1 億維SMART PLC在供暖行業(yè)的應(yīng)用

　　1.1 供暖行業(yè)背景

　　為了國家環(huán)境和提高城市基礎(chǔ)建設(shè)，對老式的供暖進(jìn)行改造勢在必行?，F(xiàn)在集中供暖系統(tǒng)包括熱源、熱力網(wǎng)和 熱用戶三部分。具體情況是由統(tǒng)一的熱電廠或者熱力公司 提供，經(jīng)過熱管將熱媒(水蒸氣或熱水)輸送給一個或幾個小區(qū)的換熱站，進(jìn)行熱力交換。然后經(jīng)過小區(qū)內(nèi)部熱管將熱量送給用戶。由于熱網(wǎng)中換熱站數(shù)目眾多，各個站又獨立運(yùn)行，不能整體上的調(diào)控。如果在熱源不足情況下， 還會出現(xiàn)“爭熱”情況。難以確保供熱質(zhì)量，出現(xiàn)供熱和需熱不匹配情況。故障發(fā)生也不能及時報警，影響可靠運(yùn) 行，數(shù)據(jù)不全面，不能量化管理。

　　為了改變這一落后現(xiàn)狀，提高換熱性能，提高節(jié)能性能，對老設(shè)備進(jìn)行全自動化升級改造是十分必要的。

　　1.2 供暖設(shè)備工藝

　　(1)工藝流程

　　供暖流程為：在一次網(wǎng)熱介質(zhì)由熱電廠流出，經(jīng)換熱器后從二次網(wǎng)回路重新回到熱電廠。在循環(huán)泵的作用下， 在二次網(wǎng)經(jīng)過換熱器加溫過的介質(zhì)(一般為水)，流到用 戶，由住戶安裝的散熱器后經(jīng)過回水管流回?fù)Q熱站。由于 在二次網(wǎng)中會由于用戶放氣或者管道漏水等原因，水量一直減少。補(bǔ)水泵從水箱抽取水來時刻給二次網(wǎng)進(jìn)行補(bǔ)水。 整個流程如圖1所示。

　　圖1供暖流程示意圖　

　　圖2供暖機(jī)組界面　　

　　圖3換熱器供暖主監(jiān)控界面

　　(2)控制要點

　?、俑鶕?jù)室外溫度的變化和熱負(fù)荷曲線，決定二次側(cè)的供水溫度。

    ②系統(tǒng)通過設(shè)定二次回水溫度，對供熱溫度進(jìn)行補(bǔ)償。

    ③PID調(diào)控循環(huán)泵，恒定二次供回水壓差，以保證末端度用戶暖需求。

　?、芨鶕?jù)需要設(shè)定分時段控制。用戶可以手動調(diào)節(jié)頻率 控制轉(zhuǎn)速。

　　⑤根據(jù)管網(wǎng)壓力控制補(bǔ)水泵進(jìn)行實時補(bǔ)水。

　?、掎槍芫W(wǎng)流量、供回水溫度、上傳熱力公司，進(jìn)行 熱力分析。

　　1. 3系統(tǒng)組態(tài)(如圖2、3所示)

　　1.4系統(tǒng)架構(gòu)及配置方案

　　采用億維SMART PLC的供暖系統(tǒng)硬件配置如圖4所 示，系統(tǒng)架構(gòu)如圖5所示。

　　　　圖4系統(tǒng)硬件配置

　　圖5系統(tǒng)架構(gòu)圖

　　1. 5產(chǎn)品優(yōu)勢

　?、賁TEP 7 - MicroWIN Smart編程，工程師無需另外 學(xué)習(xí)。

　　②整套億維P LC+ HMI + 物聯(lián)網(wǎng)解決方案，性能穩(wěn) 定、安全可靠。

　　③PID調(diào)控穩(wěn)定。

　?、蹾MI越來越豐富的組態(tài)畫面為客戶開發(fā)提供方便。

　　⑤億維SMART PLC高精度，高性能，高性價比。

　　億維將先進(jìn)成熟的自動化技術(shù)應(yīng)用在傳統(tǒng)的城市集中 供熱領(lǐng)域，構(gòu)建先進(jìn)的城市供暖系統(tǒng)，可以增強(qiáng)供熱用戶 的節(jié)能意識，提高供熱質(zhì)量，實現(xiàn)供熱系統(tǒng)的高效管理， 保障供熱安全，并為企業(yè)帶來巨大的經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益。

