CN105652908B - 便携式换热站支线管网水力平衡自动调试装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种便携式换热站支线管网水力平衡自动调试装置，由便携式测量装置、便携式调控装置、VPN路由器及上位机电脑组成，便携式测量装置通过VPN路由器和上位机电脑连接，上位机电脑通过VPN路由器连接便携式调控装置。本发明集成温度、压力、流量测量和循环泵变频器根据末端支线管网压差远程自动调节功能，且小型化携带方便、无需外接电源、自带电池可长时间移动工作、无线传输信号不受换热站与末端用户距离限制，测量装置可置于热力井内长时间测量记录无需人员看护，并可在换热站调控端装置实时观测调节效果，解决水平失调问题并达到节能效果。

Description

便携式换热站支线管网水力平衡自动调试装置

技术领域

本发明涉及城市集中供热管网中的换热站二次网末端支线压差自动调节，具体涉及一种便携式换热站支线管网水力平衡自动调试装置。

背景技术

目前我国城市集中供热换热站二次网调节普遍存在以下问题：二次网最不利环路水力平衡失调造成用户冷热不均；庭院管网调节依靠工作人员携带便携式流量计、测温枪等工具去各支线测量，通过电话与换热站调控人员联系反复人工调节，热力井室狭窄、高温、潮湿,调节人员无法长时间测量，调节手段不先进、效率较低；二次网循环泵压差为手动设定固定值，水泵不满足或超出末端用户需求，造成能耗极大浪费；现有二次网水力平衡方式一般采用安装电动调节阀或自力式平衡阀等方式，系统投资较大。

发明内容

本发明的目的在于克服现有的换热站二次网运行调节中存在的高能耗、调节手段低效率、投资较大的问题，并提供一种便携式换热站支线管网水力平衡自动调试装置，

本发明的技术方案如下：

便携式换热站支线管网水力平衡自动调试装置，由便携式测量装置、便携式调控装置、VPN路由器及上位机电脑组成，便携式测量装置通过VPN路由器和上位机电脑连接，上位机电脑通过VPN路由器连接便携式调控装置；

其中，便携式测量装置由测量装置外壳、超声波流量计主板、第一串口服务器、第一3G VPN路由器、DC12V锂电池、充电接口、电源开关及测量装置提手组成，测量装置外壳内设置超声波流量计主板、第一串口服务器、第一3G VPN路由器和DC12V锂电池，DC12V锂电池上设置充电接口，测量装置外壳上设置测量装置提手，DC12V锂电池为超声波流量计主板、第一串口服务器及第一3G VPN路由器供电，DC12V锂电池设置电源开关，超声波流量计主板与LED显示面板连接，超声波流量计主板上设置第一Pt100 铂电阻温度通道、第二Pt100 铂电阻温度通道、第一模拟量输入通道、第二模拟量输入通道、上游流量计传感器通道和下游流量计传感器通道，磁吸式供水温度传感器通过第一Pt100 铂电阻温度通道接口连接第一Pt100 铂电阻温度通道，磁吸式回水温度传感器通过第二Pt100 铂电阻温度通道接口连接第二Pt100 铂电阻温度通道，供水压力传感器通过第一模拟量输入接口连接第一模拟量输入通道，回水压力传感器通过第二模拟量输入接口连接第二模拟量输入通道，磁吸式上游流量计传感器通过上游流量计传感器接口连接上游流量计传感器通道，磁吸式下游流量计传感器通过下游流量计传感器接口连接下游流量计传感器通道，超声波流量计主板通过RS485总线连接第一串口服务器，第一串口服务器通过网线连接第一3G VPN路由器，第一3GVPN路由器通过VPN路由器和上位机电脑连接；

便携式调控装置由调控装置外壳、PLC可编程逻辑控制器、AC220V电源接口、AC220V转DC24V开关电源、第二3G VPN路由器、第二串口服务器、AC220V电源插头及调控装置提手组成，调控装置外壳上设置调控装置提手，调控装置外壳内设置PLC可编程逻辑控制器、AC220V转DC24V开关电源、第二3G VPN路由器和第二串口服务器，AC220V转DC24V开关电源为PLC可编程逻辑控制器、第二3G VPN路由器和第二串口服务器供电，AC220V转DC24V开关电源通过AC220V电源插头连接AC220V电源接口，PLC可编程逻辑控制器上设置PLC可编程逻辑控制器模拟量输出1通道和PLC可编程逻辑控制器模拟量输出2通道，PLC可编程逻辑控制器模拟量输出1通道通过变频器0-10V电压信号接口连接变频器电压通道，PLC可编程逻辑控制器模拟量输出2通道通过变频器4-20mA电流信号接口连接变频器电流通道，PLC可编程逻辑控制器通过RS485总线连接第二串口服务器，第二串口服务器通过网线连接第二3GVPN路由器，PLC可编程逻辑控制器连接HMI人机界面，上位机电脑通过VPN路由器连接第二3G VPN路由器。

