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一、市政供暖外網(wǎng)調度現(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，調節(jié)精度低，用戶端冷熱變化明顯，難以保證供熱質量，手動調節(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)有供熱設備的應有作用，實現(xiàn)換熱站運行的自動控制是當務之急。
    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)內部局域網(wǎng)進行匯接，構成企業(yè)網(wǎng)絡的一部分。實現(xiàn)了熱網(wǎng)生產調度管理的自動化和網(wǎng)絡化。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)生產調度管理的自動化，換熱站實現(xiàn)生產設備控制的自動化，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性。

1、市政供暖外網(wǎng)調度概念

    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)調調度，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節(jié)控制。

系統(tǒng)的網(wǎng)絡結構見下圖：

1.2 熱力站

1.2.1 構成

    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?？赏瓿墒彝饧笆覂葴囟妊a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，經換熱器將（二次網(wǎng)）循環(huán)供熱熱水加熱后，再經循環(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)調整一次網(wǎng)閥門開度來調節(jié)一次水流量，因此該自控系統(tǒng)可以設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)電動調節(jié)閥的開度和循環(huán)泵轉速進行本地單獨操作?？刂葡到y(tǒng)可以根據(jù)室內及室外的溫度進行供水溫度補償來確定溫度控制設定曲線。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)電動調節(jié)閥的開度和循環(huán)泵電機的轉速。
    溫度控制屬于調質控制，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)，對于調節(jié)規(guī)律的選擇，適合于采樣調節(jié)，即電動調節(jié)閥不連續(xù)調節(jié)，避免產生振蕩，使被調參數(shù)出現(xiàn)上下反復波動現(xiàn)象，這樣調節(jié)效果反而不好。采樣調節(jié)就是對電動調節(jié)閥進行間歇性調節(jié)，調節(jié)間隔時間視供熱系統(tǒng)的規(guī)模大小而定。系統(tǒng)越大，調節(jié)間隔應愈長，這樣可以充分反映延時的影響。每次調節(jié)，電動調節(jié)閥的開度變化也不能過大，調節(jié)幅度由當前的閥門開度和溫度偏差決定，調節(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)水量進行調節(jié)，實現(xiàn)質量并調，達到系統(tǒng)節(jié)能的目標，保證供熱質量。
    由于熱用戶室內采暖系統(tǒng)采用的都是上供下回式單管供熱系統(tǒng)，供熱系統(tǒng)最佳調節(jié)工況應為質和量的綜合調節(jié)。隨著室外溫度的變化，不但要及時調整二次網(wǎng)供水溫度，而且還應相應調整二次網(wǎng)循環(huán)水流量，只有這樣熱用戶室內采暖系統(tǒng)才不會產生垂直失調。
    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構蓄熱性維持供暖，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定的極限值，一次網(wǎng)的流量將被調低，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備的規(guī)模和擴大已有設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)的設計，保證在現(xiàn)場進行單個設備的調整和試驗的可靠性。
    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)的運行情況的設備狀態(tài)，并可對設備進行遠程控制。

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。按設定的參數(shù)產生報警信息，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，經過判斷執(zhí)行其中一種控制指令，并運行對應的控制模式。
連鎖保護功能
    本地監(jiān)控站診斷到設備出現(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)相應故障診斷軟件及工況評估邏輯，立即停止對應的設備運行，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和經濟發(fā)展規(guī)劃，城市建設和經濟發(fā)展對優(yōu)化城市能源結構提出了更高的要求。而推行熱電聯(lián)產、城市集中供熱，是解決城市能源結構和環(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)具有結構清晰、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、調試和維護簡單；可靠性高、故障率低等特點。

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

在采用變頻器基礎上，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%；提高生產效率，減少故障停產，增加效益10%。

公司在加強自身建設發(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系。

博微公司擁有自主開發(fā)的網(wǎng)絡化控制系統(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

配電設備

控制柜操作臺

傳感器儀表

操作臺調試

視頻監(jiān)控

工程培訓