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摘要 自动控制中，根据被控参数的变化不断修正控制量的反馈控制应用最为广泛。除此之外，在外扰施加作用于被控对象之前，就事先修正控制量的前馈控制，以及前馈控制与反馈控制结合使用的情况都经常出现。一方面，根据目标值的选择方式，分为控制目标值为常数的定值控制方式和选取与目标值有函数关系的参数，通过程序进行控制的方式，同时，还存在多个控制要素结合在一起进行控制的方式。
关键词 PLC；换热站；无线网络；远程监控
中图分类号 TP277 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-（2013）012-0154-01
在空调设备的控制中存在着：热源系统的串联控制，室外温度的补偿控制，吹出温度的限度控制，人体热舒适性指标的PMV值控制等。以换热站为例，一个典型的换热站是一个多环路的控制系统，包括供热温度的控制、补水箱液位的控制、一次侧回水温度的控制等，各种控制环路综合作用以达到满意的供热品质和节能要求。供热系统控制的目的是保证室温在一个范围之内波动，所以室温是被控参数，但是因为整个供热管路设备再加上建筑物具有较大的蓄热性，所以时滞非常严重，一般不能用室温作为直接的控制量，而采用二次网的供水温度或供水流量等作为控制量，这就相当于建立了一个串级控制（多环控制系统中的一种）；如果通过调整一次侧的流量来进行二次侧供水温度的控制，就成了一个反馈控制，如果系统中还涉及室外温度补偿的环节，这就带有前馈控制的成分了；补水水箱液位的调节是一个定值调节控制；如果要求该换热站在满足供热品质的前提下达到最节能，这就已经提出了最优化控制的要求。
1 换热站自控部分
以换热站作为控制对象时，具有如下特点：换热站数目较多；站与站之间分散，距离较远；每个换热站独立运行自成系统；系统惰性大，参数变化缓慢，滞后时间长；各换热站供热面积大小不一，新旧建筑的负荷状况不一。基于以上特点，换热站非常适于以先进的现代化信息技术实现系统的管理，实现由传统的人工操作模式，向现代的高度集成化、自动化、智能化的模式转变。
换热站自控系统主要由数据采集控制部分、循环水泵控制部分、补水定压控制部分、通信部分等组成，通过热工检测仪表测量一次网二次网温度压力流量等信号按自控系统中预先设定的控制算法及控制方式完成對一次网调节阀、循环泵及补水泵的控制，以达到换热站安全的可靠的经济的运行。
1）热负荷预测策略。热力系统本身是一个大的热惯性系统，且影响因素众多，条件千差万别，因此做到精确控制非常困难。供热时气象条件的变化很复杂且不可准确预测，同时供热系统本身存在严重的滞后问题，即室外气象条件的变化是绝对的，而且对室内环境产生影响存在一定的滞后，供热调节又是有条件的，不可能过于频繁地调节，而且介质的传输必然产生一定的滞后，再加上散热器系统的滞后。基于上述原因，准确的供热量需求是以负荷预测为基础的，需要较长的响应时间。同时，热力系统本身又是一个大的热容系统，这就使得环境气象条件的急剧变化会被热力系统吸收，所谓以慢制快，再加上用户本身的适应能力对环境质量的要求留有余地，因此前几天的环境温度会对现在的热负荷需求产生直接的影响。所以，我们只要根据天气预报以及前几天的天气状况，建立天气预报一一供热负荷预估模型系统，就可以进行较为合理准确的负荷预测。
2）室外温度的选取。各个热力站由于受场地的空间、建筑物结构的限制，即使装室外温度测点，但是由于受通风、El照等条件的影响，也不一定准确，具体的做法是在调度站统一把室外下发到各换热站。室外温度的选取有两种方法：一是在调度站选3～4个比较合适的测点，然后把这些数值求平均值，作为标准值；二是对具备安装条件的，在热网分布的几个端点处设测量点，通过通信网络把数据传送到调度站，在调度中心的计算机上把这些数值求平均值作为标准值下发到各换热站的RTU中。
2 基于PLC的换热站无线网络远程监控系统
变频器把电机的电流、转速等信号送入PLC，PLC可以控制变频器的启停及调速。水、电、热能的计量参数仪表也采用MODBUS通信把参数送入PLC中。触屏作为现场的人机接口，显示换热站的主要参数及设备状态，现场的操作指令也可以通过触屏下达。调度中心的通信采用GPRS方式，主要完成的控制功能：
