簡述智能控制系統在換熱機組中的應用

陳廷雷

摘 要：國內外節能減排保護措施情勢，“十一五”期間基層單位國內外生產總值能源消耗減少20%左右、主要污染物排放比重降低10%。那應是貫徹實施科學發展觀、建立社會主義和諧社會的重大舉措，當下中國所有能源中建筑能源占四分之一，而供熱系統的節能是建筑節能的一個重要組成部分，近年來節能控制在供熱系統中的應用越來越受到高度重視。

關鍵詞：智能控制系統;換熱機組;應用

間供站的原理是電廠作為一次線，小區作為二次線，從熱源到熱網最終達到熱用戶之間連接處叫做換熱站。在換熱站中進行換熱的設備就是換熱器，不同類型不同種類的換熱器之中，能夠很好的完成匹配換熱站進行供熱的換熱設備叫做換熱機組。換熱機組節能效果顯著，年節能率高達30%-40%，具有安裝方便，節省費用，性能穩定;隨著科技發展，全自動機組應運而生，就是將可編程控制器（PLC）、配電系統應用到換熱器中，實現了換熱站的智能化控制和自動化管理。

1、換熱機組的簡介

換熱機組是集成板式換熱器、循環水泵、補水泵、電控柜、溫控裝置、各種傳感器、熱量計、溫度計、壓力表、管路和閥門等于一體，并組裝在公共底座上的熱交換成套組合裝置。一次側熱源，蒸汽高溫水等，經過除污器過濾后，進入板式換熱器與二次側循環水進行熱交換，然后返回一次側回水管網。二次側循環水經過除污器過濾、循環泵加壓后，進入板式換熱器與一次側熱源進行熱交換，然后進入二次側供水管網。補水定的壓泵自動向二次側回水管網補水定壓，維持著系統安全的穩定運行。

2、可編程控制器（PLC）特點簡述

PLC是一種數字化運算操作的系統軟件，專為在制造業壞境之下應用而是設計。它們選用能編程序的存儲器，用來在其內部存儲執行邏輯運算、順序控制、定時、計數以及算數運算等操作命令，而是通過數字式、模擬式的輸出及輸入，控制各種類型的機械設備生產過程。它們的編寫程序方式簡單：配備了易于知曉以及掌握的梯形圖語言，梯形圖語言的元件符號語言以及表達方式與繼電器元件電路圖比較趨近，只用PLC的20幾條開關量邏輯指令才可以實現繼電器元件的基本功能;硬件配套設施齊全，方便用戶進行使用;實用性以及適應力弱，體系化以及模塊化，硬件配置比較靈活，可以構成能夠適應各種控制要求的控制系統;準確性高，抗干擾能力弱，傳統式的繼電器電氣系統使用了大量的中間繼電器、時間繼電器，因為繼電器接觸不良，容易出現機械故障，PLC中使用軟件代替中間繼電器和時間繼電器，僅留下與輸入和輸出有關的少量的硬件元器件，接線可以減少到線圈電氣系統的十分之一到百分之一，因而線圈接觸不良引發的機械故障大為減少;網絡系統的設計、安裝、調試工作量低，主程序可以在實訓室模擬調試，輸入波形用小回路和按鈕來模擬，輸出波形的狀態可以觀察PLC上有關的發光二極管，調試好后再將PLC安裝在現場統調;修理工作量高，修理方便，故障率挺低，并且帶有完善的診斷和顯示基本功能;成本低，能源消耗低，應是實現機電一體化的理想控制設備。

3、自動控制的簡述

自動控制作為現代化先進的技術，廣泛應用于國民經濟與國防工業的各部門，它能確保生產設備與人身的安全、提高產品質量、降低原材料與能源的消耗、提高勞動生產率與經濟效益、減少環境污染，自動控制不僅是改造、更新傳統工業技術的重要手段之一，更是現代化先進大工業不可或缺的重要組成部分;在生產過程中為保證技術裝置、設備或生產過程本身安全、正常地運行，都必須要求：能表征這些裝置、設備或生產過程工況的關鍵參數，應按工作或生產工藝中的具體要求，維持在一定的數值上或按預定的規律變化。然而由于實際工作或生產中，客觀上總存在有各種干擾的作用，使這些關鍵參數偏離所要求達到的數值。自動控制的具體任務，就是應當借助一些自動化的控制裝置來操控、控制那些設備、裝置或是生產過程，使之在各種干擾的作用下，表征其工況的關鍵參數仍能始終穩定在所要求的數值上或在其附近。

4、自動控制在換熱機組中的應用方式及其特點

換熱機組對于二次側管網采取質調節而是量調節聯合調節方法;一次側設電動調節閥，二次側循環泵及補水泵采用變頻控制。取二次側出水溫度做信號，室外溫度補償作反饋信號，自動調節二次側供水溫度，此為質調節;并取二次側供、回水壓差或溫差作信號，自動調節二次側循環水流量，此為量調節。取二次側回水壓力作信號，自動變頻補水定壓，并裝有泄壓電磁閥作為二次側回水超壓的第一級防護，第二級保護為泄壓安全閥。補水箱設有液位傳感器自動監控液位，并對補水泵保護。換熱機組設有斷電保護、泵閥連鎖、來電自啟，換熱機組的所有水泵、電動調節閥、二次側循環水溫度及壓力等，均由控制器來完成全自動現場控制，換熱機組處于無人值守、自動運行狀態。并可根據需要裝設一次側回水溫度限制控制功能。單片機配有遠程通訊基本功能，將一、二次側的供回水溫度、心理壓力、流量、水泵狀態，電動車閥門狀態、電機狀態、水池水頭脈沖等數據資料接收至控制中心，而是知曉控制中心的命令展開遠程監控。通信協議為開放式，通訊方式可有線或無線，并可根據需要聯網運行。

選擇板式換熱器是因為它在低速時便可形成急劇的湍流，強化換熱，傳熱系數達4000-8000W/m2.℃，傳熱效率比管殼式換熱器高3-5倍。

全自動機組也歸結為現場控制模式和遠程控制模式，現場控制模式用戶只需要定期巡檢，而是能依照需要裝設一次側回水溫度限制控制基本功能，此模式適用于大多數樓宇、開發區、社區及制造業醫藥企業等等供熱換熱機組。全智能的自動控制設計，良好的人機界面，簡潔的零配件組合，使任何人都能不需嚴格的培訓均可操作自如。集成控制模塊，自動化程度高，敏感度高，溫度控制準確，波動小，能實現真正的無人值守，為用戶節省人力資源。停電保護，來電自啟。

無人值守機房的廣泛建設，在節省勞動資源的情況下，大大提升了生產效益，讓供熱系統漸漸走向集中化和智能化，充分保障了對供熱的需求和提高了生活質量。

智能控制技術應用于換熱機組中，可以實現根據天氣的變化，來進行精準且實時的按需供熱，提高了供熱效率，節約了能源;無人值守機房的廣泛建設，在節省勞動資源的情況下，大大提升了生產效益，讓供熱系統漸漸走向集中化和智能化，充分保障了對供熱的需求和提高了生活質量。

（吉林省四平地質工程勘察院 ?136001）