　　2 億維SMART PLC在供水行業(yè)的應(yīng)用

　　2. 1供水行業(yè)背景

　　傳統(tǒng)的供水占地大，容易污染，壓力不穩(wěn)定。恒壓供水能夠保持供水壓力的恒定，可使供水和用水之間保持平衡，即用水多時供水也多，用水少時供水也少，從而提高了供水的質(zhì)量。

　　2.2供水工藝流程

　　如圖6所示通過壓力傳感器將管網(wǎng)的實際壓力反饋給PLC，PLC與實際給定壓力進(jìn)行比較，通過PID計算，并將數(shù)據(jù)處理的結(jié)果以運(yùn)行頻率的形式進(jìn)行輸出控制，這樣運(yùn)行頻率的變化就可以改變水泵電機(jī)的轉(zhuǎn)速，進(jìn)而可調(diào)節(jié) 供水量。根據(jù)用水量的不同，變頻水泵的工作頻和率轉(zhuǎn)速 也不同，在變頻器設(shè)置中設(shè)定一個上限頻率和下限頻率檢測，當(dāng)用水量大則供水壓力低于設(shè)定值時，變頻器頻率上升到上限頻率;當(dāng)用水量處于低峰時供水壓力升高，變頻 器輸出頻率降低到下限頻率。通過壓力和頻率的比較，以實現(xiàn)切換交流接觸器組，以此協(xié)調(diào)投入工作的水泵電機(jī)臺數(shù)，并完成水泵的啟停和、變頻與工頻切換。通過調(diào)整投入工作的電機(jī)的臺數(shù)和控制電機(jī)組中一臺電機(jī)的變頻轉(zhuǎn) 速，使系統(tǒng)管網(wǎng)的工作壓力始終穩(wěn)定，進(jìn)而達(dá)到恒壓供水的目的。

　　圖6供水工藝流程示意圖

　　2. 3系統(tǒng)架構(gòu)及配置方案

　　采用億維SMART PLC的供水系統(tǒng)點位圖及硬件配置、 系統(tǒng)組態(tài)如圖7、8、9所示。

　　圖7點位圖

　　圖8系統(tǒng)硬件配置

　　圖9系統(tǒng)組態(tài)

　　2.4產(chǎn)品優(yōu)勢

　　億維UN SMART PLC有不同類型、不同I/O點數(shù)的 CPU模塊，單體I/O點數(shù)最高可達(dá)60點，擁有強(qiáng)大指令集，豐富的通訊和運(yùn)動控制功能，可滿足大部分中小型過程控制和自動化設(shè)備需求。

　　? 通訊方面 ： SMA R T C P U 標(biāo) 配 以太 網(wǎng) 口 ，支 持 MODBUS -TCP協(xié)議，支持程序監(jiān)控以及PUT GET通訊、 RS485通訊口，支持自由口協(xié)議、MODBUS - RTU協(xié)議;

　　? 擴(kuò)展方面：包含擴(kuò)展板卡和擴(kuò)展模塊，最多支持6個擴(kuò)展模塊;

　　? 高速輸入方面：全部機(jī)型配置單相6路200KHz， AB相4路100KHz高速計數(shù);

　　? 高速輸出：晶體管型 CPU 本體最多提供三軸 100KHz 高速脈沖輸出，支持運(yùn)動控制功能和PWM調(diào)節(jié)。

　　圖 10

　　SMART系列的產(chǎn)品機(jī)型豐富，CPU提供20、30、 40、60點的繼電器和晶體管機(jī)型，模塊包含數(shù)字量擴(kuò)展模塊、模擬量擴(kuò)展模塊、溫度模塊，后續(xù)還將會推出億維傳統(tǒng)的特色產(chǎn)品XP系列CPU、以及總線模塊與物聯(lián)網(wǎng)模塊。另外，SMART PLC與西門子Smart高度兼容，完全兼 容西門子的硬件及軟件，程序無需修改，下載即用，精準(zhǔn) PID控制， 在保證客戶產(chǎn)品穩(wěn)定性的同時也降低了成本如 圖10所示。