一、基本功能

1、數據采集和上傳

PLC首先完成換熱站內所有實時數據的采集和轉換，并負責通過GPRS網絡將現場的數據上傳至控制室。

2、二次供水溫度控制功能

系統運行初期或供熱負荷小時，由一臺換熱器獨立運行，在上位機PC或HMI上手動打開一臺熱器的主進汽電動閥，控制程序根據設定的二次供水溫度與二次實際溫度進行模糊計算，由模糊程序輸出4-20mA信號調節一次網蒸汽調節閥的開關度（控制蒸汽流量的大?。?，使二次側供水溫度達到目標設定值。由于溫度反映比較滯后，在控制電動閥時有一個模糊控制時間需要根據溫度反映情況來設定，模糊控制時間可通過觀察一個完整的調節過程來確定，手動開啟一次側蒸汽調節閥一部分，并記住開啟的時間，由于進入換熱器的蒸汽量增加了而二次網流量并沒有增加，根據能量守恒定律二次供水溫度在一個滯后時間后一定也會正比例增加，蒸汽閥開啟到二次供水溫度增加，這兩者的時間差就是的閥門控制周期，如果周期設定不合理系統總是處于震蕩過程中，這個一定要注意。調節周期太短而且還容易損壞電動調接閥。

　　隨著供熱負荷的加大，一臺換熱器供熱量不夠時就需要啟動另一臺換熱器，首先是手動打開第二臺換熱器的主進汽電動閥（這里所說手動也是指在上位機PC上或觸摸面板HMI上操作，而不是現場操作按鈕），然后選擇換熱器控制方式，控制方式分三種（同步控制、異步控制、手動控制），在本工程設計時考慮到靈活性，每臺換熱器都有三種控制方式，控制方式的選擇由PC或HMI上點擊選擇，當選擇完控制方式后第二臺換熱器會自動投入運行。同時程序還在自動監測系統總負荷，當需求負荷降低到一臺換熱器可*可以供給時，系統先會發出警告聲音，等待操作員確認，確認后會自動關閉一臺換熱器以達到節能效果。

下面說一下三種不同的溫度控制方式：

● 同步控制是指兩臺換熱器共同用一個目標溫度（總目標供水溫度）和同一個參考溫度（二次總管供水溫度）進行控制，選擇同步時兩臺換熱器的出力是一樣的，兩臺電動閥開啟和關閉的位置也是一樣的，所以叫同步控制。

● 異步控制是指兩臺換熱器根據各自的目標溫度（1#或2#設定供水溫度）參考溫度（1#或2#）換熱器支管出口溫度（不是總管溫度）構成控制回路，當選用異步控制時如果兩臺換熱器同時投入了使用，那么這兩臺換熱的效率和電動閥的位置都是不一樣的。

● 手動控制是指一次網蒸汽調節閥的開度由人為的在PC上或HMI上輸入控制，此時二次供水溫度將處于開環控制。

首站的二次網供水溫度目標值有三種方法得到，在本工程中采用分段控制法、固定供水溫度、前饋控制三種方法，下面說一下目標供水溫度生成的三種方法：

● 分段控制時：系統會把整個采暖期分成三個階段（供暖初期、供暖中期和末期）這三個溫度和三個時間段由運行人員事前在上位機中設定好，將控制方式選擇“分段控制”時系統就會根據時間自動判斷調整目標供水溫度。

● 固定供水溫度：系統在PC上和HMI上提供了一個固定的供水溫度設定窗口，只要設定好此溫度，將控制方式選擇“固定方式”就可以生效。

● 前饋控制:由于首站是供給其它子站高溫水的站，所以供水溫度能根據

每天早中晚提前升溫和降溫，在這個系統中可以設定三段提升和降低溫度的的窗口。此參數如果不設定此功能不起作用，前饋控制是疊加在以上兩種控制方式上的一種功能。

3、換熱器凝水閥控制功能

凝水閥主要是為了保證換熱器安全用的，一般凝水閥控制是根據設定的換熱器液位與實際液位比較PID運算，自動保持換熱器液位的一種控制功能，設定液位在理論上應能使凝水出口溫度降到50度以下。同時凝水液位的高低在一定程度能影響二次供水溫度的變化，其主要原因是凝水液位的高與低變化，響著一次蒸汽流量進入換熱器的多少，從而引起二次供水溫的度變化。所以在自動調節二次網供水溫度時凝水液位閥一定要保持不變，等二次溫度調節正常后再調節換熱器液位，如果蒸汽閥和凝水閥同時調節系統就很難調節到一個穩態點。

