自动化控制换热系统分析及应用-电子工程世界

分享到: 微博; QQ; 微信; LinkedIn

一、应用环境概述
某热电公司主要负责该地区企业及生活的居民提供能源服务，系统全部投运后可满足
1.8Km2 范围内近200 万m2 各类建筑的生产﹑生活﹑供热﹑制冷用蒸气。采用0.6MPa 的饱
和蒸气为基本热力工作介质：冬季做为各用户暖气系统的热源，通过换热器(多数为板式换热
器)的工作使暖气系统的循环水达到控制的温度；夏季以0.6MPa 的饱和蒸气通过溴化锂制冷
机(多数为蒸气型双效式)的工作循环满足用户的舒适性及冷气空调的要求。
1、热源
该公司供热场锅炉房包括4台35 吨/时﹑1.57MPa 饱和蒸气锅炉和3台10 吨/时﹑
1.25MPa 饱和蒸气单层布置组装式饱和蒸气锅炉，总安装容量170 吨/时。主辅锅炉房分别
安装有鼓引风机﹑给水泵﹑除尘器以及水处理设备。
2、区域热力管网
该区域内环形布置了一套区域供热管网，全长5.2Km，由于两根蒸气管对供热(制冷)负
荷变化的适应性还是对提高供气的可靠性方面都较为有利故蒸气采用双母管制。为节约能源
确保蒸气凝结水的回收，在热力管网内同时布置了一根冷凝回水管，要求各蒸气用户采用闭
式回水系统利用凝结水泵进行冷凝水的回打，并保证冷凝回水率不低于80%。
3、换热制冷站
蒸气进入换热制冷站点后经减压阀送入换热制冷设备，夏季由溴化锂吸收式制冷机组产
生7～12℃冷水，用冷冻水泵通过管道供给空调机组或风机盘管及新风机组等末端装置，站
点内配备凝水泵﹑补水泵﹑凝水水箱﹑补水水箱和软化水装置，在楼顶设置冷却塔；冬季由
板式换热器制备55～70℃热水，用暖气循环水泵通过管道供给风机盘管及新风机组(部分系
统末端采用散热器)，换热站内配备软化水装置用以储备软化水供取暖系统循环水使用，在顶
层设置膨胀水箱，出现各类原因造成系统出现水压不足(主要表现为膨胀水箱液位降低)需要
启动补水泵自补水水箱(某些系统补水箱与凝水箱共享)进行补水，当凝水水箱水位达到一定
值时，启动凝水泵向热网进行凝水回打。
这样一来，整个基地只需一套单一热力介质的生产输送系统配合各冷暖气站的二次系统
便可满足企业及生活区居民的多方面需求，根据冷暖气负荷在冬夏两季的不同而分别运行一
种炉型，锅炉的利用率较高，同时也便于相互备用以确保安全运行。而各冷暖气站的设备型
号﹑运作流程则各异，设计选用设备的不恰当会造成运行管理的困难，而运行管理的困难则
直接影响到设备的使用寿命﹑运作的安全稳定等，在发现各冷暖气站的不完善情况下，予以
分析﹑解决，在运行管理中提高设备的使用效能，使设备长期安全可靠﹑高效能的运行成为
基地能源服务人员的重要课题。因此，该公司对系统进行自动化改造。

