换热站自动控制系统的设计及实现方法

【摘要】 本文介绍了换热站自动控制系统中有关数据显示、调节控制的设计方案观点及具体实现方法。 【关键词】 换热站 自动化控制系统 MCGS 【Abstract】: This paper introduces mainly several methods of displaying data, controlling and adjusting data in automation control system of station of exchanging heart. 【Key words:】 station of exchanging heart automation control systems MCGS 一、 简介 （1） 换热站发展的背景 　　从能源节约、环保要求、政府政策等几方面考虑，目前许多城市都采用了集中供热，拆除了许多小供热锅炉；集中供热锅炉将热源送往各片区的换热站，再由换热站把热量送往千家万户 。 （2） 换热站主要工艺 　　换热站设备一般包括2台换热器、3循环泵、一用一备式变频恒压补水系统及水处理设备；锅炉房热水经一网循环把热量送入换热站，站内隔离式换热器将热量传递给二网循环送往用户；换热站自动化控制系统主要监控一网、二网进、出水的温度、压力、流量和循环泵、补水泵的状态、启停控制、转速、故障以及电量等参数； （3） 换热站控制系统硬件构成 　　压力变送器、热电阻、流量计、液位变送器、数采模块、隔离配电模块、嵌入式触摸屏、MCGS嵌入版软件 （4） MCGS嵌入版软件功能特点 ☆ 容量小：整个系统最低配置只需要极小的存贮空间，可以方便的使用DOC等存贮设备； ☆ 速度快：系统的时间控制精度高，可以方便地完成各种高速采集系统，满足实时控制系统要求； ☆ 成本低：使用嵌入式计算机，大大降低设备成本； ☆ 真正嵌入：运行于嵌入式实时多任务操作系统； ☆ 稳定性高：无风扇，内置看门狗，上电重启时间短，可在各种恶劣环境下稳定长时间运行； ☆ 功能强大：提供中断处理，定时扫描精度可达到毫秒级，提供对计算机串口，内存，端口的访问。并可以根据需要灵活组态； ☆ 通讯方便：内置串行通讯功能、以太网通讯功能、GPRS通讯功能、Web浏览功能和Modem远程诊断功能，可以方便地实现与各种设备进行数据交换、远程采集和Web浏览； ☆ 操作简便：MCGS嵌入版采用的组态环境，继承了MCGS通用版与网络版简单易学的优点，组态操作既简单直观，又灵活多变； ☆支持多种设备：提供了所有常用的硬件设备的驱动； 二、 换热站自动化控制系统 　　换热站自动化控制系统主要功能有：监视功能、控制功能、远传功能。 （一）监视功能 系统监视功能包括：数据处理和数据显示两部分。 1、 数据处理 数据处理包括：数据采集和数据计算处理 （1） 数据采集 　　数据采集是指系统完成一次数据（过程参数、设备状态）的获得，如温度、压力、流量、液位的模拟量和设备状态等开关量信号，从现场一次仪表由信号电缆直接到系统控制柜内部端子。 一次模拟量参数要经过滤波、放大倍数、采样周期、报警、线性变换、非线性变换、信号转换等预设置； 一次开关量状态要经过防抖、报警设置等预设置； (2) 数据计算处理 　　数据计算处理是对系统采集的一次数据进行加工处理，得到系统所需的二次数据。 一次计算处理主要针对现场采集的数据进行滤波、量程转换； 二次计算处理主要是对数据的求和、累计、平均值、最大值等计算； 性能计算处理主要是完成换热效率、电量、水量的计算，可以得出效率、效益计算结果； 2、 数据显示部分 　　数据显示部分主要包括：主画面显示、参数设置、曲线图、数据分组显示等； （1） 主画面显示 　　在系统运行中，主画面显示是非常重要的，也是非常直观的；画面的好坏直接影响的项目的形象。利用MCGS软件强大的绘图功能可以很形象的绘制出换热站所有设备与工艺；用数显框在相应位置显示出模拟量（如：温度、压力、流量、液位、电流等）；用红、绿色以及动态效果来表示各泵的状态； （2） 参数设置 　　此界面主要用于现场工程师针对各换热站不同的运行工况设置一些保护值（例如液位低自动停止补水系统、二网出水压力超高停止循环泵等）以确保设备安全； （3） 曲线图 　　软件对所有模拟量分组做历史曲线与时实曲线（如：压力时实曲线、压力历史曲线、温度历史曲线、流量时实曲线等）便于查询、分析； （4） 数据分组显示 　　把相关、相互联系的参数、状态放在一起，便于运行检测、数据分析； （二）控制功能 　　 借助MCGS编程简单的优点可以很方便的做出手动控制和自动控制方式； 　　首先做一个手/自动标准按键 内部程序令HA取反 *HA 手/自动变量 显示属性令HA=0时显示自动，HA=1时显示自动 （1） 手动方式 　　针对要控制起停的泵或变频器做相应的起停按键，例如控制1#循环泵： 启动键：IF HA=0 Then XBQT1=1 *1#循环泵起停控制变量 Endif 停止键：IF HA=0 Then XBQT1=0 Endif （2） 自动方式 自动方式主要是用于保护设备，例如防止补水水箱无水损坏补水泵，二网压力过高造成用户暖气爆裂等； 下面我们将防止压力过高的程序列出： IF HA=1 And PT201>PTH1 * PT201二网出水压力变量 Then * PTH1二网出水压力第一上限变量 BPQT=0 * BPQT恒压补水系统起停控制变量 Endif * PTL1二网出水压力第一下限变量 IF HA=1 And PT201（三）远传功能 　　系统增加远传功能可以使换热站达到无人职守，远传方式可以选择光纤专线、数传电台、GPRS等方式；本文选择GPRS方式，硬件选择尉谱MA8-9 GPRS通讯平台其功能特点如下： 　　MA8-9支持GSM 900/1800/1900 三频网络，整合目前最先进的GPRS模块与标准接口，内建TCP/IP协议，功能强大、提供安全、透明的传输信道。 　　首先要对MA8-9进行初始化设置如固定的网络IP地址，这就需要在中控室内的监控计算机上开通固定IP业务，其余设置如：通讯波特率：9600、奇偶校验：偶、数据位：8、停止位：1的设置要求必须与MCGS软件中设备连接的一致； 　　在MCGS中将所有要上传的数据连接到传输信道中，为防止数据丢失，通常在发送端先放大，接受后在还原处理； 　　补充说明：换热站自动控制系统最终实现无人职守，所以所有的报警均在中控室的监控计算机上完成，站内未做； 结论：本文对于某些热力公司所管辖的一个庞大的供热系统，换热站高达几十座，提供了一套数据显示、调节控制解决方案。 【参考文献】 《MCGS用户手册》 北京昆仑通态自动化软件科技有限公司