小區水、電和熱力網現狀及改造方案

[摘要]根據小區供水網、供電網和熱力網的現狀,從控制角度出發提出小區供水網、供電網和熱力網改造方案。系統結構簡單,實時性好,具有較強的實用價值。

[關鍵詞]供水網 供電網 熱力網 PLC

中圖分類號:TV1文獻標識碼:A文章編號:1671-7597(2009)0920122-01

一、引言

近年來,小區加大了對基礎設施建設的投入,新建了辦公樓、住宅樓,新增熱力網,擴容了電網,極大地改善了環境。但由于各種原因,現有值班室人員緊缺,管網運行狀態監控不足,日常設備開啟不能做到遠程控制等問題。

通過對小區現有管網的現狀進行摸底,針對管網的特點,提出以實時監測數據采集、遠程控制為主要內容的改造方案,以期達到節省人力財力、降低工作強度等目的。

二、小區水、電和熱力網現狀

(一)小區供水網現狀

供水壓力由生活水泵房中的設施(包括生活水泵、生活水池、設備控制柜等)自動調節,生活水泵房目前是無人值守狀態,設備運行無法實時掌控。

(二)小區供電網現狀

目前小區供電網共有變壓器12臺,共21臺低壓控制出線柜,總計117個回路需要監控。

(三)小區熱力網現狀

1.制冷主設備的位置處于鍋爐房監控室樓上,鍋爐設備的位置處于鍋爐房監控室同層,設備的現場運行工況鍋爐房監控室的工作人員無法及時監控,無法達到對現場設備全天候的實時監控。

2.各個分區制冷、供暖設施(11臺泵)的日常起停操作地點和鍋爐房監控室距離很遠,設備啟動和停止都需要工作人員在就地操作,操作十分不便,設備運行無法及時掌控。

三、小區水、電和熱力網改造方案

(一)小區供水網改造方案

將實時采集的生活水泵房設備參數通過電纜接入電工班監控室的PLC,通過電工班監控室的操作員站監控實時采集的數據,從而達到對現場設備工況全天候的監控。具體控制I/O點數:DI:6點,AI:5點。

(二)小區供電網改造方案

將變壓器低壓控制出線柜的每個回路的狀態送至電工班控制室,可以采取將低壓控制柜回路上的合閘指示燈的兩端子在現場接入電纜的一端,電纜的另一端接入電工班監控室的PLC控制柜,然后通過電工班監控室的電腦監視其工作狀況從而達到對現場設備全天候的監控。具體控制I/O點數:DI:117點。

(三)小區熱力網改造方案

1.鍋爐房監控室樓上制冷主設備及一樓鍋爐設備的現場運行參數,通過現場設備的接口,經電纜傳輸后送至鍋爐房監控室的電腦上,使監控室的工作人員能及時了解現場設備的工作狀況,從而達到對現場設備全天候的監控。

2.遠距離操作制冷和暖通設施起停,可以將現場泵的控制柜控制回路端子通過電纜接入鍋爐房監控室的PLC,然后通過鍋爐房監控室的電腦來下達起停指令,這樣可以實現遠距離設備操作及實時監控設備運行。具體控制I/O點數:DI:88點,DO:44點。

四、控制系統方案

(一)控制方式

對小區現有水、電和熱力網用PLC來實現遠程設備的分散采集,在電工班監控室和鍋爐房監控室各設一臺控制柜和操作員站,通過鍵盤和LCD畫面,完成系統參數監測和所有被控對象的操作及手動/自動的切換,系統參數和LCD畫面可通過打印機打印。PLC選用西門子S7系列,操作員站的組態軟件選用國產的組態王。操作員站監控軟件利用計算機RS-232口通過PC/PPI電纜與PLC的RS-485口連接來完成數據交換工作,這樣可實現對各種信號的監測以及現場數據的采集和處理[1]。

(二)控制系統I/O點數

統計匯總小區水、電和熱力網的現場數據采集信息總I/O點數:DI:211點,DO:44點,AI:5點。

(三)PLC系統設備清單

(四)PLC編程設計

本系統PLC的軟件設計利用PLC采集的現場數據以及操作員站的相關指令和數據,來完成相關設備的起停及故障報警,同時完成和操作員站的數據交換。

本系統PLC的程序設計是利用Micro/WIN4.0 SP3來完成開發的。利用梯形圖和功能塊圖編程語言來完成[2]。現節選一點供暖泵的啟動和停止程序如圖1所示:

程序符號說明:

(五)上位機的軟硬件設計

使用組態王KINGVIEW6.5X軟件的用戶自定義菜單,來編制個性化的上位機實時監控界面。以此來實現PLC與PC上位機之間的數據交互,將各種監測信號和現場采集的實時數據上傳PC操作員站,在操作員站上實現對各種數據處理,運行人員可在操作員站對管網系統進行監控,并下傳相關控制命令,以實現對管網設備運行的控制。LCD的畫面能顯示管網系統模擬圖及測量參數、控制方式、控制對象狀態,將能進行參數的成組顯示、趨勢顯示、棒狀圖顯示和報警顯示。能夠自動生成并打印系統主要技術參數運行報表,能夠自動生成并打印系統故障報表,存儲一個月記錄[3]。

生活水泵房設備監控畫面如圖2:

五、結束語

介紹了小區供水網、供電網和熱力網的現狀,統計了小區供水網、供電網和熱力網設備的現場數據采集信息總I/O點數,提出控制系統設備配置及軟件設計,對于未來提高小區供水網、供電網和熱力網的運轉效率有一定參考價值。

參考文獻:

[1]俞金壽、何衍慶等,集散控制的原理及應用,北京:機械工業出版社,1994.

[2]SIMATIC S7-200可編程序控制器CPU22X系統手冊,西門子(中國)有限公司.

[3]組態王使用手冊,北京亞控科技發展有限公司.

作者簡介:

吳明全(1970-),男,工程師,研究方向:信息自動化研究,智能控制應用。