CN114688606B - 一种远距离集中供热控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种远距离集中供热控制系统，涉及工业自动控制领域，本发明包括构建集中供热管网控制系统，读取用汽量、压力值数据信号，将热用户侧用汽量、压力信号转换为标准模拟量信号，将标准模拟量信号送至厂内OvationDCS系统中，根据不同工况下的标准模拟量信号，进行不同控制模式间的自动切换；本发明通过热源站控制系统和用户侧控制系统间数据安全实时交互；降低了传统控制方式无法及时调整管网压力而造成的管网损耗和设备损耗，提高供热效率的同时带来了可观的安全经济效益，并采用流量和压力两种相结合的全自动控制模式，根据不同工况下的标准模拟量信号，使得三种不同控制模式间进行无扰自动切换，从而能够根据用户动态需求及时调整供热量。
Description
技术领域
本发明涉及工业自动控制技术领域，尤其涉及一种远距离集中供热控制系统。
背景技术
为贯彻落实政府环保要求，提高能源综合利用效率，居民采暖、工业用热等广泛采用集中供热方式。热力企业集中进行热源生产和环保处置，蒸汽或热水通过热力管网的方式输送至热用户使用。通过用户侧计量装置进行计量收费。
长期运行中，面临着热用户用热量动态变化，热用户布置分散，换热站距离热用户较远、控制系统数据相互独立等问题，无法根据用户动态需求及时调整供热量，导致管网压力波动较大，无法满足用户对热源品质的要求，也存在着管网热损失较大、设备损耗加剧等一系列问题。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在无法根据用户动态需求及时调整供热量，以及管网热损失较大的缺点，而提出的一种远距离集中供热控制系统。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种远距离集中供热控制系统，包括供热控制方法，所述供热控制方法，步骤如下：
构建集中供热管网控制系统；
读取用汽量、压力值数据信号；
将热用户侧用汽量、压力信号转换为标准模拟量信号；
将标准模拟量信号送至厂内OvationDCS系统中；
根据不同工况下的标准模拟量信号，进行不同控制模式间的自动切换；
优选地，所述构建集中供热管网控制系统，具体包括：
集中供热管网控制系统分为压力控制站和热用户侧分布式计量站两部分，压力控制站及热源锅炉采用OvationDCS控制系统；热用户侧分布式计量站部分采用基于移动物联网的智慧热网信息系统；
优选地，所述读取用汽量、压力值数据信号，具体包括：
引入智慧热网控制传输模块，从移动端智慧热网信息系统中读取数据；
其中，数据信号读取方法具体如下：
集中供热管网控制系统接收读取请求；
根据读取请求确定待读取的一条或多条子数据；
从待读取的一条或多条子数据中提取其在存储介质中的存储位置，从存储位置中读取所需数据信号。
优选地，所述将热用户侧用汽量、压力信号转换为标准模拟量信号，具体包括：
获取热用户侧用汽量、压力信号数据后，通过加密私有协议转换和PLC装置，将热用户侧用汽量、压力等信号转换为4～20mA的标准模拟量信号送至OvationDCS系统中，在满足信息安全要求的前提下，实现了信息系统数据的安全实时交换。
优选地，所述将标准模拟量信号送至厂内OvationDCS系统中，具体包括：
将智慧热网信息系统数据库与OvationDCS系统数据库建立有效连接；
OvationDCS系统接收标准模拟量信号传输请求；
然后直接通过上述两者数据库之间进行数据传输。
其中，OvationDCS系统通过检测“心跳”信号的方式，来判断数据的有效性；同时通过数据上下限设置、变化速率设置等手段，确保移动端外网至厂内Ovation DCS系统数据传输的安全性、可靠性和有效性。
优选地，所述根据不同工况下的标准模拟量信号，进行不同控制模式间的自动切换，具体包括：
采用流量和压力两种相结合的全自动控制模式，根据不同工况下的标准模拟量信号，在外界供热流量需求偏小或管网末端用户压力低或智慧热网模块数据故障时，系统会自动切换至不同控制模式；
其中，控制模式包括以下三种：基于用汽量的流量控制模式，简称流量模式；基于供汽量的压力控制模式，简称本地压力模式；基于用汽量的压力控制模式，简称：压力模式；从而可以根据不同工况实现三种控制模式间的无扰自动切换；