1）控制器应能根据当地换热站运行曲线编辑，通过检测二级网供水温度和室外温度，自动调节电动调节阀的开度，实现换热站的质调节；可以根据不同的时间段及地点（白天、夜晚不同，冬季、春季不同，学校、办公室、居民楼的不同）设置多条曲线，监控中心也可以根据经济分析，自动生成经济运行的曲线，管理人员通过网络可以修改运行曲线和设定参数，完成运行曲线的修改、移植。
2）二次网压差控制，根据二次网供回水压差设定值，自动调节变频循环水泵的转速，同时能根据室外温度的变化调节循环水泵的转速，两种调节模式在软件中切换。
3）控制器以死循环的方式控制调节阀来调节一次网的流量，以保证二次网的供水温度，当管网负荷过大或者供热不足时，RTU能控制调节阀的开度，使管网水力平衡，防止水力失调现象发生。
4）控制器根据检测的信号进行参数报警，可以本地显示及远传，操作上设置了人工/自动转换功能，开关设置在触屏上或者在控制箱上设置硬开关。
5）控制器应能根据水箱水位，判断液位所处状态，超高限报警，超低限与补水泵连锁，停止补水泵。防止补水泵宅转过热。
6）控制器能检测到二次网的回水压力过低，停止二次网循环泵，报警，达到要求后再启泵；检测到换热器压差过大，发生堵塞，关闭电动调节阀，并发出报警信号。
7）当二级网供水压力超高时，信号经滤波处理后，RTU经过判断，发出停泵指令，停止循环泵，防止二级网超压爆管，同时发出报警信号。
3 结论
总之，基于PLC的换热站无线网络远程监控系统要得到高度重视，通过采用专业的技术手段，从时间和空间上对换热站无线网络远程进行有效地监控，及时地启动监控系统，向相应的发出
通报，从而采取相应的措施。目前，我国在这方面与国外发达国家相比，还存在一定的差距，这就需要相关部门充分开发和构建出适用于我国换热站无线网络远程监控系统，通过PLC技术进行系统的开发和推广。
参考文献
[1]孙永民.变频器结合PLC在供热系统中的应用[J].中国新技术新产品，2010（16）：46-47.
[2]常志华.水厂滤池控制系统的设计与应用[J].中国新技术新产品，2010（13）：112-113.
[3]丁炜.换热站管线改造及节能技术应用[J]. 石油和化工节能，2008（06）：90-92.
[4]李光元，耿刚，潘友军等.基于RS-485通信、PLC与三维力控组态技术的太阳能热水工程监控系统[J].中国建设动态（阳光能源），2011（05）：108-109.
关键词 PLC；换热站；无线网络；远程监控
中图分类号 TP277 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-（2013）012-0154-01
在空调设备的控制中存在着：热源系统的串联控制，室外温度的补偿控制，吹出温度的限度控制，人体热舒适性指标的PMV值控制等。以换热站为例，一个典型的换热站是一个多环路的控制系统，包括供热温度的控制、补水箱液位的控制、一次侧回水温度的控制等，各种控制环路综合作用以达到满意的供热品质和节能要求。供热系统控制的目的是保证室温在一个范围之内波动，所以室温是被控参数，但是因为整个供热管路设备再加上建筑物具有较大的蓄热性，所以时滞非常严重，一般不能用室温作为直接的控制量，而采用二次网的供水温度或供水流量等作为控制量，这就相当于建立了一个串级控制（多环控制系统中的一种）；如果通过调整一次侧的流量来进行二次侧供水温度的控制，就成了一个反馈控制，如果系统中还涉及室外温度补偿的环节，这就带有前馈控制的成分了；补水水箱液位的调节是一个定值调节控制；如果要求该换热站在满足供热品质的前提下达到最节能，这就已经提出了最优化控制的要求。
1 换热站自控部分
以换热站作为控制对象时，具有如下特点：换热站数目较多；站与站之间分散，距离较远；每个换热站独立运行自成系统；系统惰性大，参数变化缓慢，滞后时间长；各换热站供热面积大小不一，新旧建筑的负荷状况不一。基于以上特点，换热站非常适于以先进的现代化信息技术实现系统的管理，实现由传统的人工操作模式，向现代的高度集成化、自动化、智能化的模式转变。
换热站自控系统主要由数据采集控制部分、循环水泵控制部分、补水定压控制部分、通信部分等组成，通过热工检测仪表测量一次网二次网温度压力流量等信号按自控系统中预先设定的控制算法及控制方式完成對一次网调节阀、循环泵及补水泵的控制，以达到换热站安全的可靠的经济的运行。