二、系统原理
本系统为现场实时测控系统与远程监控系统，，它对测量数据的处理以及控制算法都是以数字计算为基础，通过软件实现的。同大多数计算机化监控系统一样，主体部分传感器﹑现场采集模块﹑GPRS模块及工业平板电脑﹑主控计算机﹑远程监控中心等部分组成。
1﹑工业平板电脑﹑主控计算机：是计算机监控系统的核心，它的主要特性如下：
1)主控计算机的工作过程完全由预先编制的软件决定，而常规仪表是由电子逻辑电路或其它
机械硬件逻辑实现，控制管理功能是由软件还是由硬件实现是计算机控制与常规仪表控制的
主要区别。
2)本系统运行以VC 编制的程序，将各种输入信号通过数据总线直接接到计算机输入端口，
从而实现数据采集与控制管理保护功能，而不是像常规仪表控制器由各自独立的一对一的单
回路控制或保护电路构成，如此主控计算机就有可能全面考虑控制对象的各种参数，对其进
行统一的系统性的控制﹑保护及管理。
3) 工业平板电脑便携，简单，实用，多应用于工业现场附近。内置WinCE ,Linux 嵌入式操作系统，性能稳定，抗温，抗湿，抗干扰能力强。带有触摸屏，触控式操作，自主运行，实时显示监控！
2﹑传感器
传感器感测出需要监测控制的各种物理量并将其变为电信号送至计算机，相当于主控计算机
的眼睛。本系统将各类参数的状态以电压﹑开关信号等方式传送至现场模块，主要有温度传
感器﹑压力传感器﹑液位传感器及电流传感器。
3﹑现场模块
由DAM-3046系列现场模块完成数据采集与控制信号向执行器的发送，再通过RS485 通讯方式将
信号传送至转换模块DAM-3210，转换成能与计算机串口连接的RS232 通讯方式。
4﹑执行器
可由计算机直接控制的各种开关和阀门，计算机通过调整执行器来具体实现控制功能，相当
于主控计算机的手和脚。控制器通过现场模块的两类输出通道与执行器连接：
1)开关量输出通道(DO)。它可以由控制软件将输出通道设置成高电频或低电频，通过驱动电
路即可带动继电器或其它开关组件，也可以驱动指示灯显示状态；
2)仿真量输出信道(AO)。输出的信号是0～10V 的电压，其值的大小是由控制软件决定的，
由于计算机内部处理的信号都是开关量信号，因此这种可连续变化的仿真量信号是通过数字
－仿真转换电路(D/A)产生的。
5．GPRS模块
1)简述：GPRS是通用分组无线业务（General Packet Radio Service）的英文简称，是在现有GSM系统上发展出来的一种新的承载业务，目的是为GSM用户提供分组形式的数据业务。GPRS采用与GSM同样的无线调制标准、同样的频带、同样的突发结构、同样的跳频规则以及同样的TDMA帧结构，这种新的分组数据信道与当前的电路交换的话音业务信道极其相似。因此，现有的基站子系统（BSS）从一开始就可提供全面的GPRS覆盖。GPRS允许用户在端到端分组转移模式下发送和接收数据，而不需要利用电路交换模式的网络资源。从而提供了一种高效、低成本的无线分组数据业务。基于GPRS网络组建的热网远程监控系统有如下特点：
◇ 永远在线 GPRS DTU一开机就能自动附着到GPRS网络上，并与数据中心建立通信链路，随时收发用户数据设备的数据，具有很高的实时性；
◇ 按流量计费 GPRS DTU一直在线，按照接收和发送数据包的数量来收取费用，没有数据流量的传递时不收费用；
◇ 高速传输 GPRS网络的传输速度最快将达到160Kbps，速率的高低取决于移动运营商的网络设置，根据中国移动的网络情况，目前可提供20～40Kbps的稳定数据传输；
◇ 组网简单、迅速、灵活 GPRS无线系统可以通过Internet网络随时随地的构建覆盖全中国的虚拟移动数据通信专用网络，为广大中小用户提供接入便利，节省接入投资；
◇ 通信链路由专业运营商维护由于采用中国移动的GPRS 数据业务，因此链路维护也由中国移动负责，免除通信链路维护的后顾之忧；
◇ 防雷击由于采用中国移动的GPRS 数据业务，所以在不影响上网的前提下，GPRS DTU的发射功率非常小，天线非常短，而且无需高架，克服了有线传输和无线电台传输容易引雷击坏设备的缺点。[page]
2)GPRS模块通过串口与平板电脑或主控计算机相连。在对GPRS通信模块进行配置时预先输入数据中心的固定IP地址、采集数据命令，采集时间间隔等必要参数，同时，也可以远程设置相关参数。GPRS通信模块收到控制器发来的数据后，把这些数据送到前面设置的IP地址网络服务器中，通过端口映射转发到数据中心服务器。GPRS发送数据的过程为：数据送到中国移动GPRS网络中，然后再经过Internet，最后在数据中心通过接入专线或宽带拨号网络的服务器接收，接收服务器完成数据处理，写库，转发等一系列工作。

