一、市政供暖外網(wǎng)調(diào)度現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)

    城市集中供熱具有節(jié)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(shù)眾多的換熱站中，仍有相當(dāng)大的一部分處于儀表監(jiān)視、人工操作的狀態(tài)，運(yùn)行水平很不理想。
換熱站采用人工監(jiān)控，供熱控制連續(xù)可變性差，調(diào)節(jié)精度低，用戶端冷熱變化明顯，難以保證供熱質(zhì)量，手動(dòng)調(diào)節(jié)供溫同時(shí)造成了能源浪費(fèi)、人力浪費(fèi)，又存在事故隱患，并且各站之間難以統(tǒng)一調(diào)度，容易造成熱力失衡。為提高眾多換熱站的運(yùn)行水平，充分發(fā)揮現(xiàn)有供熱設(shè)備的應(yīng)有作用，實(shí)現(xiàn)換熱站運(yùn)行的自動(dòng)控制是當(dāng)務(wù)之急。
    城市集中供熱采用自動(dòng)控制是發(fā)展的必然趨勢(shì)。隨著城市集中供熱網(wǎng)向大規(guī)模、多熱源和復(fù)雜化的不斷發(fā)展，集中供熱的計(jì)算機(jī)監(jiān)測(cè)、控制和管理也隨之發(fā)展，成為集中供熱網(wǎng)不可缺少的一部分。熱網(wǎng)自動(dòng)控制系統(tǒng)，具有測(cè)量精度高、測(cè)點(diǎn)覆蓋面大，可靠性穩(wěn)定性高、操作簡(jiǎn)便、功能強(qiáng)大等特點(diǎn)，可以對(duì)熱網(wǎng)的溫度、壓力、流量、液位等各種工況參數(shù)進(jìn)行自動(dòng)采集、監(jiān)測(cè)，通過傳輸網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)匯總傳送至中控室計(jì)算機(jī)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)并與企業(yè)內(nèi)部局域網(wǎng)進(jìn)行匯接，構(gòu)成企業(yè)網(wǎng)絡(luò)的一部分。實(shí)現(xiàn)了熱網(wǎng)生產(chǎn)調(diào)度管理的自動(dòng)化和網(wǎng)絡(luò)化。通訊系統(tǒng)可以采取通過Modem、ADSL、GPRS、數(shù)傳電臺(tái)等有線、無(wú)線多種數(shù)據(jù)傳輸方式，各有不同的特點(diǎn)。
    集中供熱的發(fā)展趨勢(shì)是中控室實(shí)現(xiàn)熱網(wǎng)生產(chǎn)調(diào)度管理的自動(dòng)化，換熱站實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)設(shè)備控制的自動(dòng)化，中控室與換熱站通訊系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸準(zhǔn)確性和更快的響應(yīng)性。

1、市政供暖外網(wǎng)調(diào)度概念

    城市熱網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)是通過對(duì)供熱系統(tǒng)的溫度、壓力、流量、開關(guān)量等進(jìn)行測(cè)量、控制及遠(yuǎn)傳，實(shí)現(xiàn)對(duì)供熱過程有效的遙測(cè)及控制。城市熱網(wǎng)集中監(jiān)控系統(tǒng)是區(qū)域供熱系統(tǒng)中的重要組成部分，它將實(shí)時(shí)、全面了解供熱系統(tǒng)的運(yùn)行工況，監(jiān)視不利工況點(diǎn)狀態(tài)，通過對(duì)換熱站入口閥門開度的控制對(duì)一次網(wǎng)進(jìn)水流量的調(diào)節(jié)，控制換熱站二次網(wǎng)的溫度。實(shí)現(xiàn)了熱網(wǎng)平衡。從而保證區(qū)域供熱系統(tǒng)安全合理的運(yùn)行，并可根據(jù)運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行供熱規(guī)劃和科學(xué)調(diào)配，為熱力部門提供準(zhǔn)確、有效的重要數(shù)據(jù)。達(dá)到節(jié)約能源、提高效率的目的。

1.1 系統(tǒng)組成

    本方案系統(tǒng)設(shè)計(jì)由三層組成：上層是中控室的計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)中央和地方兩級(jí)監(jiān)控和協(xié)調(diào)調(diào)度，中間層是主要分為有線通訊（Modem、ADSL、光纖局域網(wǎng)等），無(wú)線通訊（GPRS、數(shù)傳電臺(tái)等），下層是各個(gè)熱力站PLC組成的控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)保證熱用戶供暖需求的調(diào)節(jié)控制。

