市集中供熱具有節約能源、減少污染、改善人民生活和工作條件的綜合效益，目前在為數眾多的換熱站中，仍有相當大的一部分處于儀表監視、人工操作的狀態，運行水平很不理想。

簡 介

城市集中供熱采用自動控制是發展的必然趨勢，熱網自動控制系統，具有測量精度高、測點覆蓋面大，可靠性穩定性高、操作簡便、功能強大等特點，可以對熱網的溫度、壓力、流量、液位等各種工況參數進行自動采集、監測，通過傳輸網絡將數據匯總傳送至中控室計算機，實現遠程監測并與企業內部局域網進行匯接，構成企業網絡的一部分。實現了熱網生產調度管理的自動化和網絡化。通訊系統可以采取通過Modem、ADSL、GPRS、數傳電臺等有線、無線多種數據傳輸方式，各有不同的特點。本文主要介紹介紹GPRS無線通訊的使用。 

系統原理，組成及實現功能

系統原理

本方案系統設計由三層組成：上層是中控室的計算機監控系統，實現中央和地方兩級監控和協調調度，中間層是無線通訊（GPRS、數傳電臺等），下層是各個熱力站PLC組成的控制系統，實現了對保證熱用戶供暖需求的調節控制。 

采用可編程控制器（PLC）與變頻調速裝置構成控制系統，優化控制泵組的調速運行，并自動調整泵組的運行臺數，完成供水壓力的閉環控制，這樣既可以滿足供水要求，還可節約電能，使系統處于可靠的工作狀態，實現恒壓供水。同時為了實現遠程監控和降低成本增加了GPRS通信設備。

GPRS遠程傳輸技術在恒壓供水系統中的應用 

由于熱源廠與供暖公司相距較遠，為了節約成本同時達到很好的傳輸效果，供暖公司遠程監控系統是通過GPRS通信和Internet網絡來實現的，現場數據采集監控終端與GPRS模塊連接，遠程數據監控中心主機上安裝必要的軟件，主機必須擁有固定IP地址（或域名）。GPRS模塊登錄上GSM網絡后，自動連接到數據監控中心，向數據監控中心報告其IP地址，并保持和維護鏈路的連接。這樣，數據監控中心和GPRS模塊之間就可以通過IP地址用TCP/IP協議進行雙向數據通信。 

系統組成

本控制系統主要由2臺75kw的水泵，1臺30kw的水泵，一臺75kw的變頻器，一臺37kw的變頻器，一套PLC，一臺TP270，宏電GPRS DTU，2臺上位機及若干輔助部件構成。同時根據現場實際情況2臺75kw水泵使用75kw的變頻器一拖二控制，一臺30kw的水泵用37kw的變頻器實現變頻運行。并由組態王軟件把個熱力站的數據分別讀取上來。 

系統實現功能

監控系統可以實現對一次網、二次網的供回水溫度壓力、水箱液位、室外溫度、閥門開度、頻率反饋、一次網流量、二次網流量、補水流量等模擬量，泵啟停、斷電等狀態量，累計補水量、累計耗熱量等脈沖量進行采集檢測。對控制泵的啟停、閥門開度及溫度壓力、流量等信號進行監視、計量，并計算出供熱換熱功率、供熱熱能等。可完成室外及室內溫度補償、最優化啟停、回水溫差限制等優化控制工作。

系統構成

系統硬件設計 

（1）PLC 

采用西門子公司的S7—226做為整個控制系統的核心控制器，并輔以輸入輸出擴展模塊。此型號的可編程控制器帶有兩個串口，便于一邊和控制拒上的TP270相連，在柜面上實時顯示各種參數；一邊用自由口和GPRS數傳模塊相連，定時發出數據給供水公司的上位機。PLC主要實現數據的采集，轉換，分析，存儲，發出控制命令調節變頻器實現恒壓供水。

（2）變頻器 

變頻器主要是采用三晶8000B系列變頻器。它為水泵電機提供頻率可變的電源，從而改變電機的轉速，進而改變出水流量，實現恒壓供水。 

（3）TP270觸摸屏 

利用該產品的顯示功能，實時顯示實際壓力值，壓力設定值，出水流量，水池液位等數據，并且可以手動按鍵設定壓力。通過高速PPI與s7—200 PLC通訊，速率可達187.5kb/s。 

（4）無線數傳終端DTU 

DTU是整個GPRS系統的核心部分，它具有發送數據給數據中心的功能，同時還可以接受來自數據中心的數據。通過設置相應的通訊參數就可以使其與GSM網絡相連，進而通過Internet網絡與數據中心建立連接。 

系統軟件設計

PLC程序

為了實現變頻恒壓供水，同時實現最大程度的節能降耗，本系統控制方案選擇遵循以下原則： 

①恒壓供水的原則 

這是首要的控制設計原則，系統必須實現在不同時段不同用水情況下的管網出水口壓力恒定，滿足城市居民供暖需要。本系統采用實時監測出水口壓力并將其反饋給PLC控制器，PLC根據用戶設定值，通過智能PID控制運算輸出控制命令控制變頻器及各工頻泵的運行，從而實現自動恒壓供水。 

②高效節能的原則 

雙變頻恒壓供水系統控制規劃以高效節能降耗為重要指導，根據前面所述水廠具體實際。 

③全自動化運行的原則 

系統只要輸入出口壓力設定值，其余操作全都由系統自動來完成，不需人工操作。 

觸摸屏組態 

觸摸屏組態使用WINCC flexible編寫，主要實現四臺泵的遠程手動，自動控制，各泵狀態的實時顯示，必要的供水壓力設定，實際壓力、水池液位、瞬時流量等模擬量的實時顯示，報警等功能。 

供熱公司上位機程序

此程序一方面要與DTU自帶的數據中心的通訊，從而獲取實時狀態與數據，并直觀的、動態的顯示出來；另一方面要有強大的報表、歸總功能。利用組態王軟件中虛擬串口的配置選擇廠家，設備端口號等。并需要在200PLC中做自由口的通訊程序。 

結束語

在供暖現有管路及泵建設條件下，增加相應的變頻控制裝置，改變了原先不能根據用水量大小自動調節、穩定出口壓力的的現象；根據實際情況，采用了雙變頻恒壓供水系統，能夠實現系統全自動運行及可選擇性的手動運行，大大降低了系統的運行成本，起到了顯著的節能效果。同時，對于供暖公司的遠程監控采用了GPRS通信方式，解決了換熱站與管理公司之間距離遠、地點偏僻，進行有線通訊成本高的弊端。總之，本系統的應用大大改善了供暖的環境，提高了供暖質量，節約了供暖成本，提高了企業綜合經濟效益。