三﹑自动化控制系统的构成
1﹑硬件主体：对各类传感器分述如下：
(1)温度传感器
选用热电阻温度传感器，热电阻是随温度变化的测温组件，其电阻值随温度上升而增大，其
受热部分(感温组件)用细金属丝均匀地双绕在绝缘材料制成的骨架上，工业上用的热电阻有
铂热电阻和铜热电阻两大类，本系统使用的是铂热电阻，分度号为Pt100，适用温度范围－
200～850℃，普通热电阻基本结构除感温组件外，还有保护套管﹑安装固定装置﹑接线盒等。
(2)压力传感器
4040PC 型压力传感器为霍尼韦尔开发的第一个采用单芯片的压力变送器，它的封装适合用于
严酷环境，工作温度为－45～125℃，结构由不锈钢﹑玻璃﹑焊剂﹑硅和黄铜组成。采用全校
整和温度补偿，提供线性放大的输出，基于阻特性的单芯片技术极大地提高了长期使用的可
靠性。
(3)液位传感器
霍尼韦尔LL 系列液位开关可提供非常准确的液位测量，1 个LED 和1 个光电接收器被放入
塑料的半圆球内，根据光的内部反射原理，当无液体时，绝大多数LED 光都会被光电接收器
接收到，当液体覆盖球表面时，圆球顶与液体界面的折射系数发生变化，光电接收器接收的
LED 光将会减少，因此输出将会发生变化，开/关输出信号与现场模块数字量输入端相连从而
为计算机定时读取。
2﹑硬件框架图如图所示：
示图一：

数据传输路径一：通过DAM-3000系列485模块对传感器过来的信号进行采集，并将采得的信号
由485接口发送给平板电脑，进行实时监控。或输出外部信号调控执行器件的动作。具体流程请参照示图一。

示图二

数据传输路径二：通过DAM-3000系列485模块对传感器过来的信号进行采集，然后由DAM-3210模块将485信号变送成232信号，并发送给主控计算机。主控计算机再通过GPRS
模块将信号传送给远程监控中心。具体流程请参照示图二。

3.现场模块
本系统选用DAM-3000系列现场模块，简述如下：
(1) DAM-3046模块
6路热电阻输入模块
功能：通过温度传感器采集供回水温度
地址：01-19
Sense0-59：供水温度，共60路测温点，需10路DAM-3046模块
Sense60-119：回水温度，共60路测温点，需10路DAM-3046模块

(2) DAM-3058F模块
8路模拟量输入
功能：通过压力传感器采集各种压力信号
地址：20
Vin0 ：供水压力
Vin1 ：补水泵出口压力
Vin2 ：循环泵出口压力
Vin3 ：凝水泵出口压力
Vin5 ：除污器后回水压力
Vin6 ：换热器入口蒸气压力
Vin7 ：入户蒸气压力
（3）DAM-3013
16路隔离数字量输入模块
功能：通过液位传感器采集凝结水箱的液位信号，根据液位状况在高液位有水时起凝水泵，
低液位无水时停凝水泵
地址：21
In0-7：采集8路高液位信号
In8-15：采集8路低液位信号
（4）DAM-3014
16路隔离集电极开路输出模块
功能：通过液位高低控制冷凝水泵与补给水泵的开停
地址：22
Out0-7: 控制8路冷凝水泵
Out8-15：控制8路补给水泵
（5）DAM-3210
隔离RS-232转RS-485转换模块
功能：将485信号转换成232信号

四﹑实际运行效果
本自动化控制系统自投入运行以来，运行状况良好，确保了换热系统安全稳定运行，没有出现故障，换热站内不再设置运行人员，提高了效率。通过平板电脑与GPRS模块实现了现场监测与远程监测的双重监控。

