一、概述

神木市經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)換熱站智能控制系統(tǒng)，利用物聯(lián)網(wǎng)做為技術(shù)手段，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)、數(shù)據(jù)分析、遠(yuǎn)程控制和智能調(diào)度等功能，為城市的供熱帶來(lái)了創(chuàng)新技術(shù)和發(fā)展?jié)摿Α?/font>

多種變頻控制模式和溫度控制模式供用戶選擇，單個(gè)換熱站自動(dòng)控制系統(tǒng)，包括電源柜、變頻器柜和控制柜組成，其中控制柜內(nèi)安裝有4G遠(yuǎn)程模塊、無(wú)線AP等設(shè)備、站內(nèi)還安裝有高清廣角攝像頭，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)站內(nèi)情況，實(shí)現(xiàn)對(duì)換熱機(jī)組全面的自動(dòng)控制。

控制系統(tǒng)使用西門子S7-200smart 系列 PLC作為控制器，經(jīng)過模擬量擴(kuò)展模塊讀取現(xiàn)場(chǎng)變送器采集到的數(shù)據(jù)，用于控制外部設(shè)備和遠(yuǎn)傳至觸摸屏和上位機(jī)進(jìn)行顯示。現(xiàn)場(chǎng)操作使用西門子line 700 觸摸屏，簡(jiǎn)單直觀，包括流程畫面、操作畫面、參數(shù)畫面和報(bào)警畫面等。     

中控室LED大屏用于顯示視頻監(jiān)控畫面或者組態(tài)軟件畫面。觸摸屏和上位機(jī)為并行操作方式，根據(jù)設(shè)置參數(shù)自動(dòng)運(yùn)行，從而來(lái)控制每個(gè)換熱站的設(shè)備。

二、硬件部分

2.1站內(nèi)設(shè)備

(1) PLC控制柜，用于采集現(xiàn)場(chǎng)儀表，閥門開度等數(shù)據(jù)，并能遠(yuǎn)程控制水泵和閥門。

(2) 高清廣角攝像頭視野更廣闊，能夠全面查看站內(nèi)設(shè)備情況。大容量硬盤錄像機(jī)，能夠存儲(chǔ)大約30天視頻。

(3) UPS在市電斷電后能夠系統(tǒng)繼續(xù)提供電源，保障了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

(4) 4G模塊讓PLC與公網(wǎng)連接，通過微信小程序能夠遠(yuǎn)程查看站內(nèi)數(shù)據(jù)，顯示報(bào)警信息。

(5) 無(wú)線AP讓站內(nèi)網(wǎng)絡(luò)通過無(wú)線方式與中控室連接，讓通訊網(wǎng)絡(luò)更加快捷。

(6) 煙霧傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)站內(nèi)環(huán)境，如發(fā)生火災(zāi)會(huì)直接觸發(fā)報(bào)警，并將報(bào)警信息上傳至中控室。

(7) 水浸傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)站內(nèi)有無(wú)漏水情況，如站內(nèi)發(fā)生漏水，當(dāng)水到達(dá)傳感器時(shí)，會(huì)直接觸發(fā)報(bào)警，并將報(bào)警信息上傳至中控室。

2.2現(xiàn)場(chǎng)控制柜

(1) 圖2-1-1為現(xiàn)場(chǎng)控制柜操作面板， 綠色指示燈為水泵運(yùn)行指示，綠色按鈕為水泵啟動(dòng)按鈕，紅色按鈕為水泵停止按鈕，黑色旋鈕為水泵手自動(dòng)切換旋鈕。

(2) 循環(huán)泵和補(bǔ)水泵為手自動(dòng)控制方式。

(3) 當(dāng)旋鈕位于“手動(dòng)”模式，按控制面板上的“啟動(dòng)”或“停止”按鈕，來(lái)控制水泵的啟停，此時(shí)水泵無(wú)任何連鎖控制。

