換熱站系統(tǒng)是一種水利工程系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以大大提高供水系統(tǒng)的管理效率，本文就對這種系統(tǒng)進行系統(tǒng)的分析與探討，以期對供水管理工作提供一些建議和對策。

　　《內(nèi)蒙古水利》(雙月刊)創(chuàng)刊于1981年，由內(nèi)蒙古自治區(qū)水利科學研究院、內(nèi)蒙古自治區(qū)水利學會主辦宣傳水利事業(yè)的方針政策，工作任務，信息動態(tài)，交流科技成果，經(jīng)驗總結(jié)等編輯出版綜合性專業(yè)期刊《內(nèi)蒙古水利》，編輯出版內(nèi)蒙古水利史志等書刊，水利廳宣傳工作等。

　　該系統(tǒng)提高了現(xiàn)代化管理水平，減輕了生產(chǎn)管理人員的勞動強度，使其能科學有效地控制和管理換熱站;作為值班人員的工具，使換熱站能夠安全、穩(wěn)定、節(jié)能地運行，提高了熱網(wǎng)的經(jīng)濟效益和社會效益。從監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上講，本監(jiān)控系統(tǒng)仍采用分布式結(jié)構(gòu)，下位機PLC至現(xiàn)場為4-20mA標準電流信號，PLC至主控上位機之間采用工業(yè)以太網(wǎng)進行通訊。主控機和其它從機之間可以采用以太網(wǎng)相連，結(jié)構(gòu)簡單，成本低。

　　1換熱站系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及控制要求 換熱站共控制三個區(qū)，每個區(qū)主要由數(shù)臺水水換熱器組成換熱系統(tǒng)、兩臺循環(huán)水泵組成的循環(huán)水系統(tǒng)及兩臺補水泵組成的補水系統(tǒng)來構(gòu)成(配有備用設(shè)備)。根據(jù)生產(chǎn)工藝設(shè)計要求，換熱站的自控系統(tǒng)采用典型的兩級監(jiān)控方式。上位機以標準的工業(yè)控制計算機(IPC)作為主要的人機界面(HMI)，為生產(chǎn)管理級，完成對下位機的監(jiān)控、生產(chǎn)操作管理等，主要面向操作人員;下位機由可編程控制器(PLC)構(gòu)成，為基礎(chǔ)測控級，完成生產(chǎn)現(xiàn)場的數(shù)據(jù)采集及過程控制等，面向生產(chǎn)過程。系統(tǒng)主要功能如下：

　　1)在生產(chǎn)過程中，存在大量的物理量，如一、二次網(wǎng)的壓力、溫度、流量等模擬量參數(shù)。需要通過PLC對這些參數(shù)進行實時采集和處理。

　　2)換熱站的自動控制，即實現(xiàn)整個供水過程的全自動控制，進行故障診斷，并在監(jiān)控畫面上顯示各工況參數(shù)并控制設(shè)備運行狀態(tài)。

　　3)根據(jù)本地的氣候條件以及供熱對象的特性，給出一條室外溫度與供水溫度之間的對應曲線�？刂破骺梢酝ㄟ^這條曲線根據(jù)室外溫度傳感器測量的室外溫度對一次網(wǎng)供熱流量進行控制，達到對供水溫度的控制。此設(shè)計的特點在于能夠通過室外溫度對供水的溫度進行控制，以達到節(jié)省能源，提高供熱質(zhì)量的目的。

　　4)通過采用壓力傳感器、控制器以及變頻器來實現(xiàn)對供水壓力的自動控制，由于控制器可編程的靈活性，可以實現(xiàn)變頻器的低頻限制，以避免變頻器、水泵長時間在低頻運行，從而保護電機及變頻器。

　　5)采用手操器/自動控制。當上位機或下位機出現(xiàn)故障時切換手操器控制，確保供熱水利工況準確穩(wěn)定。 2智能控制技術(shù)在換熱器控制中的研究

　　2.1換熱站供水溫度控制原理 圖1為水水換熱器原理圖。供熱熱源為熱電廠高溫水(水溫在90-110度)配合1-3個獨立調(diào)峰熱源構(gòu)成，控制目標是通過調(diào)節(jié)高溫水流量來保證換熱器出口熱水溫度穩(wěn)定在設(shè)定值。溫度傳感器測量換熱器出口供水溫度T，把信號傳送至控制器，此為溫度控制的主回路。同時，控制器還接受室外溫度傳感器T3發(fā)出的輔助信號，控制器根據(jù)預先設(shè)置的工作曲線，調(diào)整供水溫度的設(shè)定值，并根據(jù)設(shè)定溫度與實際溫度的差值控制電動調(diào)節(jié)閥M的開度，調(diào)節(jié)換熱站入口的一次網(wǎng)高溫水流量，使得換熱器出口供水溫度隨設(shè)定值變化。(T為熱用戶供水溫度，T1為熱用戶回水溫度，T2為換熱器水溫，T3為室外溫度)。

　　2.2模糊控制的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及設(shè)計 模糊控制器由于是采用數(shù)字計算機實現(xiàn)的，所以它具有下列三個重要的功能：

　　1)把系統(tǒng)的偏差從數(shù)字量轉(zhuǎn)化為模糊量。

　　2)對模糊量進行一定的給出規(guī)則推理。

　　3)把推理的結(jié)果從模糊量轉(zhuǎn)化為可用于實際控制的數(shù)字量。其功能的實現(xiàn)是要先把計算機觀測控制過程得到的精確量轉(zhuǎn)化為模糊輸入信息，按照總結(jié)人的控制經(jīng)驗及策略取得的語言控制規(guī)則進行模糊推理和模糊決策，求得輸出控制量的模糊集，再經(jīng)模糊判決得出輸出控制的精確量，作用于被控對象，即可在復雜的被控過程中取得良好的控制效果。因此模糊控制器的結(jié)構(gòu)通常是由它的輸入和輸出變量、模糊化、模糊推理和決策算法、模糊判決等部分組成。

　　2.3工業(yè)以太網(wǎng)的通訊 工業(yè)以太網(wǎng)是一種符合IEEE802.3標準的開放式通信網(wǎng)絡，專門設(shè)計它來經(jīng)濟地解決工業(yè)環(huán)境中所要求的通訊任務。這種子網(wǎng)的主要優(yōu)點在于其傳送數(shù)據(jù)的速度快、簡單的擴展性和開放性以及其高利用率和其在全球的分布性，只需花費很小的力氣就可以配置工業(yè)以太網(wǎng)子網(wǎng)。工業(yè)以太網(wǎng)的通訊在管理級，處理影響整個操作任務。它包括歸檔、處理、求值和過程值與消息的匯報。也可以從多個站點收集和處理操作數(shù)據(jù)，同時從管理級也可以訪問其他站點，在這種網(wǎng)絡中的站點數(shù)可以超過1000。因此，對于管理級，以太網(wǎng)是主要的網(wǎng)絡類型。為了連接更遠的距離，在絕大多數(shù)情況下使用TCP/IP協(xié)議。工業(yè)以太網(wǎng)是工業(yè)環(huán)境中最有效的子網(wǎng)之一，它既使用于管理級又使用于單元級。工業(yè)以太網(wǎng)使得在許多站點之間長距離傳送大量數(shù)據(jù)成為可能。