关键字：自动化控制换热系统无线系统引用地址：自动化控制换热系统分析及应用

上一篇：制作压力传感器中用到的简易双面光刻对准技术
下一篇：基于变频器结合PLC与人机界面的中央空调上设计应用

推荐阅读最新更新时间：2024-05-02 22:16

GPRS无线通信系统中的MSC1210应用设计

引言近年来，通信技术和网络技术的迅速发展，特别是无线通信技术的发展，使得电力系统的自动化程度进一步提高，GSM网络出现后，技术人员很快把GSM模块嵌入到各种仪器仪表中（如多功能电能表、故障测录仪、抄表系统和用电负荷监控等），从而使这些仪器仪表具有远程通信功能。 GPRS是在现有GSM系统上发展出来的一种新的数据承载业务，支持TCP/IP协议，可以与分组数据网（Internet等）直接互通。GPRS无线传输系统的应用范围非常广泛。几乎可以涵盖所有的中低业务和低速率的数据传输，尤其适合突发的小流量数据传输业务。本文设计的GPRS无线通信模块，内嵌入了TCP/IP协议，采用工业级的GPRS模块，适用于单片机数据采集传输系统没

[单片机]

GPRS<font color='red'>无线</font>通信<font color='red'>系统</font>中的MSC1210应用设计

S3C2410设计的无线数据采集系统

手持终端的功能越来越强大，数据处理能力也越来越强，人们对其无线通信功能的要求也越来越高。为此，各种无线设备进入人们的生活，在此基础之上，大量的无线设备业已进入工业生产领域。在工业或者工厂底层环境中，使用无线技术具有很多优势；利用无线技术可以解决工业生产中线路布局烦琐的困境，也可以避免恶劣环境对线路腐蚀等问题。 1 系统设计在此，把嵌入式技术与无线电台通信技术相结合，设计一种无线数据采集系统。该系统分为数据采集模块、数据传输／接收模块、数据处理模块，如图1所示。数据采集模块通过将传感器得到的模拟信号转换成数字信号，再用无线芯片发送出去。A／D转换芯片采用MAX132；数据传输芯片采用无线传输／接收芯片IA4421。用单片机配置

[模拟电子]

S3C2410设计的<font color='red'>无线</font>数据采集<font color='red'>系统</font>

由FWl22-M构成的短距离无线数据通信系统

　　摘要利用AT89LV52单片机作控制器，实现基于RFWaves公司的射频芯片RFWl22-M的短距离无线数据通信系统；分析射频芯片RFWl22-M及其与单片机的接口芯片RFW-D100的特点；给出系统的硬件原理框图厦软件流程图。对应用于该装置的无线数据传输协议CSMA进行分析，并且在对固件的编程配置中加以实现，　　关键词无线数据通信系统 RFWl22-M RFW-D100 AT89LV52 CSMA协议　　目前，短程射频通信技术是一种热门技术，已广泛应用于实际中。主要有无线局域网(WLAN)、个人区域网络(PAN)及无线短距离消费类产品(如中低速数据传输应用，有效范围在30m以内)。该通信技术的标准有ⅢEE80

[安防电子]

油田远程无线监控系统

一、系统概述：威控科技油井远程监控系统是我公司针对油田生产需要，以远程测控终端(RTU)为核心，利用无线局域网、数传电台、GPRS等通讯方式，结合了先进的工业级测控传感产品而而研发、生产的自动化成套系统。该系统主要包括威控科技 RTU 1600系列无线远程测控终端、前端信号传感采集设备、无线通讯网络、现场显示仪器等;系统能够实现对油井工作参量、数据的自动定时采集并通过多种通讯方式将数据传输到远端的监控中心，同时，根据用户需要，它还具有远程遥控的功能。此外，本系统的核心--RTU1600远程测控终端还具有低功耗的特点，适合野外配电难的测控点。二、系统结构：系统组成本系统由监测中心、通信平台、监测设备、计量设备四

[测试测量]

