基于PROFINET的智能換熱站系統

　　PROFIBUS是目前國際上通用的現場(chǎng)總線(xiàn)標準之一，以其獨特的技術(shù)特點(diǎn)、嚴格的認證規范、開(kāi)放的標準、眾多廠(chǎng)商的支持和不斷發(fā)展的應用行規，已成為最重要的現場(chǎng)總線(xiàn)標準。PROFIBUS符合RS485標準，也就是說(shuō)PROFIBUS的物理介質(zhì)是RS485，因此電器PROFIBUS的傳輸距離受到傳輸速率的限制，總線(xiàn)的傳輸波特率9.6Kbit-12Mbit。在復雜的工業(yè)現場(chǎng)PROFIBUS在傳輸速率、傳輸距離和抗干擾性能上還是率遜一籌。
　　PROFINET以IEEE802.3為基礎，采用100Mbit/s的快速以太網(wǎng)和交換技術(shù)。作為跨供應商的技術(shù)，可以完全兼容工業(yè)以太網(wǎng)和現有的現場(chǎng)總線(xiàn)（如PROFIBUS）技術(shù)，保護現有投資。通過(guò)代理服務(wù)器技術(shù)，PROFINET可以無(wú)縫的集成現場(chǎng)總線(xiàn)PROFIBUS和其它總線(xiàn)標準。
　　PROFINET支持線(xiàn)性、星型、樹(shù)狀及環(huán)形構架，為自動(dòng)化通信領(lǐng)域提供了高速傳輸通道和優(yōu)良的抗干擾介質(zhì)。如圖1所以，其功能包括8個(gè)主要方面：實(shí)時(shí)通訊、分布式現場(chǎng)設備、運動(dòng)控制、分布式自動(dòng)化、網(wǎng)絡(luò )安裝、IT標準和信息安全、故障安全和過(guò)程自動(dòng)化。

　　二、換熱站系統發(fā)展現狀
　　目前國內市場(chǎng)上存在一些相關(guān)的控制系統，主要存在以下缺陷：
　?。?）精確性較高但沒(méi)有智能性：一些基于PLC技術(shù)的換熱站控制系統，將過(guò)去的機械控制設備更新為電子控制裝置，提高了控制的精確性，但某些控制參數仍然依靠工作人員的經(jīng)驗來(lái)設定。經(jīng)驗值很顯然是不能滿(mǎn)足所有用戶(hù)的需求，這樣就不能保證熱資源的充分利用。
　?。?）控制缺乏實(shí)時(shí)性：換熱站管理人員按固定時(shí)間檢查各儀表參數，然后根據儀表數據設置控制參數，不能及時(shí)根據反饋調整控制參數，不能使供熱量與需熱量實(shí)時(shí)保持一致，造成熱量不足或浪費。
　?。?）沒(méi)有實(shí)現換熱站的集中管理與控制：換熱站獨立管理，獨立控制，供熱質(zhì)量和節能減排效益因工作人員的經(jīng)驗水平體現出較大差異。
　　近年來(lái)，國家提倡節能減排、低碳生活。所以對換熱站的智能化、節能減排要求也逐步的提高。由于每戶(hù)的位置不同、面積不同、人口數量不同、需要的熱量也不盡相同。有的用戶(hù)由于在管網(wǎng)的末端，所以熱量明顯的不夠。有的用戶(hù)在管網(wǎng)的前端，熱量過(guò)剩，有的甚至需要開(kāi)門(mén)窗放熱。這樣就造成了熱量的大量浪費。熱資源利用率也大大的降低。所以，分戶(hù)計量熱流量、室內外溫度反饋、換熱站無(wú)人值守等也必將成為未來(lái)?yè)Q熱站系統發(fā)展的一種趨勢。
　　三、智能換熱站系統
　　智能換熱站系統總體結構如圖2所示。

　　紅色箭頭所示為一次進(jìn)水和一次回水管路；藍色箭頭所示為二次進(jìn)水和二次回水管路；綠色箭頭為補水管路。循環(huán)泵和補水泵可根據供熱規模和用戶(hù)要求增加多個(gè)備用泵，工頻和變頻工作模式可選。
　　管網(wǎng)各處進(jìn)出水口都配有溫度和壓力傳感器。實(shí)時(shí)反饋溫度和壓力，真正的做到實(shí)時(shí)調節管網(wǎng)各個(gè)部分泵的工作頻率和閥門(mén)開(kāi)度，以確保熱用戶(hù)的室內溫度平衡，既不會(huì )溫度不達標，也不會(huì )熱量過(guò)剩，造成熱浪費。
　　整個(gè)系統控制部分分成三個(gè)模塊。調節閥溫度控制、循環(huán)泵壓力控制和補水泵壓力控制。
　　1、調節閥溫度控制

　　調節閥的開(kāi)度直接影響二次網(wǎng)的進(jìn)水溫度。系統可以手動(dòng)設定調節閥的開(kāi)度，也可以根據二次網(wǎng)進(jìn)水溫度的設定值與二次網(wǎng)進(jìn)水溫度當前值進(jìn)行PID計算。調節結果是，二次網(wǎng)進(jìn)水溫度達到設定值，調節閥開(kāi)度維持在一個(gè)恒定值。