系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)見下圖：

1.2 熱力站

1.2.1 構(gòu)成

    熱力站監(jiān)控系統(tǒng)的工作原理及作用。每套監(jiān)控系統(tǒng)由三部分組成：控制器、人機(jī)界面、通訊裝置；控制器用于采集、計(jì)量和控制現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)，提供優(yōu)化控制；人機(jī)界面用于顯示現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)狀態(tài)、數(shù)據(jù)及工藝圖；通訊裝置用于將熱力站的數(shù)據(jù)上傳到監(jiān)控中心。熱力站系統(tǒng)配置見下圖：

1.2.2 工藝流程

    監(jiān)控系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)一次網(wǎng)、二次網(wǎng)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(wǎng)流量、二次網(wǎng)流量、補(bǔ)水流量等模擬量，泵啟停、斷電等狀態(tài)量，累計(jì)補(bǔ)水量、累計(jì)耗熱量等脈沖量進(jìn)行采集檢測(cè)。對(duì)控制泵的啟停、閥門開度及溫度壓力、流量等信號(hào)進(jìn)行監(jiān)視、計(jì)量，并計(jì)算出供熱換熱功率、供熱熱能等?？赏瓿墒彝饧笆覂?nèi)溫度補(bǔ)償、最優(yōu)化啟停、回水溫差限制等優(yōu)化控制工作。
    系統(tǒng)利用熱源廠所提供的（一次網(wǎng)）高溫?zé)崴?jīng)換熱器將（二次網(wǎng)）循環(huán)供熱熱水加熱后，再經(jīng)循環(huán)水泵加壓送至熱用戶，其回水重新進(jìn)入換熱器再加熱如此循環(huán)。補(bǔ)水泵用來(lái)補(bǔ)充循環(huán)熱水的流失，以保證熱網(wǎng)的正常運(yùn)行。根據(jù)供熱系統(tǒng)的特性，在一次外網(wǎng)工況穩(wěn)定的情況下，其流量的變化會(huì)直接影響熱媒在換熱器內(nèi)的放熱量，從而改變用戶系統(tǒng)的供、回水溫度。對(duì)采暖供熱系統(tǒng)的一般要求是要保證熱用戶的室溫為18±2℃，其供熱量隨室外大氣溫度作反向變化，即氣溫下降時(shí)供熱量增加，并以此為依據(jù)調(diào)整一次網(wǎng)閥門開度來(lái)調(diào)節(jié)一次水流量，因此該自控系統(tǒng)可以設(shè)計(jì)成一個(gè)用氣溫直接計(jì)算給定值的隨動(dòng)系統(tǒng)，在系統(tǒng)中以二次網(wǎng)供水和回水溫度的平均值為被控量。
熱力站的工藝流程見下圖：

1.2.3控制回路
    控制站按照中控室提供的三種溫度控制方式控制一次網(wǎng)閥門開度，這三種控制模式分別為：本地控制、溫度控制、直接閥位控制。
    本地控制：各個(gè)換熱站的控制系統(tǒng)能夠根據(jù)室外溫度對(duì)一次網(wǎng)電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的開度和循環(huán)泵轉(zhuǎn)速進(jìn)行本地單獨(dú)操作。控制系統(tǒng)可以根據(jù)室內(nèi)及室外的溫度進(jìn)行供水溫度補(bǔ)償來(lái)確定溫度控制設(shè)定曲線。當(dāng)有其它外界熱源可被利用時(shí)，控制器能自動(dòng)降低二次網(wǎng)供水溫度，由此提供了節(jié)省燃料公用的機(jī)會(huì)。當(dāng)室外溫度降低時(shí)，可自動(dòng)調(diào)高二次網(wǎng)供水溫度，使二次網(wǎng)的供、回水溫度的平均值滿足溫度曲線的要求，確保室內(nèi)溫度得以維持在正常水平。
    溫度控制：換熱站收到中控室傳來(lái)的“溫度控制”指令，然后控制一次網(wǎng)電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的開度，使二次網(wǎng)的供、回水溫度的平均值達(dá)到中控室給定的設(shè)定值。
直接閥位和頻率控制：換熱站收到中控室傳來(lái)的“直接閥位控制”和頻率控制指令，然后控制一次網(wǎng)電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的開度和循環(huán)泵電機(jī)的轉(zhuǎn)速。
    溫度控制屬于調(diào)質(zhì)控制，二次網(wǎng)溫度控制原理見下圖：

