熱力管網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)

（GPRS無(wú)線方式）設(shè)計(jì)方案

1、PLC控制柜

 

1.1、單區(qū)換熱站房

單區(qū)換熱站控制選用西門(mén)子S7-288系列，采集各傳感器、調(diào)節(jié)閥、變頻等參數(shù)，控制調(diào)節(jié)閥、各泵啟停與變頻、補(bǔ)水泄放電磁閥、補(bǔ)水箱進(jìn)水電磁閥等，并通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)的無(wú)線GPRS模塊DTU與監(jiān)控中心服務(wù)器實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程通訊，現(xiàn)場(chǎng)就地操作及修改權(quán)限由監(jiān)控中心下發(fā)指令。場(chǎng)顯示選用市場(chǎng)主流的8.4寸LCD顯示觸摸屏，可顯示一次、二次供、回水溫度、壓力、流量、補(bǔ)水箱液位、調(diào)節(jié)閥開(kāi)度、顯示電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)、電流等，具有動(dòng)態(tài)畫(huà)面，現(xiàn)場(chǎng)可通過(guò)畫(huà)面控制電機(jī)啟、停、調(diào)節(jié)閥門(mén)開(kāi)度，并能隨時(shí)查看記錄報(bào)表、曲線、報(bào)警信息等。

1.2、建有高、低區(qū)或高、中、低區(qū)的站房

   因建有高、低區(qū)或高、中、低區(qū)的站房，其輸入及控制輸出模擬量、數(shù)字量的通道超出了西門(mén)子PLC  S7-288的負(fù)荷，應(yīng)選擇S7-300系列。

1.3、若要求PLC設(shè)備帶電插拔，均選用西門(mén)子S7-300系列。

2、電動(dòng)調(diào)節(jié)閥控制系統(tǒng)

節(jié)能控制的前期作為一次管網(wǎng)熱平衡調(diào)節(jié)，根據(jù)該區(qū)域入網(wǎng)供熱面積，參考現(xiàn)場(chǎng)流量顯示表，將手動(dòng)調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)到該站負(fù)荷70%左右的閥位上，余下的負(fù)荷（包括特殊用戶(hù)的熱流量分配）通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)觸摸屏或遠(yuǎn)程孔子單元由電動(dòng)調(diào)節(jié)閥控制，當(dāng)平衡調(diào)節(jié)相對(duì)穩(wěn)定后切入到節(jié)能監(jiān)控系統(tǒng)中，因大大縮小了電調(diào)閥的口徑，此時(shí)根據(jù)二次供水溫度及室外溫度，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)PLC內(nèi)部自動(dòng)的PID運(yùn)算，科學(xué)地控制了電調(diào)閥的開(kāi)度，有效地提高熱量節(jié)能的控制效果。 

3、補(bǔ)水箱液位控制

液位傳感器檢測(cè)液位信號(hào)并將此傳輸?shù)絇LC，PLC根據(jù)液位的高低及時(shí)發(fā)出控制指令，控制供水電磁閥的開(kāi)、關(guān)，常規(guī)均采用浮漂的方式控制補(bǔ)水箱液位，只需在補(bǔ)水箱進(jìn)水管線加裝一個(gè)DN25的旁通，即可實(shí)現(xiàn)液位補(bǔ)水的雙保險(xiǎn)，軟化水箱控制原理與此相同。

4、循環(huán)泵控制：

循環(huán)泵均采用變頻器控制。正常工作時(shí)，一臺(tái)變頻器控制一臺(tái)水泵，可以根據(jù)流量大小手動(dòng)操作控制轉(zhuǎn)速，也可根據(jù)二次供、回水壓差自動(dòng)控制變頻器，設(shè)定一個(gè)壓差值（該值應(yīng)滿足末端有足夠的流量），PLC自動(dòng)控制變頻轉(zhuǎn)速，使之保證壓差穩(wěn)定在設(shè)定值；循環(huán)泵一般情況下，一用一備，并具有手/自動(dòng)切換選擇。

5、補(bǔ)水泵控制：

補(bǔ)水泵由一臺(tái)變頻器控制。正常工作時(shí)，一臺(tái)變頻器控制一臺(tái)水泵，當(dāng)二次回水壓力在規(guī)定時(shí)間內(nèi)未達(dá)到設(shè)定值時(shí)，自動(dòng)工頻啟動(dòng)另一臺(tái)水泵。壓力接近設(shè)定值時(shí)停止工頻泵，一臺(tái)變頻泵正常運(yùn)行。

6、泄流閥控制

當(dāng)回水壓力達(dá)到設(shè)定值時(shí)，PLC發(fā)出指令打開(kāi)泄流閥，低于設(shè)定值時(shí)關(guān)閉。

7、快速切斷閥

當(dāng)熱力站緊急斷電或者循環(huán)泵故障急停時(shí)，一次管網(wǎng)的快速切斷閥立即關(guān)閉，保障了一次管網(wǎng)的安全性。