其中，在正常运行方式下，热网压力控制站部分调节阀采用流量模式计算值经过函数f(x)线性化之后控制主、辅调节阀；
管损率=，供汽量需求=/>，供热管损与供汽量、用汽量为一函数关系/>，而供热管损可以反函数/>，加上操作人员手动偏置，作为流量模式PID设定；
当用户侧压力低于标准阈值，并在5分钟内连续下降，此时将控制方式切换至压力模式；当压力高于标准阈值，并稳定15分钟后，将控制方式切回流量模式；
当检测到热网中PLC装置数据变为坏质量或数据值等于0或数据5分钟内变化率为0，此时证明热网中PLC装置数据传输异常，将控制方式切换至本地压力控制模式；
一种远距离集中供热控制系统，包括：
系统构建模块：用于构建集中供热管网控制系统；
信号读取模块：用于读取用汽量、压力值数据信号；
信号转换模块：用于将热用户侧用汽量、压力信号转换为标准模拟量信号；
信号传输模块：用于将标准模拟量信号送至厂内OvationDCS系统中；
控制切换模块：用于根据不同工况下的标准模拟量信号，进行不同控制模式间的自动切换。
优选地，所述控制切换模块还包括：
流量模式子模块：用于当压力高于标准阈值时，切换至流量模式，并基于用汽量的流量对热网压力进行控制；
压力控制子模块：用于当用户侧压力低于标准阈值，切换至本地压力模式，并基于供汽量的压力对热网压力进行控制；
本地压力子模块：用于当PLC装置数据传输异常时，切换至压力模式，并基于用汽量的压力对热网压力进行控制。
一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机可读指令，所述处理器执行所述计算机可读指令时实现远距离集中供热控制方法的步骤。
一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机可读指令，所述计算机可读指令被处理器执行时实现远距离集中供热控制方法的步骤。
相比现有技术，本发明的有益效果为：
1、本发明通过远距离集中供热系统热源站控制系统和用户侧控制系统间数据安全实时交互；降低了传统控制方式无法及时调整管网压力而造成的管网损耗和设备损耗，提高供热效率的同时带来了可观的安全经济效益。
2、本发明采用流量和压力两种相结合的全自动控制模式，根据不同工况下的标准模拟量信号，使得三种不同控制模式间进行无扰自动切换，从而能够根据用户动态需求及时调整供热量，以此提高了供热系统的实用性，实现对供汽流量的精准调节和控制。
附图说明
图1为本发明提出的一种远距离集中供热控制方法的步骤流程图；
图2为本发明提出的一种远距离集中供热控制系统的热力系统示意图；
图3为本发明提出的一种远距离集中供热控制系统的硬件架构示意图；
图4为本发明提出的一种远距离集中供热控制系统的软件逻辑示意图；
图5为本发明提出的一种远距离集中供热控制系统的压力模式切换条件逻辑示意图；
图6为本发明提出的一种远距离集中供热控制系统的流量模式切换条件逻辑示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
参照图1-6，一种远距离集中供热控制系统，包括供热控制方法，供热控制方法，步骤如下：
S1、构建集中供热管网控制系统，具体包括：
集中供热管网控制系统分为压力控制站和热用户侧分布式计量站两部分，压力控制站及热源锅炉采用OvationDCS控制系统；热用户侧分布式计量站部分采用基于移动物联网的智慧热网信息系统；
其中，因电力系统信息安全要求，上述控制系统之间网络采用物理方式隔离。
S2、读取用汽量、压力值数据信号，具体包括：
引入智慧热网控制传输模块，从移动端智慧热网信息系统中读取数据；
其中，数据信号读取方法具体如下：
S201、集中供热管网控制系统接收读取请求；
S202、根据读取请求确定待读取的一条或多条子数据；
S203、从待读取的一条或多条子数据中提取其在存储介质中的存储位置，从存储位置中读取所需数据信号。
S3、将热用户侧用汽量、压力信号转换为标准模拟量信号，具体包括：
获取热用户侧用汽量、压力信号数据后，通过加密私有协议转换和PLC装置，将热用户侧用汽量、压力等信号转换为4～20mA的标准模拟量信号送至OvationDCS系统中，在满足信息安全要求的前提下，实现了信息系统数据的安全实时交换。