    由于供熱系統(tǒng)熱惰性大，屬于大滯后系統(tǒng)，對(duì)于調(diào)節(jié)規(guī)律的選擇，適合于采樣調(diào)節(jié)，即電動(dòng)調(diào)節(jié)閥不連續(xù)調(diào)節(jié)，避免產(chǎn)生振蕩，使被調(diào)參數(shù)出現(xiàn)上下反復(fù)波動(dòng)現(xiàn)象，這樣調(diào)節(jié)效果反而不好。采樣調(diào)節(jié)就是對(duì)電動(dòng)調(diào)節(jié)閥進(jìn)行間歇性調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)間隔時(shí)間視供熱系統(tǒng)的規(guī)模大小而定。系統(tǒng)越大，調(diào)節(jié)間隔應(yīng)愈長(zhǎng)，這樣可以充分反映延時(shí)的影響。每次調(diào)節(jié)，電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的開度變化也不能過大，調(diào)節(jié)幅度由當(dāng)前的閥門開度和溫度偏差決定，調(diào)節(jié)幅度與當(dāng)前的閥門開度和溫度偏差德乘積成正比。
    根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)工況提供三種控制模式用于控制換熱站的二次網(wǎng)循環(huán)水流量，三種控制模式分別為：本地手動(dòng)控制、本地自動(dòng)控制、直接轉(zhuǎn)速控制。
    在保證最小供回水壓差的前提下，根據(jù)室外氣溫對(duì)二次網(wǎng)循環(huán)水量進(jìn)行調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)質(zhì)量并調(diào)，達(dá)到系統(tǒng)節(jié)能的目標(biāo)，保證供熱質(zhì)量。
    由于熱用戶室內(nèi)采暖系統(tǒng)采用的都是上供下回式單管供熱系統(tǒng)，供熱系統(tǒng)最佳調(diào)節(jié)工況應(yīng)為質(zhì)和量的綜合調(diào)節(jié)。隨著室外溫度的變化，不但要及時(shí)調(diào)整二次網(wǎng)供水溫度，而且還應(yīng)相應(yīng)調(diào)整二次網(wǎng)循環(huán)水流量，只有這樣熱用戶室內(nèi)采暖系統(tǒng)才不會(huì)產(chǎn)生垂直失調(diào)。
    控制系統(tǒng)可根據(jù)系統(tǒng)熱力特性進(jìn)行最優(yōu)化啟停，不但可以利用維護(hù)結(jié)構(gòu)蓄熱性維持供暖，節(jié)省每天后期的能耗，而且可以削減一次網(wǎng)每天開始階段時(shí)的負(fù)荷容量。每個(gè)換熱站將按照它的控制器所具有的有關(guān)連接載荷的升溫特性進(jìn)行啟動(dòng)。各個(gè)分站啟動(dòng)時(shí)間錯(cuò)開，這樣所需的熱源容量可以減少，靜態(tài)熱量(一次網(wǎng)回水中為被利用的熱量)的影響也可以降低，因而換熱站內(nèi)的熱交換效率提高了。
    控制系統(tǒng)的回水溫差限制功能是消除“靜態(tài)熱量”的最好解決方法，由此提高了效率，降低了燃料的贊用。回水溫差功能監(jiān)測(cè)一次網(wǎng)回水溫度和二次網(wǎng)回水溫度，如果一次網(wǎng)回水溫度與二次網(wǎng)回水溫度的差值超過預(yù)定的極限值，一次網(wǎng)的流量將被調(diào)低，以保證在最大需求狀態(tài)下一次網(wǎng)的溫度盡可能的傳遞給二次網(wǎng)。這樣降低系統(tǒng)水量的需求，熱量損失將被降到最小，否則這些熱力站會(huì)要求最大流量，盡管尚未達(dá)到最有效的熱交換。這種情況尤其容易出現(xiàn)在啟動(dòng)階段，并且同時(shí)影響到整個(gè)管網(wǎng)的大部分區(qū)域。能夠控制這種局面，也就意味著可以通過減小新建設(shè)備的規(guī)模和擴(kuò)大已有設(shè)備連接的潛力來(lái)實(shí)現(xiàn)節(jié)約，同時(shí)也節(jié)省了燃料及水泵的能耗。

