一、市政供暖外网调度现状及发展趋势

    城市集中供热具有节约能源、减少污染、改善人民生活和工作条件的综合效益，目前在为数众多的换热站中，仍有相当大的一部分处于仪表监视、人工操作的状态，运行水平很不理想。
换热站采用人工监控，供热控制连续可变性差，调节精度低，用户端冷热变化明显，难以保证供热质量，手动调节供温同时造成了能源浪费、人力浪费，又存在事故隐患，并且各站之间难以统一调度，容易造成热力失衡。为提高众多换热站的运行水平，充分发挥现有供热设备的应有作用，实现换热站运行的自动控制是当务之急。
    城市集中供热采用自动控制是发展的必然趋势。随着城市集中供热网向大规模、多热源和复杂化的不断发展，集中供热的计算机监测、控制和管理也随之发展，成为集中供热网不可缺少的一部分。热网自动控制系统，具有测量精度高、测点覆盖面大，可靠性稳定性高、操作简便、功能强大等特点，可以对热网的温度、压力、流量、液位等各种工况参数进行自动采集、监测，通过传输网络将数据汇总传送至中控室计算机，实现远程监测并与企业内部局域网进行汇接，构成企业网络的一部分。实现了热网生产调度管理的自动化和网络化。通讯系统可以采取通过Modem、ADSL、GPRS、数传电台等有线、无线多种数据传输方式，各有不同的特点。
    集中供热的发展趋势是中控室实现热网生产调度管理的自动化，换热站实现生产设备控制的自动化，中控室与换热站通讯系统的数据传输准确性和更快的响应性。

1、市政供暖外网调度概念

    城市热网监控系统是通过对供热系统的温度、压力、流量、开关量等进行测量、控制及远传，实现对供热过程有效的遥测及控制。城市热网集中监控系统是区域供热系统中的重要组成部分，它将实时、全面了解供热系统的运行工况，监视不利工况点状态，通过对换热站入口阀门开度的控制对一次网进水流量的调节，控制换热站二次网的温度。实现了热网平衡。从而保证区域供热系统安全合理的运行，并可根据运行数据进行供热规划和科学调配，为热力部门提供准确、有效的重要数据。达到节约能源、提高效率的目的。

1.1 系统组成

    本方案系统设计由三层组成：上层是中控室的计算机监控系统，实现中央和地方两级监控和协调调度，中间层是主要分为有线通讯（Modem、ADSL、光纤局域网等），无线通讯（GPRS、数传电台等），下层是各个热力站PLC组成的控制系统，实现了对保证热用户供暖需求的调节控制。

系统的网络结构见下图：

1.2 热力站

1.2.1 构成

    热力站监控系统的工作原理及作用。每套监控系统由三部分组成：控制器、人机界面、通讯装置；控制器用于采集、计量和控制现场信号，提供优化控制；人机界面用于显示现场信号状态、数据及工艺图；通讯装置用于将热力站的数据上传到监控中心。热力站系统配置见下图：

1.2.2 工艺流程

    监控系统可以实现对一次网、二次网的供回水温度压力、水箱液位、室外温度、阀门开度、频率反馈、一次网流量、二次网流量、补水流量等模拟量，泵启停、断电等状态量，累计补水量、累计耗热量等脉冲量进行采集检测。对控制泵的启停、阀门开度及温度压力、流量等信号进行监视、计量，并计算出供热换热功率、供热热能等。可完成室外及室内温度补偿、最优化启停、回水温差限制等优化控制工作。
    系统利用热源厂所提供的（一次网）高温热水，经换热器将（二次网）循环供热热水加热后，再经循环水泵加压送至热用户，其回水重新进入换热器再加热如此循环。补水泵用来补充循环热水的流失，以保证热网的正常运行。根据供热系统的特性，在一次外网工况稳定的情况下，其流量的变化会直接影响热媒在换热器内的放热量，从而改变用户系统的供、回水温度。对采暖供热系统的一般要求是要保证热用户的室温为18±2℃，其供热量随室外大气温度作反向变化，即气温下降时供热量增加，并以此为依据调整一次网阀门开度来调节一次水流量，因此该自控系统可以设计成一个用气温直接计算给定值的随动系统，在系统中以二次网供水和回水温度的平均值为被控量。
热力站的工艺流程见下图：