4、二次網循環泵控制

循環泵主要用來將二次回水抽回到換熱器中再次加熱，控制模式為“定二次供水壓力”、“定供回水壓差”定流量，三種控制，為了保證二次網的安全一般都采用定壓力方式控制。

● 循環泵具有手動、自動功能，手動時人工在PC或HMI上啟動停止每臺循環水泵，自動時由PLC與變頻器結合并根據所選控制方式控制循環泵的運行。

● 循環泵設計為兩用兩備，當運行中的兩臺循環泵故障時，體系會發出故障信息，并自動將另兩臺備用循環泵投入運行。

5、二次網補水泵控制

二次網補水泵主要是用來在系統回水壓力低時給二次網補水用的，設計為一用一備，補水泵控制功能如下：

● PLC根據二次回水壓力設定值（可任意修改）與實際值經過PID運算，自動控制變頻器運行，事故時補水泵方式采用一拖二（一臺工頻運行一臺變頻運行），或者兩者同時工頻運行。

● 補水泵自動運行方式為變頻運行方式，也可自動定時切換，時間可任意設定，交替使用，以防止一臺泵長期不用而銹蝕，還可以延長電機使用壽命。若一臺補水泵出現故障時，系統會自動切換到另一臺備用水泵上去。

● 若變頻器發生故障或報警時，PLC將補水泵自動切換到工頻運行，但此時系統能仍夠根據二次側回水壓力設定值自動控制補水泵啟動和停止與加減泵，同時發出聲光報警信號，當報警消失時系統自動投入變頻定壓運行。

6、凝水泵控制

凝水泵的基本功能是把來自凝水箱的凝水送給系統其它回收裝置，同時部分凝水被自動打入到補水箱中，再由補水泵補給二次回水系統，這樣做的目的是提高熱利用效率。凝水泵控制功能如下：

● PLC根據冷凝水箱液位（液位設定值可任意修改）與實際值經過PID運算自動控制冷凝水泵變頻啟動和停止。

● 冷凝水泵自動運行方式為變頻循環方式，水泵可自動根據時間切換，時間可任意設定，交替使用，以防止一臺泵長期不用而銹蝕，還可以延長電機使用壽命。

若變頻器發生故障或報警時，PLC將冷凝水泵自動切換到工頻運行，但此時系統能仍夠根據冷凝水液位設定值自動控制冷凝水泵啟動和停止，同時發出聲光報警信號，當報警消失時系統自動投入變頻定液位運行。

二、 綜合保護、連鎖報警功能

對于一個首站安全運行可以說是大于一切，為了保證系統安全可靠的運行，在本工程中PLC還實現了以下諸多保護、連鎖、報警等功能，下面將逐一的列出來：

● 電動調節泄壓閥：PLC根據泄壓保護值（設定值）與實際二次回水壓力值比較，經過PID運算，自動控制電動調節閥泄壓閥開度。

● 除污器報警：當二次側除污器前后差值≥設定值時（此值可任意修改），系統發出報警信息和相關文字提示。

● 冷凝水箱報警：冷凝水箱液位超過報警設定值（高，低可修改），系統會及時發出報警信息和相關文字提示。當低于限制時，冷凝水泵自動停止運行。

● 補水箱報警：補水箱液位若超過警設定值（高，低可修改），系統會及時發出報警信息和相關文字提示。當低于限制時，補水水泵自動停止運行。

● 只有在循環泵運行后，冷凝水和蒸汽電動調節閥才能打開。

● 系統停電時，電動調節閥自動關閉。

● 當軟化水箱實際液位低于下*，補水泵自動停止運行。

● 當冷凝水箱實際液位低于下*，冷凝水泵自動停止運行。

● 1#，2#換熱器液位低于下限設定值時（該值可以根據實際設定）關閉對應的冷凝水電動閥。

● 1#，2#換熱器二次出口溫度、壓力高于設定安全上限（該值可以根據實際設定）關閉對應的一次蒸汽電動調節閥。

● 二次系統壓力高于上限設定值時，電動調節泄壓閥動作時，補水泵自動禁止打開。

● 當二次供水壓力超過定壓上限（可修改）時，延時60秒（可修改）仍大于安全壓力低*，系統自動降低循環泵頻率20%，如果循環泵頻率已經低于限制，壓力還高于正常壓力時，立即關閉一次網蒸汽調節閥門（并發出相應文字信息）。

● 當二次回水壓力超過定壓上限（可修改）時，延時60秒（可修改）仍大于安全壓力低*，系統自動打開安全泄壓閥，并降低補水泵頻率20%，如果補水泵頻率已經低于限制，壓力還高于正常壓力時，立即關閉補水泵變頻器（并發出相應文字信息）。

三、 上人機界面功能

上位機（監控計算機）俗稱人機界面，是以全中文組態軟編輯生成的，人機界面顯示系統的各個參數、設定值、報表、曲線等監控畫面，因為監控計算機上各種操作窗口較多，本文中由于篇幅限制就簡單的提供以下三種監控畫面，分別是“主工藝界面”、“數據監控總表”、“報警監控界面”。

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