小區(qū)水、電和熱力網(wǎng)現(xiàn)狀及改造方案

[摘要]根據(jù)小區(qū)供水網(wǎng)、供電網(wǎng)和熱力網(wǎng)的現(xiàn)狀,從控制角度出發(fā)提出小區(qū)供水網(wǎng)、供電網(wǎng)和熱力網(wǎng)改造方案。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單,實時性好,具有較強的實用價值。

[關(guān)鍵詞]供水網(wǎng) 供電網(wǎng) 熱力網(wǎng) PLC

中圖分類號:TV1文獻標識碼:A文章編號:1671-7597(2009)0920122-01

一、引言

近年來,小區(qū)加大了對基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的投入,新建了辦公樓、住宅樓,新增熱力網(wǎng),擴容了電網(wǎng),極大地改善了環(huán)境。但由于各種原因,現(xiàn)有值班室人員緊缺,管網(wǎng)運行狀態(tài)監(jiān)控不足,日常設(shè)備開啟不能做到遠程控制等問題。

通過對小區(qū)現(xiàn)有管網(wǎng)的現(xiàn)狀進行摸底,針對管網(wǎng)的特點,提出以實時監(jiān)測數(shù)據(jù)采集、遠程控制為主要內(nèi)容的改造方案,以期達到節(jié)省人力財力、降低工作強度等目的。

二、小區(qū)水、電和熱力網(wǎng)現(xiàn)狀

(一)小區(qū)供水網(wǎng)現(xiàn)狀

供水壓力由生活水泵房中的設(shè)施(包括生活水泵、生活水池、設(shè)備控制柜等)自動調(diào)節(jié),生活水泵房目前是無人值守狀態(tài),設(shè)備運行無法實時掌控。

(二)小區(qū)供電網(wǎng)現(xiàn)狀

目前小區(qū)供電網(wǎng)共有變壓器12臺,共21臺低壓控制出線柜,總計117個回路需要監(jiān)控。

(三)小區(qū)熱力網(wǎng)現(xiàn)狀

1.制冷主設(shè)備的位置處于鍋爐房監(jiān)控室樓上,鍋爐設(shè)備的位置處于鍋爐房監(jiān)控室同層,設(shè)備的現(xiàn)場運行工況鍋爐房監(jiān)控室的工作人員無法及時監(jiān)控,無法達到對現(xiàn)場設(shè)備全天候的實時監(jiān)控。

2.各個分區(qū)制冷、供暖設(shè)施(11臺泵)的日常起停操作地點和鍋爐房監(jiān)控室距離很遠,設(shè)備啟動和停止都需要工作人員在就地操作,操作十分不便,設(shè)備運行無法及時掌控。

三、小區(qū)水、電和熱力網(wǎng)改造方案

(一)小區(qū)供水網(wǎng)改造方案

將實時采集的生活水泵房設(shè)備參數(shù)通過電纜接入電工班監(jiān)控室的PLC,通過電工班監(jiān)控室的操作員站監(jiān)控實時采集的數(shù)據(jù),從而達到對現(xiàn)場設(shè)備工況全天候的監(jiān)控。具體控制I/O點數(shù):DI:6點,AI:5點。

(二)小區(qū)供電網(wǎng)改造方案

將變壓器低壓控制出線柜的每個回路的狀態(tài)送至電工班控制室,可以采取將低壓控制柜回路上的合閘指示燈的兩端子在現(xiàn)場接入電纜的一端,電纜的另一端接入電工班監(jiān)控室的PLC控制柜,然后通過電工班監(jiān)控室的電腦監(jiān)視其工作狀況從而達到對現(xiàn)場設(shè)備全天候的監(jiān)控。具體控制I/O點數(shù):DI:117點。

(三)小區(qū)熱力網(wǎng)改造方案

1.鍋爐房監(jiān)控室樓上制冷主設(shè)備及一樓鍋爐設(shè)備的現(xiàn)場運行參數(shù),通過現(xiàn)場設(shè)備的接口,經(jīng)電纜傳輸后送至鍋爐房監(jiān)控室的電腦上,使監(jiān)控室的工作人員能及時了解現(xiàn)場設(shè)備的工作狀況,從而達到對現(xiàn)場設(shè)備全天候的監(jiān)控。

