【摘要】：本文主要闡述供熱公司熱網(wǎng)與熱源（高溫水鍋爐）聯(lián)動(dòng)控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)能全面的預(yù)測(cè)供熱負(fù)荷，并將預(yù)測(cè)到的負(fù)荷通過(guò)通訊網(wǎng)絡(luò)傳送到鍋爐控制中心與調(diào)度監(jiān)控中心，鍋爐控制中心根據(jù)所預(yù)測(cè)的負(fù)荷及氣象數(shù)據(jù)自動(dòng)的調(diào)節(jié)鍋爐的燃燒表與鍋爐投入的臺(tái)數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)自動(dòng)化節(jié)能運(yùn)行控制。本文以本人對(duì)當(dāng)?shù)貫I海新區(qū)永利供熱公司的實(shí)地考察、學(xué)習(xí)為依據(jù)，以該廠的6臺(tái)80T高溫?zé)崴仩t為例進(jìn)行詳細(xì)介紹。

【關(guān)鍵字】：負(fù)荷預(yù)測(cè) 鍋爐聯(lián)動(dòng) 控制系統(tǒng) 控制器 通訊網(wǎng)絡(luò) 一級(jí)監(jiān)控中心 二級(jí)監(jiān)控中心 多層次網(wǎng)絡(luò) 無(wú)人值守?zé)崃φ?GPRS通訊 Profibus 工業(yè)以太網(wǎng) 千兆以太網(wǎng) SCADA監(jiān)控

一、概述：

隨著我國(guó)加入世界貿(mào)易組織，國(guó)外先進(jìn)的技術(shù)和設(shè)備如雨后春筍在我國(guó)各行各業(yè)中得到大力應(yīng)用，整體工業(yè)和制造水平都朝著自動(dòng)化控制、節(jié)能降耗、提高產(chǎn)量方向發(fā)展，我國(guó)整個(gè)工業(yè)進(jìn)入了自動(dòng)化控制時(shí)代。

我國(guó)是一個(gè)冬季采暖大國(guó)，供熱所需的能耗（電力、煤炭）巨大，如何能在居民所能接受的室溫范圍內(nèi)，減少供熱公司運(yùn)行成本、節(jié)省耗能是各供熱公司努力的方向。目前每個(gè)供熱公司根據(jù)自己的實(shí)際硬件配置都有不同的對(duì)策，而對(duì)于有大型熱源又有直接熱用戶的供熱企業(yè)來(lái)說(shuō)，熱網(wǎng)全負(fù)荷預(yù)測(cè)與鍋爐聯(lián)動(dòng)控制系統(tǒng)將是最為先進(jìn)、科學(xué)、節(jié)能顯著的運(yùn)行方式。

熱網(wǎng)全負(fù)荷預(yù)測(cè)與鍋爐聯(lián)動(dòng)控制系統(tǒng)是指通過(guò)熱網(wǎng)負(fù)荷預(yù)測(cè)程序預(yù)測(cè)到整個(gè)熱網(wǎng)的總負(fù)荷，由控制程序自動(dòng)的調(diào)節(jié)熱源鍋爐的燃燒比、鍋爐投入的臺(tái)數(shù)以滿足熱網(wǎng)的所需，各級(jí)無(wú)人值守?fù)Q熱站將根據(jù)所處的區(qū)域特性自動(dòng)測(cè)量室外溫度和用戶溫度進(jìn)行優(yōu)化供熱，并將運(yùn)行狀態(tài)和各種測(cè)控?cái)?shù)據(jù)傳輸?shù)竭h(yuǎn)控中心和鍋爐控制中心，整個(gè)系統(tǒng)通過(guò)GPRS、互聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)以太網(wǎng)、Profibus總線構(gòu)成，實(shí)現(xiàn)了全網(wǎng)自動(dòng)化集成控制。

二、本系統(tǒng)組成：

本系統(tǒng)屬于一個(gè)大型企業(yè)級(jí)SCADA監(jiān)控系統(tǒng)，分別由外網(wǎng)訪問(wèn)層、供熱公司監(jiān)控層、鍋爐房控制層、無(wú)人值守?fù)Q熱站點(diǎn)等組成，各部分分別實(shí)現(xiàn)以下功能：

2.1外網(wǎng)訪問(wèn)層：由10M光纖專線接入，固定IP，負(fù)責(zé)接收和發(fā)送數(shù)據(jù)，本層實(shí)現(xiàn)三個(gè)功能：