1.2.4 功能

模擬量控制功能

    在各種運(yùn)行工況下保證被控參數(shù)不超出允許值?？刂葡到y(tǒng)具有完善的自診斷，聯(lián)鎖及保護(hù)功能，以提高其可靠性，控制系統(tǒng)不能滿足有關(guān)條件或發(fā)生故障，可無(wú)擾地切換到“手動(dòng)狀態(tài)”。聯(lián)鎖、保護(hù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，保證在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行單個(gè)設(shè)備的調(diào)整和試驗(yàn)的可靠性。
    控制系統(tǒng)具有完善的人-機(jī)聯(lián)系手段，中控室工程師可通過電話線聯(lián)網(wǎng)、各熱力站通過液晶屏顯示，運(yùn)行人員可隨時(shí)清楚地了解系統(tǒng)的運(yùn)行情況的設(shè)備狀態(tài)，并可對(duì)設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。

操作功能

    操作面板為觸摸式操作，顯示換熱站工藝畫面、現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)?？梢栽O(shè)定溫度、壓力、流量的量程及高低限等參數(shù)，并可以控制泵的啟停，閥的開度等。按設(shè)定的參數(shù)產(chǎn)生報(bào)警信息，并且曲線顯示主要參數(shù)歷史趨勢(shì)。

報(bào)警功能
    報(bào)警分為不同級(jí)別，可根據(jù)需要設(shè)置各個(gè)溫度、壓力信號(hào)的高報(bào)警、低報(bào)警、水泵及變頻故障報(bào)警、補(bǔ)水箱液位的高低限報(bào)警等。
溫度控制模式的識(shí)別功能
    本地監(jiān)控站自動(dòng)識(shí)別中控室傳來(lái)的溫度控制模式的指令，經(jīng)過判斷執(zhí)行其中一種控制指令，并運(yùn)行對(duì)應(yīng)的控制模式。
連鎖保護(hù)功能
    本地監(jiān)控站診斷到設(shè)備出現(xiàn)故障（如電機(jī)過流、過壓等）或現(xiàn)場(chǎng)工況發(fā)生變化（如二次網(wǎng)壓過高、過低、停水等），控制器根據(jù)相應(yīng)故障診斷軟件及工況評(píng)估邏輯，立即停止對(duì)應(yīng)的設(shè)備運(yùn)行，同時(shí)將報(bào)警類型及信息上傳至中控室，盡可能地保護(hù)系統(tǒng)的安全運(yùn)行。
供熱能力自動(dòng)識(shí)別
    當(dāng)熱源供熱能力充足時(shí)實(shí)現(xiàn)按需供熱；
    當(dāng)熱源供熱能力不足時(shí)實(shí)現(xiàn)均勻供熱；
    當(dāng)熱源供熱能力過足時(shí)實(shí)現(xiàn)均勻供熱；

1.3 通訊系統(tǒng)
    按照新一輪城市建設(shè)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃，城市建設(shè)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)優(yōu)化城市能源結(jié)構(gòu)提出了更高的要求。而推行熱電聯(lián)產(chǎn)、城市集中供熱，是解決城市能源結(jié)構(gòu)和環(huán)境污染問題的有效措施，充分體現(xiàn)節(jié)約能源、保護(hù)環(huán)境，提高能源利用效率、企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益的最佳途徑。所以既有利于節(jié)約能源，又有利于提高熱電企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)環(huán)境效益，給熱電企業(yè)的發(fā)展創(chuàng)造了更加廣闊的前景。 
    隨著熱用戶的不斷增加，熱用量不斷的加大，而怎樣才能更好，更有效的對(duì)整個(gè)熱網(wǎng)管道，熱用戶計(jì)量進(jìn)行管理呢？利用數(shù)傳電臺(tái)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)，對(duì)整個(gè)熱網(wǎng)管道，儀表進(jìn)行跟蹤監(jiān)控，不僅可以全面掌握整個(gè)熱網(wǎng)管線供熱狀態(tài)，還能快速、準(zhǔn)確地反映儀表故障報(bào)警信息，方便維護(hù)人員及時(shí)查修，這樣不僅節(jié)省大量的人力、物力，而且極大的提高了熱網(wǎng)的現(xiàn)代化管理水平。保證了中控室與熱力站之間通訊是雙向通訊。熱力站可以同時(shí)與多個(gè)熱力站進(jìn)行通訊，保證了通訊線路是并行工作的。

