摘要：基于世紀(jì)星組態(tài)軟件的北京市某工廠小區(qū)供熱宴時監(jiān)控系統(tǒng)，做到分支路、分時問、分溫度自動溫度補(bǔ)償控制，大大節(jié)省了能源，并通過軟件對外圍設(shè)備自動控制，并利用曲線、報警顯示和記錄等功能提高了系統(tǒng)操作效率和精確性。
1 概述
為實施藍(lán)天工程，北京大部分供暖已采用清潔燃料，但由于原系統(tǒng)設(shè)計不合理，缺乏先進(jìn)監(jiān)控手段和管理不科學(xué)，造成燃料費用居高不下。經(jīng)調(diào)查分析，大多數(shù)集中鍋爐房的供熱系統(tǒng)在整個循環(huán)供熱的過程中散熱損失大、供熱區(qū)域內(nèi)熱水循環(huán)量的水動力嚴(yán)重失衡，實際的熱水循環(huán)量超出設(shè)計值所需幾倍，不但造成供暖系統(tǒng)的供熱不均，達(dá)不到住戶的供暖要求，同時還要增加運行費用。本文根據(jù)現(xiàn)有北京市某工廠小區(qū)實際情況開發(fā)設(shè)計，該小區(qū)具有代表性，使得該系統(tǒng)稍加改動即可應(yīng)用于目前很多的供熱系統(tǒng)。
該小區(qū)原供熱狀況直如下：鍋爐房共有三臺5.6MW燃?xì)鉄崴仩t。原來，季最冷時一般也只運行2臺，小區(qū)共計lO.32萬余平方米的建筑面積。主要供暖對象是車間熱水供水、辦公樓供水、生活熱水、住宅樓供水和集中空稠供水。原系統(tǒng)鍋爐的燃燒調(diào)整及起停，采取的是粗放型管理模式，不能根據(jù)供熱負(fù)荷的實際情況，進(jìn)行合理、有效的集控和聯(lián)控，使每臺鍋爐處于最佳運行狀態(tài)，并達(dá)到供熱平衡。
此外，現(xiàn)有設(shè)備的利用不合理，搭配不匹配，限制了設(shè)備功能的充分發(fā)揮。供熱時量與質(zhì)的調(diào)節(jié)無法同步，供熱區(qū)域內(nèi)的熱量分配電就無法均勻調(diào)控，造成區(qū)域間與樓字間的供熱質(zhì)量出現(xiàn)差別。根據(jù)目前供熱系統(tǒng)資源不能合理分配，只監(jiān)不控等缺點，世紀(jì)長秋設(shè)計了基于組態(tài)軟件的供熱節(jié)能系統(tǒng)具有以下特點：
（1）供熱系統(tǒng)同時具有控制和監(jiān)控功能，計算機(jī)作為控制和監(jiān)視的管理中心，真正從用戶熱負(fù)荷實際需要出發(fā)，反過來控制整個鍋爐房供熱系統(tǒng)。
（2）智能化控制每一供暖之路，使溫度調(diào)節(jié)個性化、程序化，減少人為干擾，充分體現(xiàn)對用戶的人文關(guān)懷。
（3）供熱系統(tǒng)各個不同供熱區(qū)域?qū)嵭蟹謪^(qū)控制功能，使各個供暖區(qū)根據(jù)各自不同情況實現(xiàn)不同時間，不同溫度的供暖。
（4）使用的各種溫度曲線、各種供熱單元負(fù)荷曲線為基礎(chǔ)開發(fā)的溫控設(shè)備大幅度降低用戶的運行費用，最大限度科學(xué)合理使用能源，將能耗控制到合理值。
（5）用世紀(jì)星組態(tài)軟件監(jiān)控提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性、安全可靠性，降低人為操作的不確定性、隨意性、勞動強(qiáng)度，管理更科學(xué)。
2 系統(tǒng)的硬件組成
系統(tǒng)主要有工控機(jī)（研華）、打印機(jī)、RTU柜包含數(shù)傳電臺、模擬量輸入輸出模塊、開關(guān)量輸入輸出模塊、UPS電源、通訊電線和一些通訊電纜。
工控機(jī)是核心，將首站的模塊采集到的數(shù)據(jù)利用雙絞屏蔽線通過RS-485串口通訊協(xié)議采集到計算機(jī)，在界面上實現(xiàn)顯示。各個供熱鍋爐的數(shù)據(jù)通過鍋爐的數(shù)傳電臺和首站的數(shù)傳電臺進(jìn)行通訊，將數(shù)據(jù)送入工控機(jī)；工控機(jī)也將下達(dá)的指令通過數(shù)傳電臺發(fā)送到各個鍋爐。這樣就完成了所有參數(shù)的采集傳輸和命令傳輸。
3 系統(tǒng)的軟件設(shè)計及功能的實現(xiàn)
3.1 組態(tài)軟件簡介
工控組態(tài)軟件是利用系統(tǒng)軟件提供的工具。通過簡單形象的組態(tài)工作，即可構(gòu)成所需的軟件功能。組態(tài)軟件正在以提高系統(tǒng)的成功率和可靠性、縮短項目統(tǒng)開發(fā)周期、減少開發(fā)費用等優(yōu)勢代替著各種計算機(jī)語言的軟件開發(fā)，受到了越來越多的科技人員的重視和青睞，并已顯示出形成計算機(jī)控制系統(tǒng)軟件主導(dǎo)地位的趨勢。