2.1.1傳輸GPRS數(shù)據(jù)：接受來(lái)自各個(gè)無(wú)人值守?fù)Q熱站的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)，并將運(yùn)行決策和設(shè)定數(shù)據(jù)下載到換熱站。

2.1.2接收氣象數(shù)據(jù)：接受來(lái)自氣象局的實(shí)時(shí)氣象信息，系統(tǒng)將氣象數(shù)據(jù)傳輸給負(fù)荷預(yù)測(cè)程序。

2.1.3外網(wǎng)監(jiān)控發(fā)布：將本系統(tǒng)運(yùn)行站點(diǎn)發(fā)布到全球互聯(lián)網(wǎng)上，只要是供熱公司授權(quán)的用戶，可以在全球任何地方查看本系統(tǒng)，并支持手機(jī)瀏覽。

2.2供熱公司監(jiān)控層：本層設(shè)置在供熱公司辦公大樓，分別由運(yùn)行保障部、調(diào)度運(yùn)行管理中心、經(jīng)理監(jiān)控室三部分組成，供熱公司監(jiān)控層為一級(jí)監(jiān)控中心。

2.2.1運(yùn)行保障部：由兩臺(tái)計(jì)算機(jī)組成，在該部門運(yùn)行技術(shù)人員能實(shí)時(shí)同步的監(jiān)控鍋爐房、無(wú)人值守站的運(yùn)行情況，能查看打印曲線、報(bào)表，能閱讀本系統(tǒng)的故障信息，并能提供指導(dǎo)性的維護(hù)計(jì)劃，幫助維修工程師對(duì)本系統(tǒng)進(jìn)行維護(hù)。

2.2.2調(diào)度運(yùn)行管理中心：由6臺(tái)計(jì)算機(jī)和一臺(tái)大屏幕電視墻組成，調(diào)度運(yùn)行管理中心是本SCADA監(jiān)控系統(tǒng)最核心層，擁有最高的操作權(quán)限：一號(hào)計(jì)算機(jī)負(fù)責(zé)web數(shù)據(jù)發(fā)布，二號(hào)計(jì)算機(jī)為監(jiān)控層服務(wù)器主機(jī)，三號(hào)計(jì)算機(jī)為大屏幕控制服務(wù)器主機(jī)，四號(hào)計(jì)算機(jī)為鍋爐監(jiān)控直連監(jiān)控主機(jī)，五號(hào)計(jì)算機(jī)為無(wú)人值守?fù)Q熱站監(jiān)控主機(jī)，六號(hào)計(jì)算機(jī)為綜合監(jiān)控主機(jī)，能分別監(jiān)控和實(shí)現(xiàn)1-5號(hào)計(jì)算機(jī)的功能，也屬于熱備機(jī)。大屏幕電視墻由三號(hào)計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)控制，可以滾動(dòng)切換各監(jiān)控畫面，包括（三維仿真圖像、曲線、棒圖、數(shù)據(jù)分析表、運(yùn)行報(bào)表、負(fù)荷預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)、無(wú)人值守站遠(yuǎn)傳數(shù)據(jù)、鍋爐運(yùn)行數(shù)據(jù)）。

2.2.3經(jīng)理監(jiān)控室：本站由一臺(tái)計(jì)算機(jī)組成，在本站可以看到與監(jiān)控中心相同的界面和數(shù)據(jù)，但不支持控制，在本站可以查看包括（三維仿真圖像、曲線、棒圖、數(shù)據(jù)分析表、運(yùn)行報(bào)表、負(fù)荷預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)、無(wú)人值守站遠(yuǎn)傳數(shù)據(jù)、鍋爐數(shù)據(jù)），并能打印。

2.3鍋爐房控制層：本層設(shè)置在供熱公司熱源動(dòng)力處（鍋爐房），分別由鍋爐房主管監(jiān)控室、鍋爐監(jiān)控總服務(wù)器、一至六號(hào)鍋爐監(jiān)控客戶端、全網(wǎng)負(fù)荷預(yù)測(cè)主機(jī)等組成。鍋爐房監(jiān)控中心為本系統(tǒng)二級(jí)監(jiān)控中心。