十一、換熱站設(shè)備選型規(guī)格描述

1、換熱站壓力測(cè)量?jī)x表

選用WHSBP800壓力變送器或WH3351電容式，24VDC供電、4-20mA輸出，量程0-1.6MPa,精度0.5級(jí)，帶散熱盤(pán)管、連接件及針形閥門(mén)。

2、換熱站溫度測(cè)量?jī)x表

選用WHRWB一體化溫度變送器，24VDC供電、4-20mA輸出，量程0-120℃，精度0.5級(jí)，帶連接件及紫銅墊片。

3、換熱站流量測(cè)量?jī)x表

3.1、選用WHLDG型一體式帶現(xiàn)場(chǎng)顯示的智能電磁流量計(jì)，220VAC供電、4-20mA輸出，P1.6,0.5級(jí)，聚四氟襯里、316L不銹鋼電極。

3.2、選擇WHTDS-100在線式安裝分體式插入超聲波流量計(jì)，帶現(xiàn)場(chǎng)瞬時(shí)、累計(jì)流量顯示功能，P1.6, 精度1級(jí)，220VAC、4-20mA，量程根據(jù)一次供水管道口徑及供熱面積設(shè)定，帶安裝配套附件。

4、熱力站一次管網(wǎng)籠式電動(dòng)調(diào)節(jié)閥

選型應(yīng)考慮適應(yīng)大壓差的工況環(huán)境，精小型執(zhí)行機(jī)構(gòu)，鑄鋼閥體，220VAC、PN2.5，適應(yīng)介質(zhì)溫度≤200℃，輸入及控制輸出均為4-20mA,調(diào)節(jié)范圍30：1，帶安裝配套法蘭。根據(jù)用戶(hù)入網(wǎng)面積遠(yuǎn)程給定一次供水流量，目的為大管網(wǎng)前期流量分配、保障管網(wǎng)熱平衡調(diào)節(jié)，提供可靠的控制手段。當(dāng)管網(wǎng)平衡后切入到二次供水溫度和室外溫度節(jié)能調(diào)節(jié)系統(tǒng)中。

5、泄流電磁閥和快速切斷閥

5.1、二次網(wǎng)泄流電磁閥選用鑄鋼閥體，直動(dòng)式，220VAC、PN1.6常閉型，

5.2、一次網(wǎng)快速切斷閥選用鑄鋼閥體，220VAC供電、PN2.5，常閉型，溫度范圍0-200℃。

6、補(bǔ)水箱液位變送器

采用WHSBP2881底部取壓的液位變送器，24VDC供電、4-20mA輸出，量程0-3米，精度0.5級(jí)，克服了常規(guī)投入式長(zhǎng)期浸在水中的故障隱患。

7、熱力站PLC信號(hào)采集、控制系統(tǒng)

采用高*寬*深=1600×600×600（mm）控制柜， 220VAC供電，PLC為西門(mén)子S7-288/300系列，可帶電插拔的模塊化結(jié)構(gòu)，便于現(xiàn)場(chǎng)隨意增減測(cè)量或控制單元的數(shù)量，柜面安裝一塊LCD顯示的觸摸屏，內(nèi)置傳感器供電的開(kāi)關(guān)電源和UPS電源�，F(xiàn)場(chǎng)操作權(quán)限由調(diào)度中心人員給定后方可進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)參數(shù)修改，避免了他人誤操作或故意設(shè)定帶來(lái)的故障后果，所有輸入測(cè)點(diǎn)均可根據(jù)需要設(shè)定上、下限報(bào)警值，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)柜內(nèi)的DTU定時(shí)向調(diào)度中心發(fā)送監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)。

8、變頻控制柜

變頻控制柜采用：高×寬×深（2200*800*600）前單開(kāi)/后雙開(kāi)門(mén)。電器元器件采用品牌產(chǎn)品，變頻器采用ABB品牌，內(nèi)置一拖二電路，功能強(qiáng)大，工作性能穩(wěn)定。

 

9、視頻監(jiān)控、站面浸水浮球開(kāi)關(guān)、煙霧報(bào)警開(kāi)關(guān)可根據(jù)需要選配。

10、配線：動(dòng)力線采用地埋管穿線。信號(hào)線采用PVC線槽架設(shè)。

 

2、監(jiān)控井設(shè)備選型規(guī)格

備注：因現(xiàn)場(chǎng)工況的特殊性，所有井下設(shè)備防護(hù)等級(jí)應(yīng)滿足IP68

1、壓力變送器

選用電池供電，帶現(xiàn)場(chǎng)顯示及Modbus通訊協(xié)議，精度0.5級(jí)，直接安裝式，帶配套盤(pán)管及針形閥。

2、溫度變送器

  選用24VDC供電、4-20mA輸出，量程0-150℃，Pt100采用鎧裝抽芯式結(jié)構(gòu)，帶安裝附件。

3、流量變送器

   選用在線插入式安裝超聲波流量計(jì)，帶現(xiàn)場(chǎng)智能表頭及Modbus通訊協(xié)議，電池供電可連續(xù)工作5年。

4、浮球液位控制器

選用單點(diǎn)壁掛式浮球開(kāi)關(guān)，當(dāng)監(jiān)控井內(nèi)積水，監(jiān)控中心及時(shí)報(bào)警。

5、單片機(jī)控制箱

選用低功耗的單片機(jī)以最優(yōu)化的方式控制系統(tǒng)各部分，元器件應(yīng)采用軍工產(chǎn)品，DTU應(yīng)具備遠(yuǎn)程通信時(shí)間段設(shè)定功能，以滿足井下工況要求，設(shè)備所需電源獨(dú)立配備，之間連接用航空快速防水接頭，電源為24VDC、20A.h可充電電源。.

