天星在供热控制系统中的使用

摘要：基于天星组态软件的北京市某工厂小区供热宴时监控系统，做到分支路、分时问、分温度自动温度补偿控制，大大节省了能源，并通过软件对外围设备自动控制，并利用曲线、报警显示和记录等功能提高了系统操作效率和精确性。

1 概述

　　为实施蓝天工程，北京大部分供暖已采用清洁燃料，但由于原系统设计不合理，缺乏先进监控手段和管理不科学，造成燃料费用居高不下。经调查分析，大多数集中锅炉房的供热系统在整个循环供热的过程中散热损失大、供热区域内热水循环量的水动力严重失衡，实际的热水循环量超出设计值所需几倍，不但造成供暖系统的供热不均，达不到住户的供暖要求，同时还要增加运行费用。本文根据现有北京市某工厂小区实际情况开发设计，该小区具有代表性，使得该系统稍加改动即可应用于目前很多的供热系统。
　　该小区原供热状况直如下：锅炉房共有三台5.6MW燃气热水锅炉。原来，季最冷时一般也只运行2台，小区共计lO.32万余平方米的建筑面积。主要供暖对象是车间热水供水、办公楼供水、生活热水、住宅楼供水和集中空稠供水。原系统锅炉的燃烧调整及起停，采取的是粗放型管理模式，不能根据供热负荷的实际情况，进行合理、有效的集控和联控，使每台锅炉处于最佳运行状态，并达到供热平衡。
　　此外，现有设备的利用不合理，搭配不匹配，限制了设备功能的充分发挥。供热时量与质的调节无法同步，供热区域内的热量分配电就无法均匀调控，造成区域间与楼字间的供热质量出现差别。根据目前供热系统资源不能合理分配，只监不控等缺点，世纪长秋设计了基于组态软件的供热节能系统具有以下特点：
　　（1）供热系统同时具有控制和监控功能，计算机作为控制和监视的管理中心，真正从用户热负荷实际需要出发，反过来控制整个锅炉房供热系统。
　　（2）智能化控制每一供暖之路，使温度调节个性化、程序化，减少人为干扰，充分体现对用户的人文关怀。
　　（3）供热系统各个不同供热区域实行分区控制功能，使各个供暖区根据各自不同情况实现不同时间，不同温度的供暖。
　　（4）使用的各种温度曲线、各种供热单元负荷曲线为基础开发的温控设备大幅度降低用户的运行费用，最大限度科学合理使用能源，将能耗控制到合理值。
　　（5）用天星组态软件监控提高了系统的稳定性、安全可靠性，降低人为操作的不确定性、随意性、劳动强度，管理更科学。

2 系统的硬件组成

　　系统主要有工控机（研华）、打印机、RTU柜包含数传电台、模拟量输入输出模块、开关量输入输出模块、UPS电源、通讯电线和一些通讯电缆。
　　工控机是核心，将首站的模块采集到的数据利用双绞屏蔽线通过RS-485串口通讯协议采集到计算机，在界面上实现显示。各个供热锅炉的数据通过锅炉的数传电台和首站的数传电台进行通讯，将数据送入工控机；工控机也将下达的指令通过数传电台发送到各个锅炉。这样就完成了所有参数的采集传输和命令传输。

3 系统的软件设计及功能的实现

　　3.1 组态软件简介
　　工控组态软件是利用系统软件提供的工具。通过简单形象的组态工作，即可构成所需的软件功能。组态软件正在以提高系统的成功率和可靠性、缩短项目统开发周期、减少开发费用等优势代替着各种计算机语言的软件开发，受到了越来越多的科技人员的重视和青睐，并已显示出形成计算机控制系统软件主导地位的趋势。
　　由北京天星组态软件有限公司研制的天星组态软件，具有功能完善、操作简便、可视性好、可维护性强、高性能、高可靠性等突出特点，是一套基于Windows平台的用于快速构造和生成上位机监控系统的组态软件系统。为用户提供了解决实际工程问题的完整方案和开发平台能够完成现场数据采集、实时和历史数据处理、报警和安全机制、流程控制、动画显示、曲线和报表输出、企业监控网络以及高性能、高可靠性、低成本的嵌入系统等功能。本文将介绍基于工控软件天星的供热节能系统。
　　3.2 主要功能的实现
　　（1）定时段及温度限值控制原系统导致大量的办公区域在夜间能源空耗现象突出。
　　由于运行温度单一，造成无法根据实际需要进行动态温度调节。传统的锅炉房对外网的热水温度．都是采用单一的出水温度方式进行。即锅炉只有一个出水温度．即使许多换热站供暖循环二次水的温度也只能靠一次水的变化而变化，调节阀门也仅仅靠人工初始设的开关控制，一般都是维持一个固定开度不变。即二次水温度仅靠一次水温变化．来带动二次水温度简单的“质调节”，却无法实现量与质的同步调节。
　　该系统可以使各供热区域的各支路（包括车间供水、办公楼供暖、住宅楼供暖、集中空调供水）出口温度，按照不同温度的需要和不同的运行时间需要，进行任意的分温、分时、分段调整，这样可以避免原系按照最高区域温度设计，其它不需要这样高温度供热的区域用户，例如大量办公楼下班后．由于与家属宿舍楼在同样采暖系统中仍然采用同样温度和方式供热，而产生能源的大量浪费。
　　（2）外围设备的自动控制。
　　原系统由于没有集中控制，所以对于阀门的关闭等操作都是工人师傅手动完成，给系统操作带来了极大的不便。本系统组态软件实现了外围设备的自动控制。简单的几个按键操作即可实现对外围设备的控制。
　　（3)系统实时监控、故障显示和记录。
　　那对于原系统．一旦发生故障，操作人员无法立即知道是哪个部分发生异常，只能凭经验寻找，而且对于当前各部分的运行状态无法整体观测到，这就给系统的运行和操作带来了很大的不便，生产效率很低。而本文介绍的系统采用实时监控技术，通过世纪星组态软件实现了对锅炉运行的所有参数实时监控，使得所有参数的当前运行状态可以在同一画面中显示，这样操作人员就可以方便、快速的了解各部分的运行情况，大大提高了生产效率。
　　此外，故障报警功能使实际运行中的某个参数超过设定标准时，系统自动发出警告，操作人员只要检查相对应部分的设置即可。故障报警信息会由系统自动记录，以便以后察看。
　　如图1所示：

4 总结

　　本文介绍的锅炉监控系统进行分支路、分温度、分时间的自动控制，使得出水温度不再是一个固定值，避免了造成各供暖分路的要求与供应之间的矛盾，原来系统的该热的时候不热、不需要热的时候反而热的现象不再出现。各支路按照室外天气温度进行变化补偿，大大节约了资源。经计算和实地考察，该系统与原系统相比，可节省资源45％以上，此外，实时监控、故障显示记录和实时曲线使系统控制更加自动化、系统化，大大提高了工作效率。■