2.3.1鍋爐房主管監(jiān)控室：由兩臺(tái)計(jì)算機(jī)組成，設(shè)置在鍋爐房經(jīng)理室和司爐主管辦公室，本工作站只能閱讀無(wú)人值守?fù)Q熱站數(shù)據(jù)，無(wú)控制權(quán)限，但是具有一號(hào)至六號(hào)鍋爐監(jiān)控的所有權(quán)限，在本站，鍋爐房主管可以直接設(shè)定運(yùn)行數(shù)據(jù)、參與鍋爐運(yùn)行參數(shù)調(diào)整、鍋爐啟動(dòng)控制、負(fù)荷調(diào)整等功能，在本站進(jìn)行調(diào)整后，數(shù)據(jù)將在10ms內(nèi)同步到鍋爐房監(jiān)控主平臺(tái)，100ms內(nèi)同步更新到一級(jí)監(jiān)控中心（供熱公司監(jiān)控層）監(jiān)控層。

2.3.2鍋爐監(jiān)控總服務(wù)器：負(fù)責(zé)與六臺(tái)S7300控制器進(jìn)行通訊，上位機(jī)監(jiān)控軟件采用wincc6.0，本站是直接與鍋爐控制器S7300唯一連接的站點(diǎn)，所有發(fā)送給鍋爐的控制指令都要匯聚到本站由wincc發(fā)送給各鍋爐控制器，本站是鍋爐控制最為核心的主機(jī)。

2.3.3鍋爐監(jiān)控客戶端：客戶端由六臺(tái)計(jì)算機(jī)組成，分別實(shí)現(xiàn)每臺(tái)鍋爐對(duì)應(yīng)一個(gè)計(jì)算機(jī)操作站點(diǎn)，操作查看方便、安全，所有監(jiān)控畫面、數(shù)據(jù)都來(lái)自鍋爐監(jiān)控總服務(wù)器，這六臺(tái)客戶端在服務(wù)器關(guān)閉的情況下是不能工作，只是無(wú)盤工作站，這樣的設(shè)計(jì)減少了系統(tǒng)維護(hù)量，并提高了系統(tǒng)的安全等級(jí)。

2.3.4全網(wǎng)負(fù)荷預(yù)測(cè)主機(jī)：本主機(jī)接受各換熱站數(shù)據(jù)、接受來(lái)自氣象臺(tái)的氣象數(shù)據(jù)、并測(cè)量各點(diǎn)的室外溫度、檢測(cè)計(jì)算鍋爐總發(fā)熱量，預(yù)測(cè)未來(lái)5-24小時(shí)本熱網(wǎng)所需的最大熱量。

2.4熱網(wǎng)全負(fù)荷預(yù)測(cè)與鍋爐聯(lián)動(dòng)控制系統(tǒng)圖。

系統(tǒng)流程圖

三、多級(jí)別多層次網(wǎng)絡(luò)通訊系統(tǒng)

供熱全網(wǎng)負(fù)荷預(yù)測(cè)與鍋爐聯(lián)動(dòng)控制系統(tǒng)是一個(gè)大型且實(shí)時(shí)性要求極高的控制系統(tǒng)，通訊網(wǎng)絡(luò)也較為復(fù)雜，本系統(tǒng)由無(wú)人值守站點(diǎn)（第一層無(wú)線網(wǎng)絡(luò)）、現(xiàn)場(chǎng)控制層（第二層Profibus-DP網(wǎng)絡(luò)）、鍋爐房監(jiān)控層（第三層工業(yè)以太網(wǎng)）、供熱公司監(jiān)控層（第四層千兆以太網(wǎng)）共分四層網(wǎng)絡(luò)組成。

3.1第一層無(wú)線網(wǎng)絡(luò)：由100臺(tái)宏電GPRS工業(yè)無(wú)線數(shù)據(jù)通訊模塊組成，GPRS通訊串行口與PLC建立起通訊連接，通訊協(xié)議為標(biāo)準(zhǔn)ModbusRTU格式，無(wú)人值守?fù)Q熱站屬于最低級(jí)別從站，數(shù)據(jù)的請(qǐng)求發(fā)送、設(shè)定都是由監(jiān)控中心多任務(wù)調(diào)度程序進(jìn)行巡檢呼叫完成，在主站不呼叫從站時(shí)，不占用通訊資源，這樣可以減少運(yùn)行時(shí)GPRS無(wú)線流量費(fèi)用，GPRS無(wú)線信號(hào)由移動(dòng)數(shù)據(jù)中心處理并轉(zhuǎn)發(fā)至一級(jí)監(jiān)控中心5號(hào)計(jì)算機(jī)（無(wú)人值守?fù)Q熱站專用計(jì)算機(jī)），由5號(hào)計(jì)算機(jī)負(fù)責(zé)建立通訊轉(zhuǎn)發(fā)和命令下達(dá)，完成100臺(tái)換熱站的統(tǒng)一調(diào)度和管理。

