近年來(lái)，我國(guó)北方城市大力提倡集中供熱，由城市外圍的一個(gè)或者多個(gè)熱電廠提供熱源，市內(nèi)各片區(qū)建立換熱站，統(tǒng)一給用戶供熱。這樣就大大減少了燃煤對(duì)城市的環(huán)境的污染，同時(shí)也節(jié)省了能源。

隨著自動(dòng)化控制水平的快速發(fā)展和廣泛應(yīng)用，需求用戶對(duì)供熱質(zhì)量的要求不斷提高，提高供熱質(zhì)量勢(shì)在必行。明達(dá)技術(shù)針對(duì)供熱換熱站的需求，推出了MR30分布式I/O解決方案。該方案以MR30耦合器為中心，借助高速以太網(wǎng)通訊技術(shù)與Profinet協(xié)議，實(shí)現(xiàn)換熱站內(nèi)部設(shè)備與系統(tǒng)主站間的順暢連接及精準(zhǔn)操控。

項(xiàng)目介紹

換熱站本身不產(chǎn)生熱，它只是熱量的“搬運(yùn)工”。

換熱站熱力系統(tǒng)由一次網(wǎng)供回水系統(tǒng)、二次網(wǎng)供回水系統(tǒng)、補(bǔ)水系統(tǒng)、熱計(jì)量系統(tǒng)組成，各部分之間相互關(guān)聯(lián)相互作用。熱源經(jīng)過(guò)一次網(wǎng)供水管路進(jìn)入熱交換器，經(jīng)過(guò)充分的熱交換后，再由一次網(wǎng)回水管路流回?zé)嵩?。而二次網(wǎng)中的水在熱交換器中充分受熱后經(jīng)二次網(wǎng)供水管路進(jìn)入熱用戶，用戶取得熱量后，二次網(wǎng)循環(huán)泵將水通過(guò)二次網(wǎng)回水管路再進(jìn)入熱交換器，如此循環(huán)供熱給用戶。

換熱站的控制設(shè)備及IO測(cè)點(diǎn)清單如下所示：

明達(dá)產(chǎn)品應(yīng)用方式

PLC是整個(gè)控制系統(tǒng)的“大腦”，負(fù)責(zé)處理所有輸入信號(hào)、執(zhí)行控制邏輯，并發(fā)出控制指令。項(xiàng)目選用西門子S7-1200系列PLC作為主站，其運(yùn)算能力需滿足復(fù)雜的PID調(diào)節(jié)（如循環(huán)泵變頻、調(diào)節(jié)閥開(kāi)度）和多設(shè)備聯(lián)動(dòng)邏輯的要求，并通過(guò)明達(dá)技術(shù)MR30-FBC-PN耦合器連接各I/O模塊，MR30各個(gè)I/O模塊負(fù)責(zé)現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)采集與輸出執(zhí)行。

該項(xiàng)目應(yīng)用MR30產(chǎn)品包括：MR30-FBC-PN、MR30-16DI、MR30-16DO、MR30-08AI-I4W、MR30-08AO-I、MR30-04AI-RTD、MR30-CM-PtP。

信號(hào)采集

MR30-16DI用于接收無(wú)源觸點(diǎn)信號(hào)，負(fù)責(zé)采集循環(huán)泵故障、循環(huán)泵運(yùn)行、補(bǔ)水泵故障、補(bǔ)水泵運(yùn)行等狀態(tài)信號(hào)，監(jiān)測(cè)設(shè)備的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)與故障告警；MR30-08AI-I4W、MR30-04AI-RTD用于接收連續(xù)變化的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，負(fù)責(zé)采集溫度信號(hào)、壓力信號(hào)、液位與反饋信號(hào)。

執(zhí)行控制

MR30-16DO用于驅(qū)動(dòng)繼電器、接觸器等外部設(shè)備，負(fù)責(zé)發(fā)出補(bǔ)水閥啟動(dòng)、循環(huán)泵啟動(dòng)/停止、補(bǔ)水泵啟動(dòng)/停止等指令。DO模塊的輸出點(diǎn)通常連接中間繼電器，由繼電器觸點(diǎn)控制動(dòng)力回路中的接觸器線圈，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)大功率設(shè)備的啟?？刂啤?/p>

MR30-08AO-I用于輸出連續(xù)的控制信號(hào)，負(fù)責(zé)發(fā)出調(diào)節(jié)閥開(kāi)度控制、循環(huán)泵頻率控制指令，通過(guò)輸出標(biāo)準(zhǔn)的4-20mA信號(hào)，直接驅(qū)動(dòng)電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的執(zhí)行器或變頻器的速度給定端子。

該項(xiàng)目還涉及動(dòng)力與控制接口組件，其中接觸器用于循環(huán)泵、補(bǔ)水泵的主回路通斷控制，由DO模塊通過(guò)中間繼電器驅(qū)動(dòng)。熱繼電器或電機(jī)保護(hù)器提供過(guò)載保護(hù)，其故障信號(hào)輸出點(diǎn)接入DI模塊，對(duì)應(yīng)“泵故障”點(diǎn)。變頻器用于循環(huán)泵的調(diào)速控制。電動(dòng)調(diào)節(jié)閥接收來(lái)自AO模塊的4-20mA信號(hào)，控制閥門開(kāi)度。同時(shí)，閥位反饋信號(hào)返回至PLC，形成閉環(huán)控制。電磁閥/電動(dòng)閥由PLC的DO模塊通過(guò)中間繼電器驅(qū)動(dòng)。

應(yīng)用成效

MR30分布式I/O采用工業(yè)級(jí)設(shè)計(jì)，穩(wěn)定可靠，堅(jiān)固耐用；采用高速背板總線，數(shù)據(jù)傳輸效率得到了極大提升；最大支持?jǐn)U展31個(gè)IO模塊，滿足換熱站的實(shí)際需求；模擬量模塊精度高，可精確采集溫度信號(hào)，精準(zhǔn)調(diào)節(jié)溫控閥開(kāi)度，實(shí)現(xiàn)了對(duì)供熱溫度的精細(xì)化控制；系統(tǒng)穩(wěn)定性增強(qiáng)，支持熱插拔、MRP冗余功能，在設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中，維護(hù)人員可以直接插拔故障模塊，無(wú)需停機(jī)，新模塊插入后能迅速自動(dòng)恢復(fù)正常運(yùn)行。

MR30分布式I/O模塊的高可靠性和熱插拔等特性，減少了設(shè)備因故障停機(jī)的次數(shù)；通過(guò)模塊實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)控制，能夠根據(jù)供熱需求實(shí)時(shí)調(diào)整設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，避免了能源的浪費(fèi) ，為該換熱站項(xiàng)目帶來(lái)了顯著的經(jīng)濟(jì)效益。

審核編輯 黃宇