本发明的优点在于：1、此套装置集成温度、压力、流量测量和循环泵变频器根据末端支线管网压差远程自动调节功能，且小型化携带方便、无需外接电源、自带电池可长时间移动工作、无线传输信号不受换热站与末端用户距离限制，测量装置可置于热力井内长时间测量记录无需人员看护，并可在换热站调控端装置实时观测调节效果；2、在换热站所带各个分支末端小室测得支线供回水压力后，通过计算压差自动调节换热站内循环泵变频器运行频率，使换热站所带各楼栋与既定流量一致，循环泵按管网平衡后的流量、压头运行，以此快速高效调节支线管网，解决水平失调问题并达到节能效果。

附图说明

图1是本发明整体结构框图；

图2是本发明便携式测量装置结构示意图；

图3是本发明便携式调控装置结构示意图。

具体实施方式 下面结合附图对本发明作进一步说明。

如图1所示，便携式换热站支线管网水力平衡自动调试装置，由便携式测量装置、便携式调控装置、VPN路由器及上位机电脑组成，便携式测量装置通过VPN路由器和上位机电脑连接，上位机电脑通过VPN路由器连接便携式调控装置；

其中，如图2所示，便携式测量装置由测量装置外壳1、超声波流量计主板26、第一串口服务器25、第一3G VPN路由器24、DC12V锂电池20、充电接口21、电源开关22及测量装置提手23组成，测量装置外壳1内设置超声波流量计主板26、第一串口服务器25、第一3G VPN路由器24和DC12V锂电池20，DC12V锂电池20上设置充电接口21，测量装置外壳1上设置测量装置提手23，DC12V锂电池20为超声波流量计主板26、第一串口服务器25及第一3G VPN路由器24供电，DC12V锂电池20设置电源开关22，超声波流量计主板26与LED显示面板27连接，超声波流量计主板26上设置第一Pt100 铂电阻温度通道14、第二Pt100 铂电阻温度通道15、第一模拟量输入通道16、第二模拟量输入通道17、上游流量计传感器通道18和下游流量计传感器通道19，磁吸式供水温度传感器2通过第一Pt100 铂电阻温度通道接口8连接第一Pt100 铂电阻温度通道14，磁吸式回水温度传感器3通过第二Pt100 铂电阻温度通道接口9连接第二Pt100 铂电阻温度通道15，供水压力传感器4通过第一模拟量输入接口10连接第一模拟量输入通道16，回水压力传感器5通过第二模拟量输入接口11连接第二模拟量输入通道17，磁吸式上游流量计传感器6通过上游流量计传感器接口12连接上游流量计传感器通道18，磁吸式下游流量计传感器7通过下游流量计传感器接口13连接下游流量计传感器通道19，超声波流量计主板26通过RS485总线连接第一串口服务器25，第一串口服务器25通过网线连接第一3G VPN路由器24，第一3G VPN路由器24通过VPN路由器和上位机电脑连接；

如图3所示，便携式调控装置由调控装置外壳28、PLC可编程逻辑控制器41、AC220V电源接口32、AC220V转DC24V开关电源38、第二3G VPN路由器39、第二串口服务器40、AC220V电源插头35及调控装置提手29组成，调控装置外壳28上设置调控装置提手29，调控装置外壳28内设置PLC可编程逻辑控制器41、AC220V转DC24V开关电源38、第二3G VPN路由器39和第二串口服务器40，AC220V转DC24V开关电源38为PLC可编程逻辑控制器41、第二3G VPN路由器39和第二串口服务器40供电，AC220V转DC24V开关电源38通过AC220V电源插头35连接AC220V电源接口32，PLC可编程逻辑控制器41上设置PLC可编程逻辑控制器模拟量输出1通道36和PLC可编程逻辑控制器模拟量输出2通道37，PLC可编程逻辑控制器模拟量输出1通道36通过变频器0-10V电压信号接口33连接变频器电压通道30，PLC可编程逻辑控制器模拟量输出2通道37通过变频器4-20mA电流信号接口34连接变频器电流通道31，PLC可编程逻辑控制器41通过RS485总线连接第二串口服务器40，第二串口服务器40通过网线连接第二3GVPN路由器39，PLC可编程逻辑控制器41连接HMI人机界面42，上位机电脑通过VPN路由器连接第二3G VPN路由器39。

本发明便携式测量装置通过各接口连接相应温度、压力、流量传感器部件，实时测量二次网末端最不利环路供回水温度、供水流量、供回水压力数据，由便携式测量装置内的超声波流量计主板接收上述信号，并通过便携式测量装置内的第一串口服务器利用RS485总线传输给第一3G VPN路由器，第一3G VPN路由器传输给VPN路由器，进而传输给上位机电脑，上位机电脑利用组态软件通过中转的方式将便携式测量装置所采集数据下发给安放于换热站内的便携式调控装置，便携式调控装置通过相应接口和换热站内的循环泵变频器频率输入接口连接；