3.2第二層Profibus-DP網(wǎng)絡(luò)：第二層網(wǎng)絡(luò)為熱源及鍋爐控制的核心低層網(wǎng)絡(luò)，此網(wǎng)絡(luò)的實(shí)時(shí)性和可靠性是最高的，此網(wǎng)絡(luò)采用西門子公司最為先進(jìn)的Profibus-DP網(wǎng)絡(luò)，全套設(shè)備全部由西門子提供，鍋爐控制器為6臺(tái)S7300-315DPPLC，每臺(tái)鍋爐都有一臺(tái)獨(dú)立的控制器和相應(yīng)的配電、傳感器、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，彼此之間相互獨(dú)立，這6臺(tái)PLC通過(guò)Profibus-DP網(wǎng)絡(luò)以12M的速度與鍋爐控制總服務(wù)器通過(guò)CP5611卡連接，鍋爐控制總服務(wù)器上運(yùn)行著512K西門子wincc組態(tài)軟件。

3.3第三層工業(yè)以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)：工業(yè)以太網(wǎng)是指具有10/100M自適應(yīng)傳輸速率，冗余24VDC供電，最大網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)時(shí)間為0.3秒，具有通訊故障診斷和斷線診斷功能，能實(shí)時(shí)斷網(wǎng)重構(gòu)的高實(shí)時(shí)型網(wǎng)絡(luò)，本段網(wǎng)絡(luò)設(shè)備采用西門子公司ProfiNET網(wǎng)絡(luò)、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)、專業(yè)網(wǎng)線。第三層網(wǎng)絡(luò)主要實(shí)現(xiàn)了6臺(tái)客戶端操作員站與鍋爐控制總服務(wù)器之間的通訊，同步監(jiān)控，鍋爐房管理層監(jiān)控、同步監(jiān)控等使用。

3.4第四層千兆以太網(wǎng)：千兆以太網(wǎng)是整個(gè)供熱公司辦公大樓中的主干網(wǎng)絡(luò)，分別由二級(jí)千兆DLINK交換機(jī)、企業(yè)級(jí)路由器、硬件防火墻組成，二級(jí)網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)（供熱公司辦公樓）與第三層工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)（熱源動(dòng)力鍋爐房）之間采用光纖連接，第四層網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)交換量最大，除監(jiān)控中心內(nèi)部使用外，本網(wǎng)段負(fù)責(zé)web發(fā)布，支持手機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)控，接收移動(dòng)中心CPRS無(wú)人值守?fù)Q熱站數(shù)據(jù)。

3.5本系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖：（見(jiàn)最后一頁(yè)）

四、全網(wǎng)負(fù)荷預(yù)測(cè)的方法

供熱全網(wǎng)熱負(fù)荷預(yù)測(cè)是指對(duì)供熱公司所供熱的面積耗熱量進(jìn)行科學(xué)的統(tǒng)計(jì)、歸檔，并以科學(xué)經(jīng)濟(jì)的曲線繪制出所供熱轄區(qū)內(nèi)對(duì)總熱量的需求，以預(yù)測(cè)到熱網(wǎng)總需熱量數(shù)據(jù)，合理調(diào)配熱源動(dòng)力鍋爐所生產(chǎn)的熱量，鍋爐DCS控制系統(tǒng)能調(diào)整鍋爐負(fù)荷和臺(tái)數(shù)，達(dá)到整個(gè)系統(tǒng)的協(xié)調(diào)、節(jié)能、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

4.1總熱量統(tǒng)計(jì)：各換熱站每天統(tǒng)計(jì)本站點(diǎn)24小時(shí)內(nèi)的供熱總量，并在當(dāng)日零時(shí)將本站總熱量通過(guò)GPRS信號(hào)傳送到供熱公司調(diào)度中心，由調(diào)度中心5號(hào)計(jì)算機(jī)中的熱量需求統(tǒng)計(jì)軟件統(tǒng)一匯總，并繪制出各站點(diǎn)的24小時(shí)熱量走向圖，匯制出總體換熱站總熱量走向圖，計(jì)算出24小時(shí)內(nèi)所有換熱站的耗熱總量，并同步將計(jì)算數(shù)據(jù)傳輸至二級(jí)網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷預(yù)測(cè)主機(jī)。