由北京世紀(jì)長秋科技有限公司研制的世紀(jì)星組態(tài)軟件，具有功能完善、操作簡便、可視性好、可維護(hù)性強(qiáng)、高性能、高可靠性等突出特點，是一套基于Windows平臺的用于快速構(gòu)造和生成上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的組態(tài)軟件系統(tǒng)。為用戶提供了解決實際工程問題的完整方案和開發(fā)平臺能夠完成現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集、實時和歷史數(shù)據(jù)處理、報警和安全機(jī)制、流程控制、動畫顯示、曲線和報表輸出、企業(yè)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)以及高性能、高可靠性、低成本的嵌入系統(tǒng)等功能。本文將介紹基于工控軟件世紀(jì)星的供熱節(jié)能系統(tǒng)。
3.2 主要功能的實現(xiàn)
（1）定時段及溫度限值控制原系統(tǒng)導(dǎo)致大量的辦公區(qū)域在夜間能源空耗現(xiàn)象突出。
由于運行溫度單一，造成無法根據(jù)實際需要進(jìn)行動態(tài)溫度調(diào)節(jié)。傳統(tǒng)的鍋爐房對外網(wǎng)的熱水溫度．都是采用單一的出水溫度方式進(jìn)行。即鍋爐只有一個出水溫度．即使許多換熱站供暖循環(huán)二次水的溫度也只能靠一次水的變化而變化，調(diào)節(jié)閥門也僅僅靠人工初始設(shè)的開關(guān)控制，一般都是維持一個固定開度不變。即二次水溫度僅靠一次水溫變化．來帶動二次水溫度簡單的“質(zhì)調(diào)節(jié)”，卻無法實現(xiàn)量與質(zhì)的同步調(diào)節(jié)。
該系統(tǒng)可以使各供熱區(qū)域的各支路（包括車間供水、辦公樓供暖、住宅樓供暖、集中空調(diào)供水）出口溫度，按照不同溫度的需要和不同的運行時間需要，進(jìn)行任意的分溫、分時、分段調(diào)整，這樣可以避免原系按照最高區(qū)域溫度設(shè)計，其它不需要這樣高溫度供熱的區(qū)域用戶，例如大量辦公樓下班后．由于與家屬宿舍樓在同樣采暖系統(tǒng)中仍然采用同樣溫度和方式供熱，而產(chǎn)生能源的大量浪費。
（2）外圍設(shè)備的自動控制。
原系統(tǒng)由于沒有集中控制，所以對于閥門的關(guān)閉等操作都是工人師傅手動完成，給系統(tǒng)操作帶來了極大的不便。本系統(tǒng)組態(tài)軟件實現(xiàn)了外圍設(shè)備的自動控制。簡單的幾個按鍵操作即可實現(xiàn)對外圍設(shè)備的控制。
（3)系統(tǒng)實時監(jiān)控、故障顯示和記錄。
那對于原系統(tǒng)．一旦發(fā)生故障，操作人員無法立即知道是哪個部分發(fā)生異常，只能憑經(jīng)驗尋找，而且對于當(dāng)前各部分的運行狀態(tài)無法整體觀測到，這就給系統(tǒng)的運行和操作帶來了很大的不便，生產(chǎn)效率很低。而本文介紹的系統(tǒng)采用實時監(jiān)控技術(shù)，通過世紀(jì)星組態(tài)軟件實現(xiàn)了對鍋爐運行的所有參數(shù)實時監(jiān)控，使得所有參數(shù)的當(dāng)前運行狀態(tài)可以在同一畫面中顯示，這樣操作人員就可以方便、快速的了解各部分的運行情況，大大提高了生產(chǎn)效率。
此外，故障報警功能使實際運行中的某個參數(shù)超過設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)時，系統(tǒng)自動發(fā)出警告，操作人員只要檢查相對應(yīng)部分的設(shè)置即可。故障報警信息會由系統(tǒng)自動記錄，以便以后察看。
如圖所示：
4 總結(jié)
本文介紹的鍋爐監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行分支路、分溫度、分時間的自動控制，使得出水溫度不再是一個固定值，避免了造成各供暖分路的要求與供應(yīng)之間的矛盾，原來系統(tǒng)的該熱的時候不熱、不需要熱的時候反而熱的現(xiàn)象不再出現(xiàn)。各支路按照室外天氣溫度進(jìn)行變化補(bǔ)償，大大節(jié)約了資源。經(jīng)計算和實地考察，該系統(tǒng)與原系統(tǒng)相比，可節(jié)省資源45％以上，此外，實時監(jiān)控、故障顯示記錄和實時曲線使系統(tǒng)控制更加自動化、系統(tǒng)化，大大提高了工作效率。