便携式调控装置与测量装置通过3G网络实时通讯，便携式调控装置接口根据二次网循环泵变频器频率输入类型，连接相应的电压或电流信号输入端，便携式调控装置内的PLC可编程逻辑控制器内部通过采集的供水压力减去回水压力数值得出压差，调节人员结合实际工况对二次网变频器压差进行合理设定，通过调控装置内置的PLC可编程逻辑控制器对压差进行PID自整定，使设定值压差和反馈值即测量压差相一致，达到管网平衡效果。

便携式测量装置所采集供水温度、回水温度、供水流量不参与计算和调控，可根据现场情况选择是否连接并监测，起辅助观测调节效果所用。

Claims (1)

1.便携式换热站支线管网水力平衡自动调试装置，其特征在于：由便携式测量装置、便携式调控装置、VPN路由器及上位机电脑组成，便携式测量装置通过VPN路由器和上位机电脑连接，上位机电脑通过VPN路由器连接便携式调控装置；

其中，便携式测量装置由测量装置外壳（1）、超声波流量计主板（26）、第一串口服务器（25）、第一3G VPN路由器（24）、DC12V锂电池（20）、充电接口（21）、电源开关（22）及测量装置提手（23）组成，测量装置外壳（1）内设置超声波流量计主板（26）、第一串口服务器（25）、第一3G VPN路由器（24）和DC12V锂电池（20），DC12V锂电池（20）上设置充电接口（21），测量装置外壳（1）上设置测量装置提手（23），DC12V锂电池（20）为超声波流量计主板（26）、第一串口服务器（25）及第一3G VPN路由器（24）供电，DC12V锂电池（20）设置电源开关（22），超声波流量计主板（26）与LED显示面板（27）连接，超声波流量计主板（26）上设置第一Pt100 铂电阻温度通道（14）、第二Pt100 铂电阻温度通道（15）、第一模拟量输入通道（16）、第二模拟量输入通道（17）、上游流量计传感器通道（18）和下游流量计传感器通道（19），磁吸式供水温度传感器（2）通过第一Pt100 铂电阻温度通道接口（8）连接第一Pt100 铂电阻温度通道（14），磁吸式回水温度传感器（3）通过第二Pt100 铂电阻温度通道接口（9）连接第二Pt100铂电阻温度通道（15），供水压力传感器（4）通过第一模拟量输入接口（10）连接第一模拟量输入通道（16），回水压力传感器（5）通过第二模拟量输入接口（11）连接第二模拟量输入通道（17），磁吸式上游流量计传感器（6）通过上游流量计传感器接口（12）连接上游流量计传感器通道（18），磁吸式下游流量计传感器（7）通过下游流量计传感器接口（13）连接下游流量计传感器通道（19），超声波流量计主板（26）通过RS485总线连接第一串口服务器（25），第一串口服务器（25）通过网线连接第一3G VPN路由器（24），第一3G VPN路由器（24）通过VPN路由器和上位机电脑连接；

便携式调控装置由调控装置外壳（28）、PLC可编程逻辑控制器（41）、AC220V电源接口（32）、AC220V转DC24V开关电源（38）、第二3G VPN路由器（39）、第二串口服务器（40）、AC220V电源插头（35）及调控装置提手（29）组成，调控装置外壳（28）上设置调控装置提手（29），调控装置外壳（28）内设置PLC可编程逻辑控制器（41）、AC220V转DC24V开关电源（38）、第二3GVPN路由器（39）和第二串口服务器（40），AC220V转DC24V开关电源（38）为PLC可编程逻辑控制器（41）、第二3G VPN路由器（39）和第二串口服务器（40）供电，AC220V转DC24V开关电源（38）通过AC220V电源插头（35）连接AC220V电源接口（32），PLC可编程逻辑控制器（41）上设置PLC可编程逻辑控制器模拟量输出1通道（36）和PLC可编程逻辑控制器模拟量输出2通道（37），PLC可编程逻辑控制器模拟量输出1通道（36）通过变频器0-10V电压信号接口（33）连接变频器电压通道（30），PLC可编程逻辑控制器模拟量输出2通道（37）通过变频器4-20mA电流信号接口（34）连接变频器电流通道（31），PLC可编程逻辑控制器（41）通过RS485总线连接第二串口服务器（40），第二串口服务器（40）通过网线连接第二3G VPN路由器（39），PLC可编程逻辑控制器（41）连接HMI人机界面（42），上位机电脑通过VPN路由器连接第二3G VPN路由器（39）。