4.2接收氣象局氣象信息：熱網(wǎng)調(diào)度管理中心5號(hào)計(jì)算機(jī)能實(shí)時(shí)獲取國(guó)家氣象局當(dāng)前和未來(lái)10日的本地氣象數(shù)據(jù)，由5號(hào)計(jì)算機(jī)將氣象溫度進(jìn)行存儲(chǔ)，繪制成氣象實(shí)時(shí)曲線和未來(lái)溫度變化曲線報(bào)表，并同步傳輸至二級(jí)網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷預(yù)測(cè)主機(jī)。

4.3采集當(dāng)前室外溫度：熱網(wǎng)調(diào)度管理中心獲取三個(gè)分別安裝在熱源動(dòng)力鍋爐房處、供熱公司辦公樓2米和40米位置處的三個(gè)室外溫度傳感器，并將這三個(gè)室外溫度傳感器所測(cè)量的值存儲(chǔ)，繪制成歷史曲線和實(shí)時(shí)曲線，并同步傳輸至二級(jí)網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷預(yù)測(cè)主機(jī)。

4.4確認(rèn)未來(lái)5-24小時(shí)熱網(wǎng)所需的總熱量：由二級(jí)網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷預(yù)測(cè)計(jì)算機(jī)計(jì)算未來(lái)5-24小時(shí)內(nèi)本供熱企業(yè)所需的總熱量，計(jì)算軟件在數(shù)據(jù)庫(kù)中提取前一天的熱網(wǎng)總負(fù)荷數(shù)據(jù)、提取所對(duì)應(yīng)的氣象數(shù)據(jù)、提取平均室外溫度，通過(guò)取溫算法確定基本熱量需求，計(jì)算程序提取未來(lái)24小時(shí)氣象數(shù)據(jù)所對(duì)應(yīng)熱量補(bǔ)償表，提取當(dāng)前室外溫度所對(duì)應(yīng)的熱量補(bǔ)償表，由預(yù)測(cè)程序進(jìn)行優(yōu)化計(jì)算，最終確認(rèn)出未來(lái)5-24小時(shí)內(nèi)熱量的總需求量，并將此量下發(fā)到熱源動(dòng)力鍋爐控制中心和傳送到一級(jí)監(jiān)控中心熱網(wǎng)調(diào)度中心。

五、無(wú)人值守?fù)Q熱站的運(yùn)行與管理

無(wú)人值守?fù)Q熱站是指整個(gè)換熱站全天24小時(shí)自動(dòng)運(yùn)行，控制系統(tǒng)能自動(dòng)調(diào)節(jié)熱負(fù)荷，調(diào)節(jié)供水流量與壓力，自動(dòng)對(duì)系統(tǒng)補(bǔ)水，自動(dòng)采集熱力站各個(gè)點(diǎn)的參數(shù)，并將參數(shù)通過(guò)GPRS通訊網(wǎng)絡(luò)傳送到供熱公司中央監(jiān)控調(diào)度中心，并能接受來(lái)自中央監(jiān)控調(diào)度中心的控制指令的站點(diǎn)，全天候運(yùn)行無(wú)人員值班。

5.1無(wú)人值守?zé)崃φ咀钥叵到y(tǒng)組成：無(wú)人值守站控制系統(tǒng)由S7200系列小型PLC、GPRS通訊設(shè)備、10寸真彩色人機(jī)界面、熱量調(diào)節(jié)電動(dòng)閥、超壓安全保護(hù)閥、循環(huán)水泵變頻柜、補(bǔ)水泵變頻柜、現(xiàn)場(chǎng)溫度、壓力、流量等傳感器構(gòu)成一個(gè)獨(dú)立的自動(dòng)控制小系統(tǒng)，完成本站點(diǎn)自動(dòng)調(diào)溫，調(diào)壓工作。

5.2無(wú)人值守?zé)崃φ颈O(jiān)控參數(shù)

