將實時、全面了解供熱系統(tǒng)的運行工況，監(jiān)視不利工況點狀態(tài)，通過對換熱站入口閥門開度的控制對一次網(wǎng)進水流量的調(diào)節(jié)，控制換熱站二次網(wǎng)的溫度。實現(xiàn)了熱網(wǎng)平衡。從而保證區(qū)域供熱系統(tǒng)安全合理的運行，并可根據(jù)運行數(shù)據(jù)進行供熱規(guī)劃和科學調(diào)配，為熱力部門提供準確、有效的重要數(shù)據(jù)。達到節(jié)約能源、提高效率的目的。

1.1 系統(tǒng)組成

    本方案系統(tǒng)設(shè)計由三層組成：上層是中控室的計算機監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)中央和地方兩級監(jiān)控和協(xié)調(diào)調(diào)度，中間層是主要分為有線通訊（Modem、ADSL、光纖局域網(wǎng)等），無線通訊（GPRS、數(shù)傳電臺等），下層是各個熱力站PLC組成的控制系統(tǒng)，實現(xiàn)了對保證熱用戶供暖需求的調(diào)節(jié)控制。

系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)見下圖：

1.2 熱力站

1.2.1 構(gòu)成

    熱力站監(jiān)控系統(tǒng)的工作原理及作用。每套監(jiān)控系統(tǒng)由三部分組成：控制器、人機界面、通訊裝置；控制器用于采集、計量和控制現(xiàn)場信號，提供優(yōu)化控制；人機界面用于顯示現(xiàn)場信號狀態(tài)、數(shù)據(jù)及工藝圖；通訊裝置用于將熱力站的數(shù)據(jù)上傳到監(jiān)控中心。熱力站系統(tǒng)配置見下圖：

1.2.2 工藝流程

    監(jiān)控系統(tǒng)可以實現(xiàn)對一次網(wǎng)、二次網(wǎng)的供回水溫度壓力、水箱液位、室外溫度、閥門開度、頻率反饋、一次網(wǎng)流量、二次網(wǎng)流量、補水流量等模擬量，泵啟停、斷電等狀態(tài)量，累計補水量、累計耗熱量等脈沖量進行采集檢測。對控制泵的啟停、閥門開度及溫度壓力、流量等信號進行監(jiān)視、計量，并計算出供熱換熱功率、供熱熱能等?？赏瓿墒彝饧笆覂?nèi)溫度補償、最優(yōu)化啟停、回水溫差限制等優(yōu)化控制工作。
    系統(tǒng)利用熱源廠所提供的（一次網(wǎng)）高溫熱水，經(jīng)換熱器將（二次網(wǎng)）循環(huán)供熱熱水加熱后，再經(jīng)循環(huán)水泵加壓送至熱用戶，其回水重新進入換熱器再加熱如此循環(huán)。補水泵用來補充循環(huán)熱水的流失，以保證熱網(wǎng)的正常運行。根據(jù)供熱系統(tǒng)的特性，在一次外網(wǎng)工況穩(wěn)定的情況下，其流量的變化會直接影響熱媒在換熱器內(nèi)的放熱量，從而改變用戶系統(tǒng)的供、回水溫度。對采暖供熱系統(tǒng)的一般要求是要保證熱用戶的室溫為18±2℃，其供熱量隨室外大氣溫度作反向變化，即氣溫下降時供熱量增加，并以此為依據(jù)調(diào)整一次網(wǎng)閥門開度來調(diào)節(jié)一次水流量，因此該自控系統(tǒng)可以設(shè)計成一個用氣溫直接計算給定值的隨動系統(tǒng)，在系統(tǒng)中以二次網(wǎng)供水和回水溫度的平均值為被控量。
熱力站的工藝流程見下圖：

