[發明專利]一種基于水工、熱工平衡的換熱站控制系統及方法

無效

• 申請號: 201110185925.4
• 申請日: 2011-07-05
• 公開（公告）號: CN102252366A
• 公開（公告）日: 2011-11-23
• 發明（設計）人: 王盛慧;金星;陳月巖;姜長泓;金剛;齊春林;馬慶峰
• 申請（專利權）人: 長春工業大學
• 主分類號: F24D19/10
• 分類號: F24D19/10
• 代理公司: 長春菁華專利商標代理事務所 22210
• 代理人: 南小平

1.一種基于水工、熱工平衡的換熱站控制系統，其特征在于，該系統包括信息監測單元、無線傳輸單元、主控制器和水泵控制單元；所述信息監測單元通過無線傳輸單元與主控制器連接，信息監測單元用于監測二次網供、回水的溫度、壓力和流量，所述無線傳輸單元采用ZigBee協議，實現主控制器和信息監測單元之間數據、命令的雙向通信；所述主控制器根據信息監測單元傳來的檢測數據，分析當前換熱站的工作狀態，以能耗指標為約束，采用能量優化控制方法，發出系統控制指令，協調系統各功能單元穩定運行；所述水泵控制單元與主控制器連接，其根據主控制器的控制指令，調節電機的運行狀態，實現換熱站系統熱工、水工平衡及能量優化控制。

2.如權利要求1所述的一種基于水工、熱工平衡的換熱站控制系統，其特征在于，所述信息監測單元包括壓力傳感器、流量傳感器、溫度傳感器、內含無線發送和接收器的微處理器以及信號處理電路；所述壓力傳感器、流量傳感器、溫度傳感器分別用于檢測二次網供、出水的壓力、流量和溫度；所述信號處理電路分別與壓力傳感器、流量傳感器、溫度傳感器相連，用于完成對上述各種傳感器信號的調理，以實現與微處理器的連接；所述微處理器與信號處理電路相連，用于控制與管理信息監測單元，以無線、多跳方式與無線傳輸單元相連。

3.如權利要求1所述的一種基于水工、熱工平衡的換熱站控制系統，其特征在于，所述無線傳輸單元包括內含無線發送和接收器的微處理器、USB接口電路和電源轉換電路；所述微處理器分別與USB接口電路、電源轉換電路相連，用于控制與管理信息監測單元，通過USB接口電路與主控制器的連接，由電源轉換電路提供工作電壓。

4.如權利要求1所述的一種基于水工、熱工平衡的換熱站控制系統，其特征在于，所述水泵控制單元包括接口電路、電機控制模塊和變頻調速模塊；所述接口電路用于提供標準485總線接口，實現水泵控制單元與主控制器的連接；所述電機控制模塊與接口電路連接，其用于水泵控制單元的控制與管理，接收來自主控制器發送的控制指令，將其轉換成標準的4-20mA電流信號，并送入變頻調速模塊；所述變頻調速模塊與電機控制模塊連接，其用于完成對系統補水泵、循環泵轉速的控制，實現換熱站水工、熱工平衡控制。

5.基于權利要求1-4中任一項所述的一種基于水工、熱工平衡的換熱站控制系統的控制方法，其特征在于，該方法包括如下步驟：

步驟一、根據換熱站供熱面積及管網設計要求，以二次網供、回水的壓力為參數，采用單閉環控制原理，建立換熱站水工平衡控制系統模型；

步驟二、以換熱系統能耗指標為約束，對二次網供、回水的溫度和流量采用雙環閉環控制，建立換熱站熱工平衡控制系統模型；

步驟三、通過信息監測單元獲得當前二次網供、回水的壓力值，主控制器根據步驟一的換熱站水工平衡控制系統模型計算補水流量，輸出與之對應的有效電信號，由485總線接口送入水泵控制單元的電機控制模塊，電機控制模塊將接收到的信號轉換成標準的4-20mA電流信號，再送入變頻調速模塊；變頻調速模塊調整補水泵的工作狀態，實現二次網恒壓水路循環；

步驟四、通過信息監測單元獲得當前二次網供、回水的溫度和流量，主控制器根據步驟二的換熱站熱工平衡控制系統模型計算出循環水流量，將其轉換成與之對應的有效電信號，由485總線接口送入水泵控制單元的電機控制模塊，電機控制模塊將接收到的信號轉換成標準的4-20mA電流信號，再送入變頻調速模塊；變頻調速模塊調整循環水泵的工作狀態，實現二次網熱工平衡的調節，進而實現基于水工、熱工平衡的換熱站控制方法。