改革開放以來(lái)我國(guó)城市集中供熱事業(yè)迅速發(fā)展，促進(jìn)了城市經(jīng)濟(jì)與社會(huì)發(fā)展，改善了北方地區(qū)人民的生活條件。但是部分城市集中供熱管網(wǎng)也存在技術(shù)落后、浪費(fèi)熱能、安全事故時(shí)有發(fā)生等等問(wèn)題，因此城市集中供熱自動(dòng)化監(jiān)控成為城市集中供熱的發(fā)展趨勢(shì)。
      本文以北京某區(qū)供熱廠供熱系統(tǒng)為例，該供熱廠有5臺(tái)10噸燃煤鍋爐供熱和1臺(tái)5噸燃?xì)忮仩t，二次系統(tǒng)有9個(gè)換熱站。

      系統(tǒng)控制要求

      一次系統(tǒng)監(jiān)控要求
      5臺(tái)燃煤鍋爐供熱和1臺(tái)燃?xì)忮仩t的運(yùn)行設(shè)置手動(dòng)運(yùn)行和自動(dòng)運(yùn)行。
      鍋爐的各運(yùn)行參數(shù)由PLC實(shí)時(shí)采集，并且在調(diào)度室IPC的機(jī)上顯示。監(jiān)控畫面要求動(dòng)態(tài)模擬鍋爐運(yùn)行過(guò)程。
      鍋爐自動(dòng)運(yùn)行時(shí)，必須保證爐膛負(fù)壓在安全的范圍內(nèi)。爐膛負(fù)壓可以通過(guò)調(diào)節(jié)鼓風(fēng)機(jī)或者引風(fēng)機(jī)頻率來(lái)保證。
      鍋爐自動(dòng)運(yùn)行時(shí)，必須保證爐內(nèi)的煤得到充分燃燒，提高鍋爐熱效率。爐膛內(nèi)含氧量可以通過(guò)調(diào)節(jié)鼓風(fēng)機(jī)頻率來(lái)保證。
      當(dāng)室外溫度降低，當(dāng)前運(yùn)行的鍋爐滿負(fù)荷運(yùn)行也不能滿足用戶需求時(shí)，自動(dòng)增加一臺(tái)鍋爐投入運(yùn)行。
      循環(huán)泵根據(jù)出回水溫差來(lái)調(diào)節(jié)頻率，補(bǔ)水泵變頻運(yùn)行來(lái)保證鍋爐的回水壓力。
      二次系統(tǒng)監(jiān)控要求
      通過(guò)PLC實(shí)時(shí)采集換熱站各運(yùn)行參數(shù)，如：換熱器的出水回水溫度和壓力、回水電動(dòng)調(diào)節(jié)閥開度、水泵和電動(dòng)調(diào)節(jié)閥運(yùn)行狀態(tài)等。
      循環(huán)泵和補(bǔ)水泵運(yùn)行頻率根據(jù)相關(guān)溫度壓力的變化由PLC實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)節(jié)。
      電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的開度由PLC根據(jù)用戶的回水溫度來(lái)自動(dòng)調(diào)節(jié)，以達(dá)到用戶室內(nèi)溫度不低于16℃的要求。 
      所有換熱站的相關(guān)運(yùn)行數(shù)據(jù)都要在調(diào)度室的IPC的監(jiān)控畫面上顯示。
      由于燃煤鍋爐自動(dòng)運(yùn)行的控制較為復(fù)雜但是單臺(tái)鍋爐輸入/輸出量不多，換熱站比較多而且距離調(diào)度室較遠(yuǎn)；控制器選擇TrustPLC CTSC-200系列PLC，性價(jià)比很高。TrustPLC CTSC-200 PLC包含豐富的指令，PID算法指令方便使用；自由口通訊模式可輕易的實(shí)現(xiàn)PLC與第三方設(shè)備的通訊。

      系統(tǒng)描述
      該系統(tǒng)控制系統(tǒng)選用TrustPLC CTSC-200系列PLC，上位監(jiān)控軟件選用力控的組態(tài)軟件PCAuto 3.62 。一次系統(tǒng)控制器與上位機(jī)由RS485總線的PPI協(xié)議實(shí)現(xiàn)通訊。二次系統(tǒng)1＃和2＃換熱站離調(diào)度室比較近，故 TrustPLC CTSC-200 PLC與上位機(jī)直接使用PPI電纜進(jìn)行通訊，其他的換熱站離調(diào)度室約500到3000米，距離較遠(yuǎn)，因此上位機(jī)采用GPRS通訊方式與PLC進(jìn)行通訊。
    系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)圖如下：

圖1  一次系統(tǒng)監(jiān)控

圖2  二次系統(tǒng)監(jiān)控

      系統(tǒng)特點(diǎn)
      城市集中供熱實(shí)行自動(dòng)化管理后,改變了以前供熱出現(xiàn)意外故障中短而無(wú)法極時(shí)修復(fù)，提高了工作效率，實(shí)現(xiàn)了對(duì)各支點(diǎn)管道的實(shí)時(shí)管理。
      為供熱調(diào)度部門提供了實(shí)時(shí)、可靠的數(shù)據(jù)；及時(shí)、合理的優(yōu)化熱網(wǎng)的運(yùn)行，從而使得供熱系統(tǒng)始終在最佳工況下工作。 
      無(wú)線通訊GPRG網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了熱網(wǎng)的集中管理，減少了人力，節(jié)約成本。 
      鍋爐的自動(dòng)控制與傳統(tǒng)的控制方式相比不僅節(jié)省了能源，還達(dá)到減少對(duì)環(huán)境污染的目的。