1.2.3控制回路
    控制站按照中控室提供的三種溫度控制方式控制一次網(wǎng)閥門開度，這三種控制模式分別為：本地控制、溫度控制、直接閥位控制。
    本地控制：各個換熱站的控制系統(tǒng)能夠根據(jù)室外溫度對一次網(wǎng)電動調(diào)節(jié)閥的開度和循環(huán)泵轉(zhuǎn)速進行本地單獨操作?？刂葡到y(tǒng)可以根據(jù)室內(nèi)及室外的溫度進行供水溫度補償來確定溫度控制設(shè)定曲線。當有其它外界熱源可被利用時，控制器能自動降低二次網(wǎng)供水溫度，由此提供了節(jié)省燃料公用的機會。當室外溫度降低時，可自動調(diào)高二次網(wǎng)供水溫度，使二次網(wǎng)的供、回水溫度的平均值滿足溫度曲線的要求，確保室內(nèi)溫度得以維持在正常水平。
    溫度控制：換熱站收到中控室傳來的“溫度控制”指令，然后控制一次網(wǎng)電動調(diào)節(jié)閥的開度，使二次網(wǎng)的供、回水溫度的平均值達到中控室給定的設(shè)定值。
直接閥位和頻率控制：換熱站收到中控室傳來的“直接閥位控制”和頻率控制指令，然后控制一次網(wǎng)電動調(diào)節(jié)閥的開度和循環(huán)泵電機的轉(zhuǎn)速。
    溫度控制屬于調(diào)質(zhì)控制，二次網(wǎng)溫度控制原理見下圖：

    由于供熱系統(tǒng)熱惰性大，屬于大滯后系統(tǒng)，對于調(diào)節(jié)規(guī)律的選擇，適合于采樣調(diào)節(jié)，即電動調(diào)節(jié)閥不連續(xù)調(diào)節(jié)，避免產(chǎn)生振蕩，使被調(diào)參數(shù)出現(xiàn)上下反復(fù)波動現(xiàn)象，這樣調(diào)節(jié)效果反而不好。采樣調(diào)節(jié)就是對電動調(diào)節(jié)閥進行間歇性調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)間隔時間視供熱系統(tǒng)的規(guī)模大小而定。系統(tǒng)越大，調(diào)節(jié)間隔應(yīng)愈長，這樣可以充分反映延時的影響。每次調(diào)節(jié)，電動調(diào)節(jié)閥的開度變化也不能過大，調(diào)節(jié)幅度由當前的閥門開度和溫度偏差決定，調(diào)節(jié)幅度與當前的閥門開度和溫度偏差德乘積成正比。
    根據(jù)現(xiàn)場工況提供三種控制模式用于控制換熱站的二次網(wǎng)循環(huán)水流量，三種控制模式分別為：本地手動控制、本地自動控制、直接轉(zhuǎn)速控制。
    在保證最小供回水壓差的前提下，根據(jù)室外氣溫對二次網(wǎng)循環(huán)水量進行調(diào)節(jié)，實現(xiàn)質(zhì)量并調(diào)，達到系統(tǒng)節(jié)能的目標，保證供熱質(zhì)量。
    由于熱用戶室內(nèi)采暖系統(tǒng)采用的都是上供下回式單管供熱系統(tǒng)，供熱系統(tǒng)最佳調(diào)節(jié)工況應(yīng)為質(zhì)和量的綜合調(diào)節(jié)。隨著室外溫度的變化，不但要及時調(diào)整二次網(wǎng)供水溫度，而且還應(yīng)相應(yīng)調(diào)整二次網(wǎng)循環(huán)水流量，只有這樣熱用戶室內(nèi)采暖系統(tǒng)才不會產(chǎn)生垂直失調(diào)。
    控制系統(tǒng)可根據(jù)系統(tǒng)熱力特性進行最優(yōu)化啟停，不但可以利用維護結(jié)構(gòu)蓄熱性維持供暖，節(jié)省每天后期的能耗，而且可以削減一次網(wǎng)每天開始階段時的負荷容量。每個換熱站將按照它的控制器所具有的有關(guān)連接載荷的升溫特性進行啟動。各個分站啟動時間錯開，這樣所需的熱源容量可以減少，靜態(tài)熱量(一次網(wǎng)回水中為被利用的熱量)的影響也可以降低，因而換熱站內(nèi)的熱交換效率提高了。
    控制系統(tǒng)的回水溫差限制功能是消除“靜態(tài)熱量”的最好解決方法，由此提高了效率，降低了燃料的贊用?；厮疁夭罟δ鼙O(jiān)測一次網(wǎng)回水溫度和二次網(wǎng)回水溫度，如果一次網(wǎng)回水溫度與二次網(wǎng)回水溫度的差值超過預(yù)定的極限值，一次網(wǎng)的流量將被調(diào)低，以保證在最大需求狀態(tài)下一次網(wǎng)的溫度盡可能的傳遞給二次網(wǎng)。這樣降低系統(tǒng)水量的需求，熱量損失將被降到最小，否則這些熱力站會要求最大流量，盡管尚未達到最有效的熱交換。這種情況尤其容易出現(xiàn)在啟動階段，并且同時影響到整個管網(wǎng)的大部分區(qū)域。能夠控制這種局面，也就意味著可以通過減小新建設(shè)備的規(guī)模和擴大已有設(shè)備連接的潛力來實現(xiàn)節(jié)約，同時也節(jié)省了燃料及水泵的能耗。