1）热负荷预测策略。热力系统本身是一个大的热惯性系统，且影响因素众多，条件千差万别，因此做到精确控制非常困难。供热时气象条件的变化很复杂且不可准确预测，同时供热系统本身存在严重的滞后问题，即室外气象条件的变化是绝对的，而且对室内环境产生影响存在一定的滞后，供热调节又是有条件的，不可能过于频繁地调节，而且介质的传输必然产生一定的滞后，再加上散热器系统的滞后。基于上述原因，准确的供热量需求是以负荷预测为基础的，需要较长的响应时间。同时，热力系统本身又是一个大的热容系统，这就使得环境气象条件的急剧变化会被热力系统吸收，所谓以慢制快，再加上用户本身的适应能力对环境质量的要求留有余地，因此前几天的环境温度会对现在的热负荷需求产生直接的影响。所以，我们只要根据天气预报以及前几天的天气状况，建立天气预报一一供热负荷预估模型系统，就可以进行较为合理准确的负荷预测。
2）室外温度的选取。各个热力站由于受场地的空间、建筑物结构的限制，即使装室外温度测点，但是由于受通风、El照等条件的影响，也不一定准确，具体的做法是在调度站统一把室外下发到各换热站。室外温度的选取有两种方法：一是在调度站选3～4个比较合适的测点，然后把这些数值求平均值，作为标准值；二是对具备安装条件的，在热网分布的几个端点处设测量点，通过通信网络把数据传送到调度站，在调度中心的计算机上把这些数值求平均值作为标准值下发到各换热站的RTU中。
2 基于PLC的换热站无线网络远程监控系统
变频器把电机的电流、转速等信号送入PLC，PLC可以控制变频器的启停及调速。水、电、热能的计量参数仪表也采用MODBUS通信把参数送入PLC中。触屏作为现场的人机接口，显示换热站的主要参数及设备状态，现场的操作指令也可以通过触屏下达。调度中心的通信采用GPRS方式，主要完成的控制功能：
1）控制器应能根据当地换热站运行曲线编辑，通过检测二级网供水温度和室外温度，自动调节电动调节阀的开度，实现换热站的质调节；可以根据不同的时间段及地点（白天、夜晚不同，冬季、春季不同，学校、办公室、居民楼的不同）设置多条曲线，监控中心也可以根据经济分析，自动生成经济运行的曲线，管理人员通过网络可以修改运行曲线和设定参数，完成运行曲线的修改、移植。
2）二次网压差控制，根据二次网供回水压差设定值，自动调节变频循环水泵的转速，同时能根据室外温度的变化调节循环水泵的转速，两种调节模式在软件中切换。
3）控制器以死循环的方式控制调节阀来调节一次网的流量，以保证二次网的供水温度，当管网负荷过大或者供热不足时，RTU能控制调节阀的开度，使管网水力平衡，防止水力失调现象发生。
4）控制器根据检测的信号进行参数报警，可以本地显示及远传，操作上设置了人工/自动转换功能，开关设置在触屏上或者在控制箱上设置硬开关。
5）控制器应能根据水箱水位，判断液位所处状态，超高限报警，超低限与补水泵连锁，停止补水泵。防止补水泵宅转过热。
6）控制器能检测到二次网的回水压力过低，停止二次网循环泵，报警，达到要求后再启泵；检测到换热器压差过大，发生堵塞，关闭电动调节阀，并发出报警信号。
7）当二级网供水压力超高时，信号经滤波处理后，RTU经过判断，发出停泵指令，停止循环泵，防止二级网超压爆管，同时发出报警信号。
3 结论
总之，基于PLC的换热站无线网络远程监控系统要得到高度重视，通过采用专业的技术手段，从时间和空间上对换热站无线网络远程进行有效地监控，及时地启动监控系统，向相应的发出
通报，从而采取相应的措施。目前，我国在这方面与国外发达国家相比，还存在一定的差距，这就需要相关部门充分开发和构建出适用于我国换热站无线网络远程监控系统，通过PLC技术进行系统的开发和推广。
参考文献
[1]孙永民.变频器结合PLC在供热系统中的应用[J].中国新技术新产品，2010（16）：46-47.
[2]常志华.水厂滤池控制系统的设计与应用[J].中国新技术新产品，2010（13）：112-113.
[3]丁炜.换热站管线改造及节能技术应用[J]. 石油和化工节能，2008（06）：90-92.
[4]李光元，耿刚，潘友军等.基于RS-485通信、PLC与三维力控组态技术的太阳能热水工程监控系统[J].中国建设动态（阳光能源），2011（05）：108-109.