1.2.3控制回路
    控制站按照中控室提供的三种温度控制方式控制一次网阀门开度，这三种控制模式分别为：本地控制、温度控制、直接阀位控制。
    本地控制：各个换热站的控制系统能够根据室外温度对一次网电动调节阀的开度和循环泵转速进行本地单独操作。控制系统可以根据室内及室外的温度进行供水温度补偿来确定温度控制设定曲线。当有其它外界热源可被利用时，控制器能自动降低二次网供水温度，由此提供了节省燃料公用的机会。当室外温度降低时，可自动调高二次网供水温度，使二次网的供、回水温度的平均值满足温度曲线的要求，确保室内温度得以维持在正常水平。
    温度控制：换热站收到中控室传来的“温度控制”指令，然后控制一次网电动调节阀的开度，使二次网的供、回水温度的平均值达到中控室给定的设定值。
直接阀位和频率控制：换热站收到中控室传来的“直接阀位控制”和频率控制指令，然后控制一次网电动调节阀的开度和循环泵电机的转速。
    温度控制属于调质控制，二次网温度控制原理见下图：

    由于供热系统热惰性大，属于大滞后系统，对于调节规律的选择，适合于采样调节，即电动调节阀不连续调节，避免产生振荡，使被调参数出现上下反复波动现象，这样调节效果反而不好。采样调节就是对电动调节阀进行间歇性调节，调节间隔时间视供热系统的规模大小而定。系统越大，调节间隔应愈长，这样可以充分反映延时的影响。每次调节，电动调节阀的开度变化也不能过大，调节幅度由当前的阀门开度和温度偏差决定，调节幅度与当前的阀门开度和温度偏差德乘积成正比。
    根据现场工况提供三种控制模式用于控制换热站的二次网循环水流量，三种控制模式分别为：本地手动控制、本地自动控制、直接转速控制。
    在保证最小供回水压差的前提下，根据室外气温对二次网循环水量进行调节，实现质量并调，达到系统节能的目标，保证供热质量。
    由于热用户室内采暖系统采用的都是上供下回式单管供热系统，供热系统最佳调节工况应为质和量的综合调节。随着室外温度的变化，不但要及时调整二次网供水温度，而且还应相应调整二次网循环水流量，只有这样热用户室内采暖系统才不会产生垂直失调。
    控制系统可根据系统热力特性进行最优化启停，不但可以利用维护结构蓄热性维持供暖，节省每天后期的能耗，而且可以削减一次网每天开始阶段时的负荷容量。每个换热站将按照它的控制器所具有的有关连接载荷的升温特性进行启动。各个分站启动时间错开，这样所需的热源容量可以减少，静态热量(一次网回水中为被利用的热量)的影响也可以降低，因而换热站内的热交换效率提高了。
    控制系统的回水温差限制功能是消除“静态热量”的最好解决方法，由此提高了效率，降低了燃料的赞用。回水温差功能监测一次网回水温度和二次网回水温度，如果一次网回水温度与二次网回水温度的差值超过预定的极限值，一次网的流量将被调低，以保证在最大需求状态下一次网的温度尽可能的传递给二次网。这样降低系统水量的需求，热量损失将被降到最小，否则这些热力站会要求最大流量，尽管尚未达到最有效的热交换。这种情况尤其容易出现在启动阶段，并且同时影响到整个管网的大部分区域。能够控制这种局面，也就意味着可以通过减小新建设备的规模和扩大已有设备连接的潜力来实现节约，同时也节省了燃料及水泵的能耗。

1.2.4 功能

模拟量控制功能

    在各种运行工况下保证被控参数不超出允许值。控制系统具有完善的自诊断，联锁及保护功能，以提高其可靠性，控制系统不能满足有关条件或发生故障，可无扰地切换到“手动状态”。联锁、保护系统的设计，保证在现场进行单个设备的调整和试验的可靠性。
    控制系统具有完善的人-机联系手段，中控室工程师可通过电话线联网、各热力站通过液晶屏显示，运行人员可随时清楚地了解系统的运行情况的设备状态，并可对设备进行远程控制。

操作功能

    操作面板为触摸式操作，显示换热站工艺画面、现场数据。可以设定温度、压力、流量的量程及高低限等参数，并可以控制泵的启停，阀的开度等。按设定的参数产生报警信息，并且曲线显示主要参数历史趋势。