三、監(jiān)控中心設(shè)備清單

 

序號(hào)	名稱(chēng)	數(shù)量	單位	備注
1	組態(tài)軟件	1	套	無(wú)限點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)版，可選按實(shí)際點(diǎn)數(shù)配置
2	數(shù)據(jù)庫(kù)軟件	1	套	SQLSEREVR2005
3	應(yīng)用軟件編程	1	套
4	工控機(jī)	1	套	1.8GBZ/2X1MB/4GB/500G，21.6寸
5	打印機(jī)	1	臺(tái)	Hp1010
6	無(wú)線路由器	1	個(gè)	適應(yīng)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)
7	UPS電源	1	套	2KV.A,連續(xù)工作4小時(shí)

 

四、支線管網(wǎng)閥門(mén)井設(shè)備清單

A、單個(gè)井測(cè)量單元

序號(hào)	安裝工位	設(shè)備名稱(chēng)	數(shù)量	備注
1	一次供水壓力測(cè)量	智能壓力變送器	1	電池供電、RS485通訊
2	一次回水壓力測(cè)量	智能壓力變送器	1	電池供電、RS485通訊
3	一次供水溫度測(cè)量	溫度一體化變送器	1	護(hù)套管內(nèi)鎧裝抽芯式
4	一次回水溫度測(cè)量	溫度一體化變送器	1	護(hù)套管內(nèi)鎧裝抽芯式
5	一次供水流量測(cè)量	智能超聲波流量計(jì)	1	電池供電、RS485通訊
6	井內(nèi)水位控制	壁掛式浮球開(kāi)關(guān)	1	超限上位機(jī)報(bào)警

B、信號(hào)采集、控制、傳輸單元

序號(hào)	名稱(chēng)	安裝方式	數(shù)量	備注
1	單片機(jī)采集控制箱	壁掛式（IP68不銹鋼）	1	低功耗
2	DTU數(shù)據(jù)傳輸模塊	內(nèi)置在控制箱	1	適應(yīng)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)
3	可充電電池組	壁掛式(IP68碳鋼噴塑)	1	帶防水航空插頭

7	電動(dòng)調(diào)節(jié)閥	1	2	高、低區(qū)一次供水旁路調(diào)節(jié)
8	液位傳感器	1	1	補(bǔ)水箱液位測(cè)量
9	流量計(jì)	2	4	高、低區(qū)一次，二次回水流量測(cè)量
10	流量計(jì)	1	1	補(bǔ)水流量測(cè)量
11	電磁閥	1	1	補(bǔ)水箱進(jìn)水，液位自動(dòng)遠(yuǎn)程監(jiān)控
12	電磁閥	1	1	二次網(wǎng)補(bǔ)水壓力超高限自動(dòng)泄放
13	纜式浮球開(kāi)關(guān)	1	1	站房地面漏水位報(bào)警
14	煙霧報(bào)警器	1	1	開(kāi)關(guān)量，面積較大時(shí)可選2個(gè)
15	差壓變送器	1	2	二次供、回壓差，PLC計(jì)算不用購(gòu)
16	信號(hào)電纜	若干	若干	用于測(cè)量設(shè)備信號(hào)采集，動(dòng)力電纜用戶(hù)備
17	設(shè)備連接附件	若干	若干	與所供設(shè)備配套

 六、蒸汽熱網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)配置清單

序號(hào)	設(shè)備名稱(chēng)	類(lèi)別	數(shù)量
1	蒸汽流量計(jì)	智能渦街流量計(jì)	1
2	壓力變送器	電容式	1
3	溫度傳感器	PT100，A級(jí)	1
4	智能流量補(bǔ)償計(jì)算儀	帶掉電計(jì)時(shí)及RS232接口	1
5	壁掛式控制箱	內(nèi)置GPRS模塊DTU	1
6	電動(dòng)調(diào)節(jié)閥	耐溫300℃，鑄鋼閥體	1

合理地利用有效資源，提倡可續(xù)的控制理念。熱網(wǎng)監(jiān)控的目的是為了更好地便于管理，提高經(jīng)濟(jì)效益，針對(duì)實(shí)際工況作出正確的設(shè)備選型和邏輯控制方式，避免大投入、低回報(bào)，是所有熱力公司的期望， 以“與時(shí)俱進(jìn)”的創(chuàng)新能力，力求最大限度的回報(bào)用戶(hù)。

因上述設(shè)備清單按無(wú)人值守理念設(shè)計(jì)的，用戶(hù)也可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行設(shè)備選配。

 

熱烈歡迎各位熱力行業(yè)的同仁前來(lái)考察、交流與合作。

 

 

 

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