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气候补偿节能供热

基于台达-昆仑通态的气候补偿节能供热 解决方案

工程背景

随着全球能源问题的日益严峻和“可持续发展”理念在国内的推广,节约能源的实施具有非常重要的意义。在北方,冬季供暖在煤炭能源使用上占据着很重要的位置,如果能在保证用户需求温度基础上节约煤炭能源,就实现了鱼与熊掌兼得的美事。气候补偿器可根据室外温度自动判断二次网供水温度,达到节约能源,并且能让用户家中获得舒适的温度。


解决方案

 
气候补偿器采集换热站参数(气候补偿器采集参数示意图)。首先,在气候补偿器内部建一个分段函数,该函数表达的是二次网供水温度与室外温度的一一对应关系,一般该对应关系靠经验值获得,每一个室外温度根据分段函数计算出一个对应二次网供水温度(后面简称计算二网供温)。其次,气候补偿器本身采集了二次网供水温度(简称采集二网供温)。再次,在PLC内部,通过PID模块,计算二网供温与采集二网供温分别作为比例积分微分控制的SV(设定值)和PV(过程值),一网电动比例积分调节阀作为MV(输出值),构成闭环控制系统,从而实现气候补偿。


台达DVP系列PLC设计

 
该气候补偿器的设计选择的是台达DVP系列PLC,系统架构参见图3所示。台达PLC以高速、稳健、高可靠度著称,广泛应用于各种自动化领域。DVP-SE为12点(8数字量输入点+4数字量输出点)主机,提供丰富的指令集,并具有16K step的程序内存,可连接薄型全系列I/O模块与高速扩展模块,包括数字量输入/输出(大输入/输出扩展点数可达480点)、及模拟量模块(A/D、D/A转换及温度单元)。全系列免电池设计,其PLC程序与停电保持数据皆运用高速闪存储存。


昆仑通态触摸屏画面设计


通过登录界面的登录权限设置,防止非操作人员进行非法操作,保障设备安全运行:


通过系统组态图能直观观察现场设备运行情况,包括个点温度及调节阀开度等信息:




控制方式分为4种。选择0时,开度设定参数有效,直接通过手动输入调节阀门开度。选择1时,目标值参数可手动设定,阀门的SV即为目标值,PV为二网供水温度,通过设定好的PID参数(即比例积分微分参数)自动调节阀门开度,使PV维持在SV。选择2时,PV为二网回水温度,其他同1。选择3时,目标值参数根据补偿曲线自动计算得出,不可手动设定,其他同1。选择4时,PV为二网回水温度,其他同3。


调节阀控制方式选择:

 
补偿曲线即为分段函数。例如,设定+20度时的计算目标为25度,+16度时的计算目标为30度,则当室外温度在+16到+25度时,计算温度可通过计算求得。


补偿曲线参数设定:



节能与环境压力下的供热自动化工程得天独厚。采用台达PLC和昆仑通态触摸屏,在保证性能与质量的前提下,兼具性价比高的特点。通过分段函数和PID算法结合台达PLC编程特点,是本方案的重点。