2.遠距離操作制冷和暖通設(shè)施起停,可以將現(xiàn)場泵的控制柜控制回路端子通過電纜接入鍋爐房監(jiān)控室的PLC,然后通過鍋爐房監(jiān)控室的電腦來下達起停指令,這樣可以實現(xiàn)遠距離設(shè)備操作及實時監(jiān)控設(shè)備運行。具體控制I/O點數(shù):DI:88點,DO:44點。

四、控制系統(tǒng)方案

(一)控制方式

對小區(qū)現(xiàn)有水、電和熱力網(wǎng)用PLC來實現(xiàn)遠程設(shè)備的分散采集,在電工班監(jiān)控室和鍋爐房監(jiān)控室各設(shè)一臺控制柜和操作員站,通過鍵盤和LCD畫面,完成系統(tǒng)參數(shù)監(jiān)測和所有被控對象的操作及手動/自動的切換,系統(tǒng)參數(shù)和LCD畫面可通過打印機打印。PLC選用西門子S7系列,操作員站的組態(tài)軟件選用國產(chǎn)的組態(tài)王。操作員站監(jiān)控軟件利用計算機RS-232口通過PC/PPI電纜與PLC的RS-485口連接來完成數(shù)據(jù)交換工作,這樣可實現(xiàn)對各種信號的監(jiān)測以及現(xiàn)場數(shù)據(jù)的采集和處理[1]。

(二)控制系統(tǒng)I/O點數(shù)

統(tǒng)計匯總小區(qū)水、電和熱力網(wǎng)的現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集信息總I/O點數(shù):DI:211點,DO:44點,AI:5點。

(三)PLC系統(tǒng)設(shè)備清單

(四)PLC編程設(shè)計

本系統(tǒng)PLC的軟件設(shè)計利用PLC采集的現(xiàn)場數(shù)據(jù)以及操作員站的相關(guān)指令和數(shù)據(jù),來完成相關(guān)設(shè)備的起停及故障報警,同時完成和操作員站的數(shù)據(jù)交換。

本系統(tǒng)PLC的程序設(shè)計是利用Micro/WIN4.0 SP3來完成開發(fā)的。利用梯形圖和功能塊圖編程語言來完成[2]?，F(xiàn)節(jié)選一點供暖泵的啟動和停止程序如圖1所示:

程序符號說明:

(五)上位機的軟硬件設(shè)計

使用組態(tài)王KINGVIEW6.5X軟件的用戶自定義菜單,來編制個性化的上位機實時監(jiān)控界面。以此來實現(xiàn)PLC與PC上位機之間的數(shù)據(jù)交互,將各種監(jiān)測信號和現(xiàn)場采集的實時數(shù)據(jù)上傳PC操作員站,在操作員站上實現(xiàn)對各種數(shù)據(jù)處理,運行人員可在操作員站對管網(wǎng)系統(tǒng)進行監(jiān)控,并下傳相關(guān)控制命令,以實現(xiàn)對管網(wǎng)設(shè)備運行的控制。LCD的畫面能顯示管網(wǎng)系統(tǒng)模擬圖及測量參數(shù)、控制方式、控制對象狀態(tài),將能進行參數(shù)的成組顯示、趨勢顯示、棒狀圖顯示和報警顯示。能夠自動生成并打印系統(tǒng)主要技術(shù)參數(shù)運行報表,能夠自動生成并打印系統(tǒng)故障報表,存儲一個月記錄[3]。

生活水泵房設(shè)備監(jiān)控畫面如圖2:

五、結(jié)束語

介紹了小區(qū)供水網(wǎng)、供電網(wǎng)和熱力網(wǎng)的現(xiàn)狀,統(tǒng)計了小區(qū)供水網(wǎng)、供電網(wǎng)和熱力網(wǎng)設(shè)備的現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集信息總I/O點數(shù),提出控制系統(tǒng)設(shè)備配置及軟件設(shè)計,對于未來提高小區(qū)供水網(wǎng)、供電網(wǎng)和熱力網(wǎng)的運轉(zhuǎn)效率有一定參考價值。

參考文獻:

[1]俞金壽、何衍慶等,集散控制的原理及應(yīng)用,北京:機械工業(yè)出版社,1994.

[2]SIMATIC S7-200可編程序控制器CPU22X系統(tǒng)手冊,西門子(中國)有限公司.

[3]組態(tài)王使用手冊,北京亞控科技發(fā)展有限公司.

作者簡介:

吳明全(1970-),男,工程師,研究方向:信息自動化研究,智能控制應(yīng)用。