1.2.4 功能

模擬量控制功能

    在各種運行工況下保證被控參數(shù)不超出允許值?？刂葡到y(tǒng)具有完善的自診斷，聯(lián)鎖及保護功能，以提高其可靠性，控制系統(tǒng)不能滿足有關(guān)條件或發(fā)生故障，可無擾地切換到“手動狀態(tài)”。聯(lián)鎖、保護系統(tǒng)的設(shè)計，保證在現(xiàn)場進行單個設(shè)備的調(diào)整和試驗的可靠性。
    控制系統(tǒng)具有完善的人-機聯(lián)系手段，中控室工程師可通過電話線聯(lián)網(wǎng)、各熱力站通過液晶屏顯示，運行人員可隨時清楚地了解系統(tǒng)的運行情況的設(shè)備狀態(tài)，并可對設(shè)備進行遠程控制。

操作功能

    操作面板為觸摸式操作，顯示換熱站工藝畫面、現(xiàn)場數(shù)據(jù)?？梢栽O(shè)定溫度、壓力、流量的量程及高低限等參數(shù)，并可以控制泵的啟停，閥的開度等。按設(shè)定的參數(shù)產(chǎn)生報警信息，并且曲線顯示主要參數(shù)歷史趨勢。

報警功能
    報警分為不同級別，可根據(jù)需要設(shè)置各個溫度、壓力信號的高報警、低報警、水泵及變頻故障報警、補水箱液位的高低限報警等。
溫度控制模式的識別功能
    本地監(jiān)控站自動識別中控室傳來的溫度控制模式的指令，經(jīng)過判斷執(zhí)行其中一種控制指令，并運行對應(yīng)的控制模式。
連鎖保護功能
    本地監(jiān)控站診斷到設(shè)備出現(xiàn)故障（如電機過流、過壓等）或現(xiàn)場工況發(fā)生變化（如二次網(wǎng)壓過高、過低、停水等），控制器根據(jù)相應(yīng)故障診斷軟件及工況評估邏輯，立即停止對應(yīng)的設(shè)備運行，同時將報警類型及信息上傳至中控室，盡可能地保護系統(tǒng)的安全運行。
供熱能力自動識別
    當熱源供熱能力充足時實現(xiàn)按需供熱；
    當熱源供熱能力不足時實現(xiàn)均勻供熱；
    當熱源供熱能力過足時實現(xiàn)均勻供熱；

1.3 通訊系統(tǒng)
    按照新一輪城市建設(shè)和經(jīng)濟發(fā)展規(guī)劃，城市建設(shè)和經(jīng)濟發(fā)展對優(yōu)化城市能源結(jié)構(gòu)提出了更高的要求。而推行熱電聯(lián)產(chǎn)、城市集中供熱，是解決城市能源結(jié)構(gòu)和環(huán)境污染問題的有效措施，充分體現(xiàn)節(jié)約能源、保護環(huán)境，提高能源利用效率、企業(yè)經(jīng)濟效益和社會效益的最佳途徑。所以既有利于節(jié)約能源，又有利于提高熱電企業(yè)的經(jīng)濟效益和社會環(huán)境效益，給熱電企業(yè)的發(fā)展創(chuàng)造了更加廣闊的前景。 
    隨著熱用戶的不斷增加，熱用量不斷的加大，而怎樣才能更好，更有效的對整個熱網(wǎng)管道，熱用戶計量進行管理呢？利用數(shù)傳電臺遠程監(jiān)測，對整個熱網(wǎng)管道，儀表進行跟蹤監(jiān)控，不僅可以全面掌握整個熱網(wǎng)管線供熱狀態(tài)，還能快速、準確地反映儀表故障報警信息，方便維護人員及時查修，這樣不僅節(jié)省大量的人力、物力，而且極大的提高了熱網(wǎng)的現(xiàn)代化管理水平。保證了中控室與熱力站之間通訊是雙向通訊。熱力站可以同時與多個熱力站進行通訊，保證了通訊線路是并行工作的。

