基于研華WebAccess熱力系統優(yōu)化 控制與遠程監控的實(shí)現

l Advantech WebAccess
研華WebAccess的整體構架是基于網(wǎng)絡(luò )的，其基本組成部分有：
(1)工程節點(diǎn)。相當于工程師站，主要的編程、下載、整體調試與修改在這里完成，它有最高權限。同時(shí)還提供客戶(hù)端和監控節點(diǎn)間的初始連接。
(2)監控節點(diǎn)。首先一個(gè)間接的數據庫服務(wù)器，WebAccess支持多種通信協(xié)議與自動(dòng)化設備連接并通信。WebAccess監控節點(diǎn)主要提供管理控制和數據采集(SCADA)功能，包括趨勢記錄實(shí)時(shí)數據、報表、排程、報警和報警記錄及運行記錄等。
(3)客戶(hù)端。實(shí)際上是一種人機界面(HMI)的插件，它提供實(shí)時(shí)的數據顯示、動(dòng)畫(huà)、趨勢、報警和報告等功能。WebAccess客戶(hù)端使用TCP／IP協(xié)議通過(guò)因特網(wǎng)或局域網(wǎng)和監控節點(diǎn)連接，而且允許線(xiàn)上管理員更改點(diǎn)值，確認警報和實(shí)時(shí)控制。
(4)瘦客戶(hù)端PDA。WebAccess的瘦客戶(hù)端可以運行在嵌入式平臺上，其實(shí)是擴大了監控功能。工作人員如果有權限就通過(guò)PDA手機及手提電腦都可以隨時(shí)了解和控制工程現場(chǎng)的狀況。
此外WebAccess可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò )實(shí)現遠程建構、修改圖形及數據庫。同時(shí)提供了與AutoCAD相容的矢量繪圖方式，節省了存儲空間，還可直接導人AutoCAD的DxF文件，提高了繪圖速度。

2 熱力系統優(yōu)化控制
2．1 熱力系統的工作原理
通過(guò)一次網(wǎng)供水管道進(jìn)入換熱器，經(jīng)過(guò)熱交換后，再經(jīng)一次網(wǎng)回水管道流回熱源。而二次網(wǎng)的水在熱交換后經(jīng)二次網(wǎng)供水管道進(jìn)入取暖用戶(hù)的散熱器，用戶(hù)取得熱量后，經(jīng)二次網(wǎng)回水管道再進(jìn)入熱交換器，如此循環(huán)給用戶(hù)供暖。其中溫度、壓力是熱力系統的主要被控工藝參數，實(shí)現其優(yōu)化控制具有重要意義。如圖1所示。
2．2 補水控制
系統內熱水的水壓為P，將壓力變送器安裝在二次網(wǎng)回水主管道上，管網(wǎng)上壓力的變化經(jīng)壓力變送器送到控制器的輸入端。壓力的給定值設置為P0，當供熱系統的壓力低于P0時(shí)，變頻器的輸出頻率上升開(kāi)始補水；達到P0時(shí)，反饋信號與給定信號基本相等，變頻器輸出頻率下降停止補水，從而實(shí)現了自動(dòng)補水功能。如圖2所示。

2．3 溫度控制
溫度是工業(yè)對象中最主要的被控參數之一，而供暖過(guò)程中又存在許多干擾，如環(huán)境溫度變化、輸熱管散熱等，傳統的PID控制器很難對溫度進(jìn)行良好的控制。內模PID控制器與傳統PID控制器相比包含了整個(gè)過(guò)程的模型信息，同時(shí)可以利用解析的方法進(jìn)行控制器的設計，而且內模PID控制器又具有很強的魯棒性、跟蹤調節性、抗干擾性。所以對控制熱力系統有很大優(yōu)勢。如圖3所示，系統反饋信號是二次側供、回水溫差F和外界擾動(dòng)Fw，溫差給定值為R。當F+F叫大于F0時(shí)，循環(huán)泵加，使循環(huán)水流量增加；當F+Fw=Fn時(shí)變頻器沒(méi)動(dòng)作；當F+Fw小于F0時(shí)，循環(huán)泵減速使循環(huán)水流量減少(循環(huán)水的流量與用戶(hù)所得熱量成正向關(guān)系)。

3 熱力監控系統的設計
3．1 熱力監控系統網(wǎng)絡(luò )架構
本系統的網(wǎng)絡(luò )結構分為三層，包括管理層、現場(chǎng)控制層、現場(chǎng)設備層。
首先現場(chǎng)設備層包括儀表、傳感器、執行器等，它們通過(guò)總線(xiàn)或串口與PLC進(jìn)行通信完成數據交換。是控制系統的最底一層。