1）一次網(wǎng)供水溫度、壓力、流量（熱量）；

2）一次網(wǎng)回水溫度、壓力；

3）一次網(wǎng)供水電動(dòng)調(diào)節(jié)閥；

4）二次網(wǎng)供水溫度、壓力；

5）二次網(wǎng)回水溫度、壓力；

6）室外溫度；

7）循環(huán)水泵、補(bǔ)水泵的啟動(dòng)/停止；

8）循環(huán)泵、補(bǔ)水泵運(yùn)行狀態(tài)；

9）循環(huán)泵、補(bǔ)水泵的頻率控制與反饋；

10）熱力站漏水檢測(cè)報(bào)警。

5.3二次網(wǎng)供水溫度控制：二次網(wǎng)供水溫度（供給居民用戶的熱水）控制在本系統(tǒng)中集成了三種溫度調(diào)節(jié)方式：第一種為預(yù)設(shè)定溫度曲線調(diào)節(jié)方式；第二種為固定供水溫度調(diào)節(jié)方式；第三種為分時(shí)間段恒溫控制方式，并帶有獨(dú)立手動(dòng)操作機(jī)構(gòu)。這三種程序在實(shí)際使用中，根據(jù)不同的熱用戶由監(jiān)控中心遠(yuǎn)程進(jìn)行選手則，也可以在本地進(jìn)行選擇。

5.3.1溫度曲線調(diào)節(jié)方式：由監(jiān)控中心根據(jù)負(fù)荷預(yù)測(cè)值和未來(lái)1天的氣象數(shù)據(jù)計(jì)算出16段室外溫度與供水溫度對(duì)應(yīng)的曲線，并將計(jì)算出的結(jié)果遠(yuǎn)程設(shè)定并下載到部分換熱站，換熱站控制器檢測(cè)二次網(wǎng)供水溫度和室外溫度，自動(dòng)調(diào)節(jié)一次網(wǎng)的閥門開(kāi)度，從而調(diào)節(jié)了二次網(wǎng)的供水溫度，以保證二次網(wǎng)溫度在調(diào)節(jié)曲線范圍內(nèi)達(dá)到最有效的節(jié)能運(yùn)行。換熱站控制器自動(dòng)接收監(jiān)控中心的統(tǒng)一室外溫度，如果控制器在1小時(shí)內(nèi)接收不到最新的下發(fā)室外溫度，將自動(dòng)切換到本地室外溫度傳感器上進(jìn)行采集。

溫度曲線調(diào)節(jié)方式

5.3.2固定供水溫度：固定供水溫度調(diào)節(jié)方式是指在遠(yuǎn)控中心為熱力站控制器下發(fā)一個(gè)固定的二次供水目標(biāo)溫度，控制器自動(dòng)將實(shí)際二次供水溫度調(diào)節(jié)到所設(shè)定的固定溫度值范圍內(nèi)的一種供熱方式，此種方式供水溫度一直恒定，不根據(jù)室外溫度變化而變化。我公司中有十幾個(gè)換熱站采用固定供水溫度調(diào)節(jié)方式供熱，這些換熱站需采取固定供水溫度控制，是由供熱公司運(yùn)行層根據(jù)客戶特性進(jìn)行決定的，如寫字樓、大型公共建筑比較適合固定供水溫度運(yùn)行方法。

5.3.3分時(shí)間段恒溫：本方式支持在不同的時(shí)間段修正固定供水溫度和曲線，這樣控制系統(tǒng)會(huì)生成一個(gè)更為節(jié)能的運(yùn)行曲線，分時(shí)段恒溫也可以獨(dú)立運(yùn)行，可以每天設(shè)置6個(gè)時(shí)間段，每個(gè)時(shí)間段對(duì)應(yīng)一個(gè)不同溫度，當(dāng)時(shí)鐘到達(dá)時(shí)區(qū)時(shí)，本時(shí)區(qū)相對(duì)的供水溫度會(huì)成為目標(biāo)二次供水溫度，有部分換熱站采用分時(shí)間段恒溫供熱方式，大部分為學(xué)校。

分時(shí)段恒溫曲線

5.4循環(huán)水泵控制：循環(huán)水泵能分別在熱力站或遠(yuǎn)程監(jiān)控中心進(jìn)行啟?？刂?，并支持遠(yuǎn)程故障復(fù)位，設(shè)定目標(biāo)供水壓力。在本系統(tǒng)中，熱力站循環(huán)泵都設(shè)置為一用一備，二用一備，三用一備等模式，當(dāng)在運(yùn)行中的循環(huán)泵發(fā)生電氣故障、變頻損壞后，備用變頻泵會(huì)自動(dòng)投入運(yùn)行。循環(huán)泵采用PID閉環(huán)定二次供水壓力。

5.5補(bǔ)水泵控制：補(bǔ)水泵能分別在熱力站遠(yuǎn)程監(jiān)控中心進(jìn)行啟?？刂疲⒅С诌h(yuǎn)程故障復(fù)位，設(shè)定目標(biāo)補(bǔ)水壓力。在本系統(tǒng)中，熱力站補(bǔ)水泵為一用一備，當(dāng)在運(yùn)行中的補(bǔ)水泵發(fā)生電氣故障、變頻損壞后，備用變頻泵會(huì)自動(dòng)投入運(yùn)行。補(bǔ)水泵采用PID閉環(huán)定二次回水壓力。