其中，采用施耐德M430系列PLC装置将数据标准化为4～20mA信号。
S4、将标准模拟量信号送至厂内OvationDCS系统中，具体包括：
S401、将智慧热网信息系统数据库与OvationDCS系统数据库建立有效连接；
S402、OvationDCS系统接收标准模拟量信号传输请求；
S403、然后直接通过上述两者数据库之间进行数据传输。
其中，OvationDCS系统通过检测“心跳”信号的方式，来判断数据的有效性；同时通过数据上下限设置、变化速率设置等手段，确保移动端外网至厂内Ovation DCS系统数据传输的安全性、可靠性和有效性。
S5、根据不同工况下的标准模拟量信号，进行不同控制模式间的自动切换，具体包括：
采用流量和压力两种相结合的全自动控制模式，根据不同工况下的标准模拟量信号，在外界供热流量需求偏小或管网末端用户压力低或智慧热网模块数据故障时，系统会自动切换至不同控制模式；
其中，控制模式包括以下三种：基于用汽量的流量控制模式，简称流量模式；基于供汽量的压力控制模式，简称本地压力模式；基于用汽量的压力控制模式，简称：压力模式；从而可以根据不同工况实现三种控制模式间的无扰自动切换；
其中，在正常运行方式下，热网压力控制站部分调节阀采用流量模式计算值经过函数f(x)线性化之后控制主、辅调节阀；
管损率=，供汽量需求=/>，供热管损与供汽量、用汽量为一函数关系/>，而供热管损可以反函数/>，加上操作人员手动偏置，作为流量模式PID设定，Q代表供热管损，S代表供汽量与用汽量的比例系数。这个公式表示供热管损与供汽量、用汽量之间存在一定的函数关系，其中S是一个比例系数，表示供汽量、用汽量对供热管损的影响程度；
当用户侧压力低于标准阈值，并在5分钟内连续下降，此时将控制方式切换至压力模式；当压力高于标准阈值，并稳定15分钟后，将控制方式切回流量模式；
当检测到热网中PLC装置数据变为坏质量或数据值等于0或数据5分钟内变化率为0，此时证明热网中PLC装置数据传输异常，将控制方式切换至本地压力控制模式；
其中，考虑到早上7～8点为用户用汽高峰，因此在每天早上5点将控制方式切换至压力模式对管网进行充压，8点之后将系统切回流量模式，实现对供汽流量的精准调节和控制。
一种远距离集中供热控制系统，包括：
系统构建模块：用于构建集中供热管网控制系统；
信号读取模块：用于读取用汽量、压力值数据信号；
信号转换模块：用于将热用户侧用汽量、压力信号转换为标准模拟量信号；
信号传输模块：用于将标准模拟量信号送至厂内OvationDCS系统中；
控制切换模块：用于根据不同工况下的标准模拟量信号，进行不同控制模式间的自动切换。
其中，控制切换模块还包括：
流量模式子模块：用于当压力高于标准阈值时，切换至流量模式，并基于用汽量的流量对热网压力进行控制；
压力控制子模块：用于当用户侧压力低于标准阈值，切换至本地压力模式，并基于供汽量的压力对热网压力进行控制；
本地压力子模块：用于当PLC装置数据传输异常时，切换至压力模式，并基于用汽量的压力对热网压力进行控制。
一种计算机设备，包括存储器和处理器，存储器中存储有计算机可读指令，处理器执行计算机可读指令时实现远距离集中供热控制方法的步骤。
一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机可读指令，计算机可读指令被处理器执行时实现远距离集中供热控制方法的步骤。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种远距离集中供热控制方法，其特征在于，步骤如下：
构建集中供热管网控制系统；
读取用汽量、压力值数据信号；
将热用户侧用汽量、压力信号转换为标准模拟量信号；
将标准模拟量信号送至厂内OvationDCS系统中；
根据不同工况下的标准模拟量信号，进行不同控制模式间的自动切换；
所述构建集中供热管网控制系统，具体包括：
集中供热管网控制系统分为压力控制站和热用户侧分布式计量站两部分，压力控制站及热源锅炉采用OvationDCS控制系统；热用户侧分布式计量站部分采用基于移动物联网的智慧热网信息系统；
所述读取用汽量、压力值数据信号，具体包括：
