用ABB PLC幫助供熱公司實(shí)現(xiàn)節(jié)能25%
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熱網(wǎng)SCADA監(jiān)控系統(tǒng)
集中供熱系統(tǒng)由熱源（首站）、一次網(wǎng)、熱力站、二次網(wǎng)、用戶系統(tǒng)組成。熱力站作為熱網(wǎng)系統(tǒng)面對(duì)用戶的后一級(jí)調(diào)節(jié)單元，熱力站的控制效果直接決定熱用戶的采暖效果。熱力站調(diào)節(jié)實(shí)質(zhì)上是按照熱用戶需要的熱量（負(fù)荷變化）調(diào)節(jié)熱力站輸出的熱量，以便達(dá)到節(jié)能的目的。
沈陽(yáng)華城電氣有限公司是從事工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域系統(tǒng)設(shè)計(jì)、開(kāi) 發(fā)、集成及產(chǎn)品銷售的高新技術(shù)企業(yè)，其工程項(xiàng)目在集中供熱等行業(yè)得到廣泛應(yīng)用和用戶的好評(píng)。本文介紹了中國(guó)沈陽(yáng)華城電氣為沈陽(yáng)某熱力公司的熱網(wǎng) SCADA（Supervisory Control And Data Acquisition）監(jiān)控系統(tǒng)，其中熱力站 RTU（Remote Terminal Unit遠(yuǎn)程終端單元）核心采用的是ABB PLC和變頻器。該系統(tǒng)具有對(duì)一次熱網(wǎng)水利平衡系統(tǒng)的仿真計(jì)算及調(diào)節(jié)、各熱力站運(yùn)行的自動(dòng)監(jiān)控與調(diào)節(jié)等多項(xiàng)功能。由于各熱力站運(yùn)行實(shí)現(xiàn)智能化管理，可大大提高熱網(wǎng)運(yùn)行的可靠性，使得能耗及運(yùn)行成本大為降低，熱力站平均節(jié)能率可達(dá)25%以上。
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節(jié)能降耗--ABB可以
傳統(tǒng)的熱力站控制中，循環(huán)泵與補(bǔ)水泵一般都采用工頻泵，系統(tǒng)在設(shè)計(jì)選型時(shí)已經(jīng)決定了系統(tǒng)二次網(wǎng)的主要參數(shù)，因此系統(tǒng)的適應(yīng)性、擴(kuò)展性及各參數(shù)的精確調(diào)整均受到極大限制。一般都存在系統(tǒng)運(yùn)行工況失調(diào)難以消除，造成用戶冷熱不均、熱網(wǎng)失衡；供熱參數(shù)未能在佳工況下運(yùn)行，供熱量與需熱量不匹配，具體表現(xiàn)在：
（1）傳統(tǒng)系統(tǒng)中循環(huán)泵采用工頻泵，熱力站二次網(wǎng)流量無(wú)法進(jìn)行調(diào)整，從而造成熱力站系統(tǒng)無(wú)法根據(jù)室外溫度及實(shí)際供熱需求來(lái)調(diào)整，造成資源浪費(fèi)。
（2）傳統(tǒng)系統(tǒng)二次網(wǎng)的補(bǔ)水系統(tǒng)采用定壓控制，熱力站系統(tǒng)的供暖面積越來(lái)越大，二次網(wǎng)系統(tǒng)的水力損失較大。使得二次網(wǎng)的補(bǔ)水系統(tǒng)壓力增大，補(bǔ)水頻繁。
（3）傳統(tǒng)系統(tǒng)控制主要依靠人工調(diào)節(jié)，熱網(wǎng)中各站冷熱不均。遠(yuǎn)端客戶熱度不足，近端客戶過(guò)熱。
ABB PLC能夠靈活的完成室外溫度補(bǔ)償、自動(dòng)補(bǔ)水、溫度調(diào)節(jié)、流量調(diào)節(jié)等自動(dòng)控制環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)節(jié)能。
（1）熱力站系統(tǒng)根據(jù)全網(wǎng)控制下發(fā)的指令，調(diào)節(jié)一次網(wǎng)流量調(diào)節(jié)閥，從而實(shí)現(xiàn)全熱網(wǎng)的熱資源均勻分配。
（2）二次網(wǎng)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)。補(bǔ)水泵的轉(zhuǎn)速根據(jù)當(dāng)前壓力與目標(biāo)壓力的差值均勻調(diào)整，從而避免補(bǔ)水泵在啟動(dòng)和停止時(shí)對(duì)二次網(wǎng)系統(tǒng)的沖擊。
（3）電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的開(kāi)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)溫度的要求。
減少了人工干預(yù)、實(shí)現(xiàn)了無(wú)人值守