二、中科博微的優(yōu)勢(shì)及特色

中科博微有著優(yōu)秀的研發(fā)團(tuán)隊(duì)和具有豐富現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)的工程師團(tuán)隊(duì)。我們長(zhǎng)期致力于系統(tǒng)集成及節(jié)能優(yōu)化控制的研究，能夠提供從現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層、SCADA監(jiān)控層、數(shù)據(jù)分析層和管理層等完整、全面的解決方案。

博微可以做到從現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備到車間再到管理部門的系統(tǒng)無(wú)縫集成。可以實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一的控制平臺(tái)，高效的運(yùn)行，針對(duì)各個(gè)工藝段提供靈活的控制方案，突出高性價(jià)比；無(wú)縫的信息交換降低風(fēng)險(xiǎn)及維護(hù)和管理里成本。

無(wú)縫集成的控制系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)清晰、自動(dòng)化和電機(jī)控制的有機(jī)整合；系統(tǒng)透明、診斷信息豐富；接線、調(diào)試和維護(hù)簡(jiǎn)單；可靠性高、故障率低等特點(diǎn)。

經(jīng)過長(zhǎng)期實(shí)踐，博微已開發(fā)出當(dāng)今主流PLC的子程序庫(kù)，大大提高了編程調(diào)試效率、減少了故障點(diǎn)。

在采用變頻器基礎(chǔ)上，利用靜態(tài)優(yōu)化和動(dòng)態(tài)優(yōu)化可節(jié)電20%；實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制和遠(yuǎn)程監(jiān)控，節(jié)約人力成本50%；提高生產(chǎn)效率，減少故障停產(chǎn)，增加效益10%。

公司在加強(qiáng)自身建設(shè)發(fā)展的同時(shí)，積極聯(lián)合國(guó)外優(yōu)秀企業(yè)，形成優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，目前已同西門子、羅克韋爾、施耐德、通用電氣、ABB等國(guó)際著名控制系統(tǒng)廠商以及羅斯蒙特、哈希、E+H，EIM等國(guó)際著名的儀器儀表廠商建立了良好的合作關(guān)系。

博微公司擁有自主開發(fā)的網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)NCS4000和現(xiàn)場(chǎng)總線儀表，穩(wěn)定、可靠、開放式的通訊接口方便拓展。

三、公司業(yè)績(jī)
開原崇宏熱電變頻調(diào)速控制系統(tǒng)
開原崇宏熱電75T/H循環(huán)流化床鍋爐控制、儀表及監(jiān)控系統(tǒng)
清源滿族自治縣熱力總公司鍋爐DCS一次儀表系統(tǒng)
朝陽(yáng)市房產(chǎn)供熱公司北大街三號(hào)熱源站、換熱站自動(dòng)控制系統(tǒng)
清源滿族自治縣熱力總公司鍋爐換熱站變頻調(diào)速系統(tǒng)
朝陽(yáng)鑫業(yè)供暖有限公司鍋爐DCS控制系統(tǒng)
朝陽(yáng)鑫業(yè)供暖有限公司換熱站變頻控制系統(tǒng)
朝陽(yáng)鑫業(yè)供暖有限公司供熱調(diào)度控制通訊系統(tǒng)
開原造紙廠烯草75噸循環(huán)流化床鍋爐儀表和控制系統(tǒng)
天津保稅區(qū)熱網(wǎng)集中控制系統(tǒng)
霍林河鍋爐2臺(tái)14MW往復(fù)熱水鍋爐控制儀表系統(tǒng)
營(yíng)口市主城區(qū)集中供熱管網(wǎng)改造工程項(xiàng)目中繼泵站及換熱站控制系統(tǒng)
昌圖鐵南熱源廠85噸循環(huán)流化床鍋爐儀表控制系統(tǒng)
昌圖鐵南熱源廠65噸鏈條式鍋爐儀表控制系統(tǒng)
鐵嶺天信160T/H循環(huán)硫化床鍋爐儀表控制系統(tǒng)

四、工程圖片

配電設(shè)備

控制柜操作臺(tái)

傳感器儀表

操作臺(tái)調(diào)試

視頻監(jiān)控

工程培訓(xùn)