数据采集及监控系统节能控制

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1、节能减排数据采集及监控系统节能控制热网运行中的各个环节中都有可挖掘的节能潜力，通过SCADA系统的使用，可节约热能、电能、水资源、人力成本、维修成本等。在节能控制上，SCADA系统主要通过换热站本地控制、全网热平衡控制、热平衡与换热站本地控制相结合的三种方式来实现节能。1、换热站本地控制换热站本地的控制系统(结构图中第三级和第四级)以控制器为核心，在现场仪表和执行机构的配合下，不仅实现自动运行的控制，并且通过对运行过程的控制实现节能目的。换热站检测点：室外温度一次侧供水温度一次侧回水温度一次侧供水压力一次侧回水压力二次侧供水温度二次侧回水温度二次侧供水压力二次侧回水压力补

2、水箱液位一次侧热量补水流量换热站被控设备：一次网调节阀节能减排二次网循环泵补水泵(1)、温度控制——节约热能整个采暖季的不同时期，或者一天里的不同时段，室外温度在随时变化，热用户的用热需求也在不断变化，当室外温度高，用热需求少时，如果不及时调整供热量必然会导致热能浪费，同时也会影响热用户的舒适度。要改变供热量首先需要了解供热需求，根据供热需求调整供热量，最终使供热量刚好达到需求量才达到最佳的供热状态。我们知道，用户侧的回水温度可以比较准确的反映用热量，但是回水温度具有较大的滞后性，不能及时反馈调整后的效果，因此不能作为控制参考量，而二次供水温度检测点安装在换热器出口，换热

3、量增大时能够即时反映供给热用户的温度，可以作为控制回路的参考变量。选择了二次供水温度作为控制变量(供热需求量)之后，还需要知道室外温度与二次供水温度的对应关系，由于每一个换热站的热负荷大小、种类不一样，流量也不同，因此，理论上每个换热站的对应关系也会不同，但是对于某一个换热站来说，这个对应值可以通过理论计算或实际运行经验得出，对应关系曲线如下图：横轴代表室外温度，纵轴代表二次供水温度，两个温度值都可以修改，以适用于不同的换热站。控制器对二次供水温度采用闭环PID控制，设定值为温度曲线输出的二次供水温度值;过程值为实际检测的二次供水温度值;输出值为一次网调节阀开度值。通过比

4、较二次侧供水温度设定值和实际值，对一次侧调节阀进行PID调节，控制一次侧流量，从而将二次供水温度控制在设定范围内。此为温度控制的基本原理，实际编程时可加入一些优化功能，例如：传感器故障处理：当室外温度传感器或二次供水温度传感器出现故障时，控制器发出报警信号，并将温度曲线的输出值自动设置成系默认值(如70°C)或将输出值设置成默认值(如50%);温度曲线平移功能：温度曲线形状定义好后，可将曲线沿Y轴垂直上下移动以适应不同换热站对温度的要求;操作级别设定：“温度设定”参数作为二次侧供水温度的最终设定值，享有最高优先级。用户也可通过操作面板或监控系统修改此参数实现二次侧供水温度

5、的手动或远程设定。(2)、二次网流量控制——节约电能在换热站二次网流量设计之初,往往要考虑到热负荷将来有可能会增加,为此，设计上通常要留有一定的余量，因此循环水泵选型的流量要比实际运行时的大一点;而对于已经投入运行的某一个换热站来说，由于各种原因，其热负荷也经常会发生变化。在热负荷发生变化的时候，二次网循环水泵仍然工频运行，势必会造成电能浪费或热量供应不足的结果。从理论上说，在管道尺寸已经确定的情况下，减少流量和降低电耗是三次方关第。如流量减少30%，电功率节省65.7%，对于多数地区一长段时间用70%左右的流量运行，年减少电耗40%左右是不成问题的。这是一个十分可观的节

6、能数字。节能减排改变流量有两种措施，一是通过阀门节流，二是通过变频器调整电机转速。通过阀门节流显然没有达到节省电能的目的，而为循环水泵配置变频器不仅可以达到改变循环水流量的目的，并且通过精确的控制还可以最大限度的节约电能。对变频器的控制可以有两种方式，一种是手动定频控制，一种是变频定压差控制。v手动定频控制虽然换热站的热负荷不是固定的，但相对来说，在某一段时间内是不变的，因此在某一段时间内可将循环泵转速固定，如果二次网工况发生变化再进行调整;虽然是手动控制，但是因为有控制系统，转速调整的过程不一定要操作员去现场进行，可通过现场控制器程序自动设定(例如：在程序中可设置时间控

7、制，用热高峰期时设定一个值，热需求较小使设定某一个值)或上位机远程修改。v变频定压差控制变频定压差控制同样采用PID闭环控制回路，反馈值为循环水泵进出口压差(二次侧供水压力和回水压力检测点的差值)，设定值由操作员手动给出，输出值为变频器的频率给定值。压差设定值需要根据热负荷的情况由理论计算得出或根据实际运行经验，压差设的过大会使最终热用户的压头过大而造成暖气爆裂，过小则造成末端用户不热。通过定压差控制，变频器可在二次管网工况发生变化时(例如管网失水)自动调整所需流量，使其达到设定的需求量，而不会影响供热质量。(3)、二次网回水