引入智慧热网控制传输模块，从移动端智慧热网信息系统中读取数据；
其中，数据信号读取方法具体如下：
集中供热管网控制系统接收读取请求；
根据读取请求确定待读取的一条或多条子数据；
从待读取的一条或多条子数据中提取其在存储介质中的存储位置，从存储位置中读取所需数据信号；
所述将热用户侧用汽量、压力信号转换为标准模拟量信号，具体包括：
获取热用户侧用汽量、压力信号数据后，通过加密私有协议转换和PLC装置，将热用户侧用汽量、压力等信号转换为4～20mA的标准模拟量信号送至OvationDCS系统中，在满足信息安全要求的前提下，实现了信息系统数据的安全实时交换；
所述将标准模拟量信号送至厂内OvationDCS系统中，具体包括：
将智慧热网信息系统数据库与OvationDCS系统数据库建立有效连接；
OvationDCS系统接收标准模拟量信号传输请求；
然后直接通过上述两者数据库之间进行数据传输；
其中，OvationDCS系统通过检测“心跳”信号的方式，来判断数据的有效性；同时通过数据上下限设置、变化速率设置等手段，确保移动端外网至厂内Ovation DCS系统数据传输的安全性、可靠性和有效性；
所述根据不同工况下的标准模拟量信号，进行不同控制模式间的自动切换，具体包括：
采用流量和压力两种相结合的全自动控制模式，根据不同工况下的标准模拟量信号，在外界供热流量需求偏小或管网末端用户压力低或智慧热网模块数据故障时，系统会自动切换至不同控制模式；
其中，控制模式包括以下三种：基于用汽量的流量控制模式，简称流量模式；基于供汽量的压力控制模式，简称本地压力模式；基于用汽量的压力控制模式，简称：压力模式；从而可以根据不同工况实现三种控制模式间的无扰自动切换；
其中，在正常运行方式下，热网压力控制站部分调节阀采用流量模式计算值经过函数f(x)线性化之后控制主、辅调节阀；
管损率=，供汽量需求=/>，供热管损与供汽量、用汽量为一函数关系/>，而供热管损可以反函数/>，加上操作人员手动偏置，作为流量模式PID设定，Q代表供热管损，S代表供汽量与用汽量的比例系数。这个公式表示供热管损与供汽量、用汽量之间存在一定的函数关系，其中S是一个比例系数，表示供汽量、用汽量对供热管损的影响程度；
当用户侧压力低于标准阈值，并在5分钟内连续下降，此时将控制方式切换至压力模式；当压力高于标准阈值，并稳定15分钟后，将控制方式切回流量模式；
当检测到热网中PLC装置数据变为坏质量或数据值等于0或数据5分钟内变化率为0，此时证明热网中PLC装置数据传输异常，将控制方式切换至本地压力控制模式。
2.一种采用如权利要求1所述远距离集中供热控制方法的远距离集中供热控制系统，其特征在于，包括：
系统构建模块：用于构建集中供热管网控制系统；
信号读取模块：用于读取用汽量、压力值数据信号；
信号转换模块：用于将热用户侧用汽量、压力信号转换为标准模拟量信号；
信号传输模块：用于将标准模拟量信号送至厂内OvationDCS系统中；
控制切换模块：用于根据不同工况下的标准模拟量信号，进行不同控制模式间的自动切换。
3.根据权利要求2所述的一种远距离集中供热控制系统，其特征在于，所述控制切换模块还包括：
流量模式子模块：用于当压力高于标准阈值时，切换至流量模式，并基于用汽量的流量对热网压力进行控制；
压力控制子模块：用于当用户侧压力低于标准阈值，切换至本地压力模式，并基于供汽量的压力对热网压力进行控制；
本地压力子模块：用于当PLC装置数据传输异常时，切换至压力模式，并基于用汽量的压力对热网压力进行控制。
4.一种计算机设备，其特征在于，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机可读指令，所述处理器执行所述计算机可读指令时实现如权利要求1所述的远距离集中供热控制方法的步骤。
5.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机可读指令，所述计算机可读指令被处理器执行时实现如权利要求1所述的远距离集中供热控制方法的步骤。
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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