（1）我國(guó)現(xiàn)行的熱網(wǎng)運(yùn)行管理大部分仍處于手工操作階段，影響了集中供熱優(yōu)越性的充分發(fā)揮。主要反映在：缺少全部的參數(shù)測(cè)量手段，無(wú)法對(duì)運(yùn)行工況進(jìn)行系統(tǒng)的分析判斷；運(yùn)行數(shù)據(jù)不全，難以實(shí)現(xiàn)量化管理。
（2）通過(guò)熱力站自動(dòng)控制系統(tǒng)的投運(yùn)，過(guò)去主要依靠人工調(diào)節(jié)的控制手段得到了徹底，熱網(wǎng)的運(yùn)行得到合理控制，實(shí)現(xiàn)了熱力站的無(wú)人值守。
（3）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(kāi)度、水泵和電動(dòng)調(diào)節(jié)閥運(yùn)行狀態(tài)等。
（4）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?？梢匀我庹{(diào)節(jié)系統(tǒng)所需的各種運(yùn)行狀態(tài)，例如：一、二次網(wǎng)供回水溫度及溫差，變頻器大小運(yùn)行頻率等，并可隨時(shí)查閱以往運(yùn)行記錄。根據(jù)用戶要求可將當(dāng)前參數(shù)以畫面、曲線、報(bào)表的形式在屏幕上顯示。
解決的問(wèn)題
（1）失調(diào)現(xiàn)象得到了有效地解決，消除了熱網(wǎng)中各站冷熱不均的現(xiàn)象。
（2）按需供熱、節(jié)能降耗，改變了不合理的小溫差大流量運(yùn)行方式，既保證了遠(yuǎn)端客戶的供熱需要又避免了近端用戶的過(guò)熱現(xiàn)象，直接提高了熱網(wǎng)的供熱效果。
ABB的方案
該熱力公司的熱力站RTU（共有21個(gè) RTU）由下述設(shè)備組成 :
（1）控制器:ABB AC500PLC (CPU及 I/O)
-PM571-ETH
-DC532 *2
-AI523 *2
-AX521 *1
-AX522 *1
（2）觸摸屏：ABB CP440(CP440C-ETH)
（3）網(wǎng)絡(luò)設(shè)備
（4）傳感器、變送器、調(diào)節(jié)閥、變頻器（ABB ACS510）等。
ABB PLC 和變頻器為核心的方案具有下述功能：
（1）采集過(guò)程參數(shù)：如溫度、壓力、流量、電流、轉(zhuǎn)速及報(bào)警等信息，通過(guò) ADSL 或 GPRS DTU 傳送到監(jiān)控；
（2）根據(jù)從指揮（MCC）接收的室外溫度指令，制定向用戶供暖的輸出目標(biāo)值；
（3）根據(jù)智能調(diào)節(jié)程序控制調(diào)節(jié)閥，調(diào)整換熱器二次網(wǎng)供熱量，從而保證用戶室內(nèi)溫度不受室外氣溫的干擾；
（4）依據(jù)供回水壓差，在滿足不利點(diǎn)供水壓力情況下，自動(dòng)調(diào)節(jié)循環(huán)泵轉(zhuǎn)速（調(diào)節(jié)二次網(wǎng)供水流量）；
（5）根據(jù)熱網(wǎng)水利平衡軟件計(jì)算出的指導(dǎo)數(shù)據(jù)，調(diào)節(jié)熱力站一次網(wǎng)調(diào)節(jié)閥，通過(guò)該功能可以避免因搶水引起的換熱機(jī)組間的不平衡狀態(tài)，消弱極端情況下的峰值，有效的控制由于時(shí)間段等原因造成的浪涌現(xiàn)象。有利于提高換熱效率，達(dá)到節(jié)能效果；
（6）具有人機(jī)界面及操作單元，脫離監(jiān)控可獨(dú)立運(yùn)行；
（7）溫度、壓力、流量超限報(bào)警及變頻報(bào)警功能。
（8）補(bǔ)水泵的運(yùn)行調(diào)節(jié)：依據(jù)回水母管壓力，調(diào)節(jié)補(bǔ)水泵的轉(zhuǎn)速（變頻調(diào)速），保證熱力系統(tǒng)的壓力穩(wěn)定，管內(nèi)無(wú)氣體發(fā)生。
（9）補(bǔ)水箱液位自動(dòng)控制和極限水位報(bào)警聯(lián)鎖停補(bǔ)水泵。
好處
（1）ABB PLC控制器使整個(gè)系統(tǒng)穩(wěn)定性得到可靠保證。
（2）ABB PLC編程方便、環(huán)境人性化，能夠脫機(jī)模擬調(diào)試。
（3）高性價(jià)比，易于升級(jí)的系統(tǒng)面向未來(lái)。
（4）通過(guò)內(nèi)存卡過(guò)程數(shù)據(jù)的讀寫實(shí)現(xiàn)過(guò)程數(shù)據(jù)的保持，避免因鋰電池壽命原因照成的過(guò)程數(shù)據(jù)丟失問(wèn)題。
此文關(guān)鍵字：ABB PLC PLC供熱節(jié)能
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