(4) 當(dāng)旋鈕位于“自動(dòng)”模式，觸摸屏和上位機(jī)可并行控制水泵，根據(jù)設(shè)定參數(shù)自動(dòng)運(yùn)行。

圖2-1-1 控制柜操作面板

圖2-1-2 現(xiàn)場(chǎng)控制柜內(nèi)設(shè)備

三、軟件部分

3.1觸摸屏

圖3-1-1 主畫面

(1)通過觸摸屏底部菜單欄“換熱機(jī)組”按鈕，進(jìn)入當(dāng)前畫面。

(2)畫面顯示站內(nèi)換熱機(jī)組一次網(wǎng)和二次網(wǎng)供回水壓力、溫度，調(diào)節(jié)閥開度，以及室外溫度等數(shù)據(jù)。

(3)畫面顯示一次網(wǎng)瞬時(shí)熱量、補(bǔ)水瞬時(shí)流量等能量損耗數(shù)據(jù)，

(4)機(jī)組循環(huán)泵、補(bǔ)水泵的運(yùn)行狀態(tài)、頻率和電流等數(shù)據(jù)也實(shí)時(shí)顯示在當(dāng)前畫面中。

                               圖3-1-2 數(shù)據(jù)畫面

(1) 通過觸摸屏底部菜單欄“數(shù)據(jù)畫面”按鈕，進(jìn)入當(dāng)前畫面。

(2) 畫面顯示本站電能參數(shù)，如：相電壓、線電壓、相電流、三相有功功率，用電量。

(3) 畫面顯示二次網(wǎng)補(bǔ)水瞬時(shí)流量和累計(jì)流量，一次網(wǎng)瞬時(shí)流量、熱量，累計(jì)流量、熱量。 

圖3-1-3  手動(dòng)操作畫面

(1) 通過觸摸屏底部菜單欄“手動(dòng)操作”按鈕，輸入用戶賬號(hào)：ADMIN密碼：666666，點(diǎn)擊“確定”，進(jìn)入當(dāng)前畫面。

(2) 當(dāng)水泵狀態(tài)為“遠(yuǎn)程”時(shí)，可對(duì)水泵進(jìn)行啟停操作。

(3) 水泵工作模式分為“單動(dòng)”和“聯(lián)動(dòng)”，選為“單動(dòng)”時(shí)，按下“啟動(dòng)”按鈕，水泵開始運(yùn)行。按下“停止”按鈕，水泵停止運(yùn)行。選為“聯(lián)動(dòng)”時(shí)，水泵為輪循工作模式，水泵根據(jù)設(shè)定的時(shí)間，輪循交替運(yùn)行。

(4) 泄壓閥工作模式分為“手動(dòng)”和“自動(dòng)”，選為“手動(dòng)”時(shí)，按下“打開”按鈕，閥門打開。按下“關(guān)閉”按鈕，閥門關(guān)閉。選為“自動(dòng)”時(shí)，閥門根據(jù)設(shè)定的參數(shù)，自動(dòng)運(yùn)行。 

     圖3-1-4  參數(shù)設(shè)置畫面

(1) 通過觸摸屏底部菜單欄“參數(shù)設(shè)置”按鈕，輸入用戶賬號(hào)：ADMIN密碼：666666，點(diǎn)擊“確定”，進(jìn)入當(dāng)前畫面。

(2) 本畫面可以設(shè)置水泵運(yùn)行頻率，當(dāng)水泵為“聯(lián)動(dòng)”工作模式，會(huì)根據(jù)輪循時(shí)間工作。

(3) 補(bǔ)水壓力上下限設(shè)置，保證二網(wǎng)供水壓力的穩(wěn)定。

(4) 當(dāng)二次供水壓力超過泄壓上限值，泄壓閥打開，壓力下降至泄壓下限值，泄壓閥關(guān)閉。

(5) 當(dāng)水箱液位超過高限值或者低于低限值，系統(tǒng)產(chǎn)生報(bào)警，低于低限值補(bǔ)水泵停止運(yùn)行。

(6) 系統(tǒng)根據(jù)設(shè)置的報(bào)警值，產(chǎn)生相對(duì)應(yīng)的報(bào)警信息。

 圖3-1-5  溫度補(bǔ)償畫面

(1) 通過觸摸屏底部菜單欄“溫度補(bǔ)償”按鈕，輸入用戶賬號(hào)：ADMIN密碼：666666，點(diǎn)擊“確定”，進(jìn)入當(dāng)前畫面。