报警功能
    报警分为不同级别，可根据需要设置各个温度、压力信号的高报警、低报警、水泵及变频故障报警、补水箱液位的高低限报警等。
温度控制模式的识别功能
    本地监控站自动识别中控室传来的温度控制模式的指令，经过判断执行其中一种控制指令，并运行对应的控制模式。
连锁保护功能
    本地监控站诊断到设备出现故障（如电机过流、过压等）或现场工况发生变化（如二次网压过高、过低、停水等），控制器根据相应故障诊断软件及工况评估逻辑，立即停止对应的设备运行，同时将报警类型及信息上传至中控室，尽可能地保护系统的安全运行。
供热能力自动识别
    当热源供热能力充足时实现按需供热；
    当热源供热能力不足时实现均匀供热；
    当热源供热能力过足时实现均匀供热；

1.3 通讯系统
    按照新一轮城市建设和经济发展规划，城市建设和经济发展对优化城市能源结构提出了更高的要求。而推行热电联产、城市集中供热，是解决城市能源结构和环境污染问题的有效措施，充分体现节约能源、保护环境，提高能源利用效率、企业经济效益和社会效益的最佳途径。所以既有利于节约能源，又有利于提高热电企业的经济效益和社会环境效益，给热电企业的发展创造了更加广阔的前景。 
    随着热用户的不断增加，热用量不断的加大，而怎样才能更好，更有效的对整个热网管道，热用户计量进行管理呢？利用数传电台远程监测，对整个热网管道，仪表进行跟踪监控，不仅可以全面掌握整个热网管线供热状态，还能快速、准确地反映仪表故障报警信息，方便维护人员及时查修，这样不仅节省大量的人力、物力，而且极大的提高了热网的现代化管理水平。保证了中控室与热力站之间通讯是双向通讯。热力站可以同时与多个热力站进行通讯，保证了通讯线路是并行工作的。

二、中科博微的优势及特色

中科博微有着优秀的研发团队和具有丰富现场经验的工程师团队。我们长期致力于系统集成及节能优化控制的研究，能够提供从现场设备层、SCADA监控层、数据分析层和管理层等完整、全面的解决方案。

博微可以做到从现场设备到车间再到管理部门的系统无缝集成。可以实现统一的控制平台，高效的运行，针对各个工艺段提供灵活的控制方案，突出高性价比；无缝的信息交换降低风险及维护和管理里成本。

无缝集成的控制系统具有结构清晰、自动化和电机控制的有机整合；系统透明、诊断信息丰富；接线、调试和维护简单；可靠性高、故障率低等特点。

经过长期实践，博微已开发出当今主流PLC的子程序库，大大提高了编程调试效率、减少了故障点。

在采用变频器基础上，利用静态优化和动态优化可节电20%；实现自动化控制和远程监控，节约人力成本50%；提高生产效率，减少故障停产，增加效益10%。

公司在加强自身建设发展的同时，积极联合国外优秀企业，形成优势互补，目前已同西门子、罗克韦尔、施耐德、通用电气、ABB等国际著名控制系统厂商以及罗斯蒙特、哈希、E+H，EIM等国际著名的仪器仪表厂商建立了良好的合作关系。

博微公司拥有自主开发的网络化控制系统NCS4000和现场总线仪表，稳定、可靠、开放式的通讯接口方便拓展。

三、公司业绩
开原崇宏热电变频调速控制系统
开原崇宏热电75T/H循环流化床锅炉控制、仪表及监控系统
清源满族自治县热力总公司锅炉DCS一次仪表系统
朝阳市房产供热公司北大街三号热源站、换热站自动控制系统
清源满族自治县热力总公司锅炉换热站变频调速系统
朝阳鑫业供暖有限公司锅炉DCS控制系统
朝阳鑫业供暖有限公司换热站变频控制系统
朝阳鑫业供暖有限公司供热调度控制通讯系统
开原造纸厂烯草75吨循环流化床锅炉仪表和控制系统
天津保税区热网集中控制系统
霍林河锅炉2台14MW往复热水锅炉控制仪表系统
营口市主城区集中供热管网改造工程项目中继泵站及换热站控制系统
昌图铁南热源厂85吨循环流化床锅炉仪表控制系统
昌图铁南热源厂65吨链条式锅炉仪表控制系统
铁岭天信160T/H循环硫化床锅炉仪表控制系统

四、工程图片

配电设备

控制柜操作台

传感器仪表

操作台调试

视频监控

工程培训