5.6緊急手動(dòng)控制：各熱力站溫度控制閥、循環(huán)水泵、補(bǔ)水泵都備有電氣手動(dòng)控制按鈕，在自動(dòng)失靈時(shí)可通過(guò)人為操作對(duì)設(shè)備進(jìn)行控制。

六、鍋爐聯(lián)動(dòng)控制系統(tǒng)

鍋爐聯(lián)動(dòng)控制系統(tǒng)是指鍋爐房二級(jí)監(jiān)控中心，DCS控制器根據(jù)全網(wǎng)熱負(fù)荷所預(yù)測(cè)的總熱量數(shù)據(jù)來(lái)調(diào)節(jié)鍋爐燃燒率和鍋爐自動(dòng)投入和自動(dòng)切除的一套控制系統(tǒng)，本系統(tǒng)也是一個(gè)獨(dú)立的鍋爐DCS控制系統(tǒng)，此系統(tǒng)能使鍋爐房減少運(yùn)行人員，能根據(jù)負(fù)荷預(yù)測(cè)進(jìn)行調(diào)整總發(fā)熱量，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)、高效、可靠的運(yùn)行。

6.1控制系統(tǒng)的組成：該控制系統(tǒng)由6臺(tái)鍋爐燃燒DCS控制柜、6套S7300315-2DPCPU、1臺(tái)wincc服務(wù)器站、6臺(tái)客戶端操作員站、6臺(tái)375KW引風(fēng)變頻控制柜、6臺(tái)160KW鼓風(fēng)機(jī)變頻控制柜、12臺(tái)7.5KW爐排電機(jī)變頻控制柜，18臺(tái)75KW變頻循環(huán)水泵、100只測(cè)溫測(cè)壓傳感器組成的大型DCS監(jiān)控系統(tǒng)。

6.2基本監(jiān)控參數(shù)

每臺(tái)鍋爐S7300PLC測(cè)量以下點(diǎn)位

6.3鍋爐負(fù)荷調(diào)節(jié)：鍋爐的啟動(dòng)停止控制分別可以在二級(jí)監(jiān)控中心鍋爐監(jiān)控總服務(wù)器上進(jìn)行操作，也可以在1-6號(hào)操作員終端上進(jìn)行操作，鍋爐的運(yùn)行分別由獨(dú)立調(diào)節(jié)，負(fù)荷預(yù)測(cè)聯(lián)動(dòng)調(diào)節(jié)兩套程序組成。

6.3.1獨(dú)立調(diào)節(jié)程序：每臺(tái)鍋爐不受任何條件約束，直接在鍋爐監(jiān)控總服務(wù)器上進(jìn)行操作，并設(shè)定目標(biāo)供水溫度和爐膛負(fù)壓兩個(gè)參數(shù)，DCS控制器將自動(dòng)調(diào)節(jié)鍋爐的鼓風(fēng)量（送風(fēng)量）、引風(fēng)量和爐排速度，自動(dòng)調(diào)節(jié)匹配風(fēng)量與給煤比，達(dá)到燃料優(yōu)化燃燒，以確保鍋爐工作在最佳的燃燒工況下進(jìn)行，該系統(tǒng)能將鍋爐出水溫度維持在設(shè)定值范圍±3度內(nèi)。

6.3.2負(fù)荷預(yù)測(cè)聯(lián)動(dòng)調(diào)節(jié)程序：當(dāng)選擇此程序時(shí)，一至三號(hào)鍋爐將自動(dòng)工作在滿負(fù)荷狀態(tài)下，以最佳燃燒比、最佳最大產(chǎn)熱效率運(yùn)行，不參與調(diào)節(jié)，每臺(tái)鍋爐24小時(shí)不間斷運(yùn)行。