(2) 調(diào)節(jié)閥有手自動(dòng)模式，旋鈕位于“手動(dòng)”模式，閥門開度直接輸入百分比值。旋鈕位于“自動(dòng)”模式，可分為“供水溫度”和“溫度補(bǔ)償”兩種方式進(jìn)行工作。

(3) 旋鈕位于“供水”模式，調(diào)節(jié)閥根據(jù)二次供水溫度和設(shè)定目標(biāo)溫度，自動(dòng)調(diào)節(jié)閥門開度。

(4) 旋鈕位于“補(bǔ)償”模式，調(diào)節(jié)閥根據(jù)室外溫度和設(shè)定溫度曲線，自動(dòng)調(diào)節(jié)閥門開度。

圖3-1-6  運(yùn)行時(shí)間畫面

(1) 通過觸摸屏底部菜單欄“手動(dòng)操作”按鈕，進(jìn)入當(dāng)前畫面。

(2) 畫面分別記錄兩臺(tái)循環(huán)泵和兩臺(tái)補(bǔ)水泵累計(jì)運(yùn)行時(shí)間和輪循剩余時(shí)間。

(3) 水泵選擇聯(lián)“動(dòng)�！笔剑�且設(shè)置輪循時(shí)間，當(dāng)剩余時(shí)間為“0“時(shí)，當(dāng)前水泵停止運(yùn)行，另一臺(tái)自動(dòng)運(yùn)行。

                           圖3-1-7  報(bào)警畫面

(1) 通過觸摸屏底部菜單欄“報(bào)警畫面”按鈕，進(jìn)入當(dāng)前畫面。

(2) 畫面記錄系統(tǒng)所產(chǎn)生的報(bào)警信息，包括日期時(shí)間。

3.2上位機(jī)

(1) 鼠標(biāo)右鍵“WITLINE”圖標(biāo)，登錄賬號(hào)。

(2) 進(jìn)入軟件界面后，點(diǎn)擊“設(shè)備列表”，在列表中選擇站名，

(3) 在右側(cè)選項(xiàng)中點(diǎn)擊“配置與橋接”，選擇“遠(yuǎn)程橋接”，

(4) 在“橋接網(wǎng)絡(luò)通道1”，點(diǎn)擊“啟動(dòng)”按鈕，完成站點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)鏈接，每個(gè)站點(diǎn)啟動(dòng)時(shí)間間隔10S。

(5) 隔壓站必須啟動(dòng)“橋接網(wǎng)絡(luò)通道1”和“橋接網(wǎng)絡(luò)通道2”。

圖3-2-1   WITLINE軟件界面

圖3-2-2 主畫面

完成網(wǎng)絡(luò)連接后，右鍵桌面“力控forcecontrol V7.2”圖標(biāo)，進(jìn)入界面后，點(diǎn)擊“運(yùn)行”按鈕，進(jìn)入初始界面。

(1) 畫面顯示開發(fā)區(qū)所有換熱站流程。隔壓站一次網(wǎng)和二次網(wǎng)供回水壓力、溫度，熱量損耗等數(shù)據(jù)以及顯示循環(huán)泵、補(bǔ)水泵運(yùn)行狀態(tài)、變頻器頻率。

(2) 每個(gè)站名的旁的“小房子”圖標(biāo)上的原點(diǎn)表示通訊狀態(tài)，綠色表示通訊正常，黃色表示網(wǎng)絡(luò)斷開。

(3) 畫面分別點(diǎn)擊每個(gè)站名，進(jìn)入對(duì)應(yīng)站的流程畫面。