供暖热网中的远程监测与自动控制

西门子为解决热力网供暖效率、节约成本等问题,提供一种远程数据监测与自动控制的热力网新解决方案:操作人员在调度室能够直接观察现场数据,并能对现场阀门和加压泵进行调控。该方案实际运行中效果良好。
系统组成
整个监控系统由三部分组成:现场采集控制部分,远程传输部分,调度室计算机监控部分。结构图如下图所示。

现场采集控制部分负责采集现场的压力、温度、流量等各项数据,控制现场的阀门和加压泵等。
调度室计算机监控部分负责接收现场各站点传来的数据,由操作人员向现场各站点发送控制命令。
远程传输部分完成调度室和各现场站点之间的数据传输,采用调制解调器构成的专线传输方式。

现场采集控制部分
现场采集控制部分原理框图如下图所示。

核心部件采用西门子s7300系列plc。模入模块采集现场压力传感变送器和温度传感变送器送来的4~20ma信号。流量计采用485总线接口方式,便于挂接多台流量计,具有累计和瞬时流量检测功能。模出模块输出4~20ma信号,控制调节阀开度和变频器频率。

远程传输系统
本设计采用具有专线功能的motorola 3265型专线调制解调器,具有使用简单、可靠性高、距离远等特点。
其通信协议具有非常好的校验和纠错能力,保证了可靠而高效的远程传输。其原理如下图所示。

调度室计算机监控系统
调度室计算机监控系统由一个计算机局域网系统构成。如下图所示。

其中服务器负责数据库管理,存储管理现场采集的数据;监控计算机1-n负责采集现场站点的数据及发送控制命令,计算机通过多串口卡和现场进行数据交换。

阀门及变频器远程控制

西门子通过以下三种方式实施对阀门及变频器的控制:在系统正常运转时,采用自动闭环控制,系统根据设定值和实测值的差值,自动远程控制现场plc,使被控量在管网状况变化的情况下自动稳定于设定值;当需要人为干预时,可采用自动开环控制,调度室操作人员可通过调整控制值来保证管网的正常运转;当调度室计算机系统或远程传输发生异常时,可由现场操作人员直接对阀门或变频器进行操作,即通过手动控制以确保整个热网的安全、稳定、节能运行。

结论基于上述方案的热网监控管理系统已在沈阳铁西热网中实际运行,实践证明该系统运行稳定、安全、可靠、节能,且系统记录了大量运行数据,对今后热网调控提供了重要的参考数据。该系统对于其它管网如输油网、供水网等实现远程监测与调控提供了重要的参考依据。

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发布日期:2019年07月02日  所属分类:参考设计