换热站集中控制系统设计

发布时间：2020-11-05 04:11

　　 随着城市建设和经济的飞速发展,环境保护和节能改造成为越来越重要的问题,换热站集中供热系统的应用已是大势所趋,如何使整个集中供热系统处于一个良好的、高效的运行状态,成为供热控制系统所必须解决的问题。随着PLC控制带来的革命对热力行业的影响日益加深,换热站这种分散式的结构有了全新的控制方式,集中控制系统对于保证系统优化控制、安全运行、经济节能、减员增效等方面具有十分重要的作用,从供热企业和行业来看,换热站集中控制系统的设计是目前急需解决的问题。本文以亚泰热力公司100多座换热站基础,对管网进行了热力分析,根据该工程的现场情况和监控点的设计要求,以功能保障、节能增效为出发点,对换热站集中控制系统进行了设计。以现场控制站与上位监控机通信相结合,现场控制站采用对一次网和二次网的供回水温度,供回水压力,供水流量,循环泵转速,阀开度等参数进行监控,并通过以太网与上位机进行通信上位机以组态软件为平台建立友好人机界面,可对现场控制站的运行参数进行监控及远程操作。此方案有利于热网的统一调配及实现水力、热力工况平衡,减少了设备投资,有利于系统扩展。在换热站二次供水温度控制中,由于被控对象是一个复杂的对象,具有不确定、非线性、变参数等因素,因此常规的控制难以满足供暖热水温度控制要求。据此,本文提出了采用了基于总线控制的两级计算机监控系统,使用施耐德公司的Modicon M340系列PLC,亚控为组态软件开发平台的换热站集中控制系统,利用稳定边界法进行在线整定,利用MATLAB仿真工具对控制算法进行了仿真曲线研究,设计出了一套符合供热企业本身的优化控制方法,设计完成后企业提高了现代化管理水平,减少了企业职工劳动强度,更加科学有效的控制换热站,及时发现换热站出现的问题,将小问题及时解决,使换热站能够安全、稳定地运行,提高管理方法和经济效益。
【学位单位】：长春工业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TU995;TP273
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题背景及意义
    1.2 国内集中供热发展状况
    1.3 国外集中供热发展状况
    1.4 研究内容
第2章 换热站集散系统结构组成
    2.1 城市集中供暖简述
    2.2 换热站控制系统的总体结构
    2.3 系统硬件配置清单
        2.3.1 集团调度中心硬件配置
        2.3.2 集团调度中心软件配置
        2.3.3 分公司调度中心硬件配置
        2.3.4 分公司调度中心软件配置
    2.4 本章小结
第3章 PLC控制柜及硬件设计
    3.1 PLC控制柜设计
    3.2 供电电源
        3.2.1 直流电源
        3.2.2 交流电源
        3.2.3 电源接线
    3.3 施耐德ModiconM340系列PLC
        3.3.1 电源模块
        3.3.2 CPU模块
        3.3.3 模拟量输入模块
        3.3.4 模拟量输出模块
        3.3.5 数字量输入模块
        3.3.6 数字量输出模块
        3.3.7 RTD输入模块
    3.4 触摸屏
    3.5 交换机
    3.6 机架装配接线
    3.7 中间继电器
    3.8 空气开关
    3.9 端子排
    3.10 本章小结
第4章 变频柜及各种泵功能设计
    4.1 变频柜整体设计
        4.1.1 变频器工作原理
        4.1.2 变频柜上电功能设计
        4.1.3 变频柜盘面布置及功能
    4.2 循环泵功能设计
        4.2.1 循环泵主回路工作原理
        4.2.2 变频就地控制
        4.2.3 变频远程控制
    4.3 补水泵功能设计
        4.3.1 补水泵主回路工作原理
        4.3.2 补水泵盘面布置及功能
        4.3.3 变频就地控制
        4.3.4 变频远程控制
    4.4 管道泵功能设计
        4.4.1 管道泵主回路工作原理
        4.4.2 管道泵盘面布置及功能
        4.4.3 管道泵变频就地控制
        4.4.4 变频远程控制
    4.5 本章小结
第5章 换热站集中控制系统软件设计
    5.1 主程序流程图
    5.2 PID控制算法
        5.2.1 PID控制算法原理
        5.2.2 PID原理软件的实现及控制算法原理
        5.2.3 PID的传递函数和仿真模型
        5.2.4 PID仿真曲线MATLAB软件实现
    5.4 组态界面设计
        5.4.1 组态界面首页的设计
        5.4.2 组态界面工艺流程图的设计
        5.4.3 组态界面调节阀控制设计
        5.4.4 组态界面管道泵控制设计
        5.4.5 组态界面循环泵控制设计
        5.4.6 组态界面补水泵控制设计
        5.4.7 组态界面参数显示界面设计
        5.4.8 组态软件设备诊断和报警设计
    5.5 本章小结
第6章 调度中心的功能设计
    6.1 调度中心的功能
    6.2 参数显示及报警
    6.3 上位机远程操控及参数远程组态
    6.4 管理日志及系统优化控制算法
    6.5 热源数据和GIS地理信息接入
    6.6 实时数据库
    6.7 本章小结
第7章 结论
    7.1 总结
    7.2 展望
致谢
参考文献
附录A
附录B
作者简介
攻读硕士学位期间研究成果

【参考文献】

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本文编号：2871106