四號(hào)五號(hào)為調(diào)峰鍋爐（鍋爐處于熱點(diǎn)火狀態(tài)），當(dāng)全網(wǎng)負(fù)荷預(yù)測(cè)程序計(jì)算出熱量總需求后，一至三號(hào)鍋爐無(wú)法滿足熱網(wǎng)需求時(shí)，四號(hào)調(diào)峰鍋爐會(huì)自動(dòng)啟動(dòng)運(yùn)行，并自動(dòng)設(shè)定目標(biāo)供水溫度，自動(dòng)調(diào)節(jié)風(fēng)煤比配置，四號(hào)鍋爐啟動(dòng)后能在短時(shí)間內(nèi)彌補(bǔ)總熱量的不足，當(dāng)系統(tǒng)計(jì)算出總熱量需求只啟動(dòng)四號(hào)鍋爐無(wú)法滿足時(shí)，系統(tǒng)會(huì)在四號(hào)啟動(dòng)30分鐘后自動(dòng)啟動(dòng)五號(hào)調(diào)峰鍋爐。

調(diào)峰鍋爐的退出工況，當(dāng)鍋爐總發(fā)熱量超過(guò)負(fù)荷預(yù)測(cè)總熱量時(shí)，調(diào)峰鍋爐會(huì)自動(dòng)降低設(shè)定溫度，減少風(fēng)煤送給量，減少燃燒量，調(diào)峰鍋爐總熱量將減少，當(dāng)調(diào)峰鍋爐工作在總負(fù)荷的20%時(shí)會(huì)自動(dòng)退出運(yùn)行，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)加大鍋爐房循環(huán)水泵循環(huán)速度，進(jìn)行節(jié)能運(yùn)行。

6.4故障互投控制

6.4.1爐排系統(tǒng)互投：當(dāng)主爐排控制電氣系統(tǒng)或變頻發(fā)生故障后，備用爐排控制系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)投入運(yùn)行，投入時(shí)間小于5秒。

6.4.2鍋爐互投：當(dāng)運(yùn)行中的鍋爐發(fā)生鼓風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)、傳感器的重要設(shè)備故障時(shí)，需人工確認(rèn)后，六號(hào)備用鍋爐會(huì)自動(dòng)投入運(yùn)行。

6.4.3循環(huán)水泵互投和定時(shí)輪換工作：每臺(tái)鍋爐設(shè)有三臺(tái)循環(huán)泵，工況為兩用一備，系統(tǒng)每隔24小時(shí)，進(jìn)行一次備用泵輪換，確保三臺(tái)泵能全部分時(shí)段運(yùn)行，當(dāng)運(yùn)行中的循環(huán)泵發(fā)生故障后，備用水泵能在3s內(nèi)投入運(yùn)行。

七、結(jié)束語(yǔ)

供熱全網(wǎng)負(fù)荷預(yù)測(cè)與鍋爐聯(lián)動(dòng)控制系統(tǒng)是一個(gè)大型的自動(dòng)化SCADA監(jiān)控系統(tǒng)，所涉及的面特別全，建設(shè)周期較長(zhǎng)，本系統(tǒng)從初步建設(shè)到擴(kuò)展到100個(gè)熱力站以上耗時(shí)三年，但是隨著本系統(tǒng)的投入運(yùn)行，運(yùn)行效果和經(jīng)濟(jì)效益也是特別突出。節(jié)省了100個(gè)熱量站運(yùn)行值班的350人，各區(qū)域熱量站維修人員通過(guò)整合，從原有的50人減少到了20人，數(shù)據(jù)報(bào)表記錄統(tǒng)計(jì)分析人員30人全部由計(jì)算機(jī)代替，鍋爐燃燒采用計(jì)算機(jī)控制，減少工人20多名，本系統(tǒng)的投入運(yùn)行減少了430人的人員開(kāi)支和崗位，由于采用負(fù)荷預(yù)測(cè)聯(lián)動(dòng)控制系統(tǒng)，熱源動(dòng)力鍋爐房能更加精準(zhǔn)有效的根據(jù)負(fù)荷所需進(jìn)行隨時(shí)調(diào)整供熱量和鍋爐投入的臺(tái)數(shù)，初步統(tǒng)計(jì)節(jié)省電力、煤炭20%左右。從以上數(shù)據(jù)可以看出，供熱全網(wǎng)負(fù)荷預(yù)測(cè)與鍋爐聯(lián)動(dòng)控制系統(tǒng)的運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性是顯著的，隨著我國(guó)城鄉(xiāng)統(tǒng)一化建設(shè)的加快，小供熱公司慢慢的被取代，而大型的供熱企業(yè)越來(lái)越多，供熱全網(wǎng)負(fù)荷預(yù)測(cè)與鍋爐聯(lián)動(dòng)控制系統(tǒng)會(huì)有更廣闊的應(yīng)用價(jià)值。

接第三頁(yè)（本系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖）：

本系統(tǒng)通訊網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)