油田远程<font color='red'>无线</font>监控<font color='red'>系统</font>

基于51单片机的无线数据传输系统设计

　　1 引言　　随着计算机、通信和无线技术的逐步融合，在传统的有线通信的基础上，无线通信技术应运而生，他具有快捷、方便、可移动和安全等优势，所以广泛应用到遥控玩具、汽车电子、环境监测和电气自动化等。　　在一些特殊应用场合中，单片机与上位机之间通信不再采用有线的数据传输，例如采用有线的串、并行总线、I2C和CAN总线等，而是需要无线数据传输，本文介绍了基于nRF905无线收发模块的实用单片机无线传输系统的设计。　　2 无线收发模块nRF905 　　nRF905是挪威Nordic VLSI公司推出的单片射频收发器，工作电压为1.9～3.6 V，32引脚QFN封装(5×5 mm)，工作于433／868／915 MHz三个

[单片机]

短距离无线通讯在汽车RFID系统设计中的应用

本系统是基于数字通信原理、利用集成单芯片窄带超高频收发器构建的无线识别系统。阐述了该无线射频识别系统基本工作原理和硬件设计思路，并给出了程序设计方案的流程图。从低功耗、高效识别和实用角度设计适用于车载的射频识别标签。测试结果表明，本系统在复杂路面状况（繁忙路面）的条件下可实现 300m范围内有效识别，视距条件下可达到500 m范围有效识别。　　物联网是指通过各种信息传感设备，如传感器、射频识别（RFID）技术、全球定位系统、红外感应器、激光扫描器、气体感应器等各种装置与技术，实时采集任何需要监控、连接、互动的物体或过程，采集其声、光、电、生物、位置等各种需要的信息，与互联网结合形成的一个巨大网络。其目的是实现物与物、物与人，所

[模拟电子]

短距离<font color='red'>无线</font>通讯在汽车RFID<font color='red'>系统</font>设计中的应用

基于射频模块nRF24E1的无线系统的研究与开发

　　1.引言随着嵌入式系统和无线网络的发展，两者已能紧密结合在一起。而且随着无线应用领域的扩大，工作在ISM（工业、科学和医学）标准的2.4GHz自由免费频段，已成为研究的焦点。例如Wi-Fi、BlueTooth、Zigbee等无线传输协议都是应用在2.4GHz频段上，并以其数据率高、节点分布广等特点广泛的应用于科研、家庭、军事等各个领域。本文研究的系统以NORDICnRF24E1无线芯片为基础，它是一款带增强型8051内核的无线收发模块，适用于各种无线设备互联的应用场合，工作于ISM频段，有125个频点，能够实现点对点、点对多点的无线通信，同时可采用改频和跳频来避免干扰。该系统已应用于无线环境参数（包括温度、湿度、红外信

[应用]

GPRS无线通讯在无功补偿控制系统中的应用

供电系统无功补偿控制中常需要对现场控制器进行远程控制投切、读取实时、历史数据和接收故障报警信号等，上位机和无功补偿终端之间通讯的命令和数据传输具有数据量小、定时或非定时及实时发送等特点，一方面需实现数据的上传，另一方面也需要下达各种传输、控制指令，即实现双向的数据、指令传输。传统的数据传输方式主要有数传电台、无线射频、电力载波等，这些传输方式存在覆盖范围、实时性、投资及运行维护费用等问题，同时对电网终端的无人值守运行存在较大困难。由于GSM网络的通信技术成熟，覆盖面又广，利用移动运营商提供的无线网络实现配电网数据采集和监控，是电力系统现代化的一个重要发展方向。如果配备GPRS通用无线分组业务）无线Modem，无论何

[单片机]

GPRS<font color='red'>无线</font>通讯在无功补偿控制<font color='red'>系统</font>中的应用

热门资源推荐
热门放大器推荐

小广播

热门活动

换一批

■TI 有奖直播 | 使用基于 Arm 的 AM6xA 处理器设计智能化楼宇

■Follow me第二季第3期来啦！与得捷一起解锁高性能开发板【EK-RA6M5】超能力！

■报名直播赢【双肩包、京东卡、水杯】| 高可靠性IGBT的新选择——安世半导体650V IGBT

■30套RV1106 Linux开发板（带摄像头），邀您动手挑战边缘AI~