plc在热网首站自动控制系统中应用

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1、PLC在热网首站自动控制系统中应用　　【摘要】文章通过实际工程从首站自控系统结构、系统控制思想以及首站系统的实现几方面来对PLC（可编程逻辑控制器）系统在首站控制中的应用进行详细的阐述。【关键词】首站温度控制集中供热汽水换热器中图分类号：TU995文献标识码：A文章编号：1、前言热网自动化控制系统在现阶段是城市集中供热大势所趋。而在城市集中供热系统中，供热首站作为热网的第一个环节，供热首站的控制效果直接决定热用户的采暖效果，控制系统的自动化程度也决定了操作人员的劳动程度，同时也决定了节能的效果。2、首站系统构成一座首站一般情况

2、是由三台汽轮机带动三台循环泵运转用于主管网水的循环，一台变频器带三台电机实现恒压补水四套汽水换热器，一个储水箱用于收集冷凝水。四套汽水换热器中，其中一套使用汽轮机的出口蒸汽，三台汽水换热器分别通过电动阀门控制蒸汽流量来控制出水温度。首站控制系统，后台采用InduView5SCA-DA/HMI件，同时实现了对首站和二级站的数据采集与控制，很好的实现了整个供热系统的运行系统的监测与控制功能，实现了首站少人值班，二级站无人值班的运行方式。首站控制功能包括：汽轮机的运行保护，采用PID算法控制变频器驱动补水泵实现自动恒压补水，采用扩展

3、的PID算法，通过电动阀门控制蒸汽流量实现温度的控制。3、首站控制系统构成首站通过变频器机柜，通过一台变频器带3台电机，给供热系统恒压补水。这种运行方式比较常见，简要的介绍一下：通过PLC控制三台补水泵的运行，设定好运行压力后，其中一台泵变频起动，在达到一定的时间后，改为工频运行，如果未到设定的压力，第二台泵变频起动，同理，第三台泵也是如此。如果运行压力超过了设定压力，则要顺序停止补水泵。在设定压力的一定范围内，补水泵通过PLC的PID算法变频运行，保持补水的压力基本恒定。同时还要考虑其他因素，这些对于系统的安全运行都有重要作

4、用。包括过载、过压，突变压，与汽轮机等设备的连锁。此功能使用到了PLC带的常规的PID控制，很好的实现恒压补水。换热站有四台换热器，其中三台是通过对电动阀门开度的控制，实现供水温度的控制。为了实现对出水温度的控制，在每一套汽水换热器的出水管道上安装了温度变送器，电动阀具有阀门开度反馈。5由于管路中水量大，加热延时时间长，汽水换热器属于大时滞温度控制对象，恒压补水已经使用了PLC自带的PID算法，是快速反应系统，设定好的参数不适用于换热器电动阀的控制，不能实现预想的效果。而出水温度受到多方面的影响，阀门的开度，蒸汽的压力、温度，

5、回水的温度、循环泵的运转速度。水流量都是影响出水温度的重要因素，从记录的温度连续曲线可以看出，由于管道直径较大，汽水换热器出水的水流未充分混合，水的温度在测点部位并不是缓慢变化的，会有3到5摄氏度的快速变化。对于这样的大时滞温度控制对象，通过软件编程扩展了PID的用法，对于PID模块除了常规的比例、积分和微分的相关参数设置，还通过定时器和一些中间变量，扩展了PID模块的控制逻辑，经过参数的优化，很好的实现了供水温度的控制。根据PID功能块的用户手册的要求，PID功能块FB41需要在周期性中断功能中调用，按此要求在CPU315-

6、2DP中可以使用OB35来周期的调用FB41，而O35的中断周期，需要在硬件配置的时候设置好，在使用过程中，如果要改变中断周期，需要停机。这就为工程调式带来不便。5在工程调式中，对于这种大时滞温度对象，按照手册的要求使用FB41，反复调整PID的各种参数，其输出值的变化仍然显得太快，造成超调，在这种情况下，根据PID功能块周期执行的特点，增加了定时器，设定中间变量，增加PID功能块FB41的执行间隔。经过参数的调整，很好的解决了这个问题。四套汽水换热器在实际运行中，通过的水流量是有差异的，所以出力也不同，其中一套采用驱动汽轮机

7、后的蒸汽，出水温度不受控制，受控的三套汽水换热器，使用同样的出口温度设定值，独立的采用PID控制算法，分别控制电动阀的开度。自动控制是主要的运行方式，减轻了值班人员的劳动强度。实际的运行状态曲线表明，采取的控制策略很好的抑制了超调，减少了电动阀门的动作次数，而温度的波动范围也在较小的可接受的范围内，达到了设想的目标。4、结论：5本文对于汽轮机、汽水换热首站的自动运行提供了一个低成本的控制运行方案，在实际应用中采用一套西门子PIC的CPU315实现了恒压补水与换热器出水温度的恒温控制，同时实现了汽轮机运行保护，降低了整个系统的造

8、价，提高了换热站的控制效率，取得了很好的控制效果，自投运以来，一直处于自动运行的状态，值班人员对系统的干预主要是设定补水的压力和出水的温度，极大的减轻了值班运行人员的劳动强度。运行结果表明，系统的控制方法先进，性能优越，功能齐全，使用方便可靠。本系统虽是针对供暖而设计，但是它