二、中科博微的優(yōu)勢及特色

中科博微有著優(yōu)秀的研發(fā)團隊和具有豐富現(xiàn)場經(jīng)驗的工程師團隊。我們長期致力于系統(tǒng)集成及節(jié)能優(yōu)化控制的研究，能夠提供從現(xiàn)場設(shè)備層、SCADA監(jiān)控層、數(shù)據(jù)分析層和管理層等完整、全面的解決方案。

博微可以做到從現(xiàn)場設(shè)備到車間再到管理部門的系統(tǒng)無縫集成?？梢詫崿F(xiàn)統(tǒng)一的控制平臺，高效的運行，針對各個工藝段提供靈活的控制方案，突出高性價比；無縫的信息交換降低風險及維護和管理里成本。

無縫集成的控制系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)清晰、自動化和電機控制的有機整合；系統(tǒng)透明、診斷信息豐富；接線、調(diào)試和維護簡單；可靠性高、故障率低等特點。

經(jīng)過長期實踐，博微已開發(fā)出當今主流PLC的子程序庫，大大提高了編程調(diào)試效率、減少了故障點。

在采用變頻器基礎(chǔ)上，利用靜態(tài)優(yōu)化和動態(tài)優(yōu)化可節(jié)電20%；實現(xiàn)自動化控制和遠程監(jiān)控，節(jié)約人力成本50%；提高生產(chǎn)效率，減少故障停產(chǎn)，增加效益10%。

公司在加強自身建設(shè)發(fā)展的同時，積極聯(lián)合國外優(yōu)秀企業(yè)，形成優(yōu)勢互補，目前已同西門子、羅克韋爾、施耐德、通用電氣、ABB等國際著名控制系統(tǒng)廠商以及羅斯蒙特、哈希、E+H，EIM等國際著名的儀器儀表廠商建立了良好的合作關(guān)系。

博微公司擁有自主開發(fā)的網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)NCS4000和現(xiàn)場總線儀表，穩(wěn)定、可靠、開放式的通訊接口方便拓展。

三、公司業(yè)績
開原崇宏熱電變頻調(diào)速控制系統(tǒng)
開原崇宏熱電75T/H循環(huán)流化床鍋爐控制、儀表及監(jiān)控系統(tǒng)
清源滿族自治縣熱力總公司鍋爐DCS一次儀表系統(tǒng)
朝陽市房產(chǎn)供熱公司北大街三號熱源站、換熱站自動控制系統(tǒng)
清源滿族自治縣熱力總公司鍋爐換熱站變頻調(diào)速系統(tǒng)
朝陽鑫業(yè)供暖有限公司鍋爐DCS控制系統(tǒng)
朝陽鑫業(yè)供暖有限公司換熱站變頻控制系統(tǒng)
朝陽鑫業(yè)供暖有限公司供熱調(diào)度控制通訊系統(tǒng)
開原造紙廠烯草75噸循環(huán)流化床鍋爐儀表和控制系統(tǒng)
天津保稅區(qū)熱網(wǎng)集中控制系統(tǒng)
霍林河鍋爐2臺14MW往復(fù)熱水鍋爐控制儀表系統(tǒng)
營口市主城區(qū)集中供熱管網(wǎng)改造工程項目中繼泵站及換熱站控制系統(tǒng)
昌圖鐵南熱源廠85噸循環(huán)流化床鍋爐儀表控制系統(tǒng)
昌圖鐵南熱源廠65噸鏈條式鍋爐儀表控制系統(tǒng)
鐵嶺天信160T/H循環(huán)硫化床鍋爐儀表控制系統(tǒng)

四、工程圖片

配電設(shè)備

控制柜操作臺

傳感器儀表

操作臺調(diào)試

視頻監(jiān)控

工程培訓(xùn)