小区智能供暖节能系统的设计与实现

【摘要】： 由于冬天北方天气寒冷，暖气是取暖的主要方式。随着人们生活水平的不断提高，暖气已由原来的一家一户独自烧煤取暖，变成了区域集中供暖，那么如何建立一套有效的锅炉采暖节能系统已经越来越受人们的关注。随着控制技术和计算机以及网络通信技术的迅速发展，已为锅炉采暖节能技术的提高提供了一种可能性。研究和改进锅炉采暖节能系统，对于提高供暖率、控制质量、改善工人工作条件以及节约能源都具有重要意义。 本文以北京恒嘉电器设备有限公司下属某区的实际取暖情况为背景，在对工业计算机控制系统应用现状讨论的基础上，通过对锅炉取暖工艺流程的分析，以北京金创联科技发展有限公司开发的天工组态软件为平台，构建了一个小区锅炉智能采暖集散控制系统。系统针对传统的监控系统上位机界面单一、上下位机响应时间长的缺点，在经过比较之后，上位机选择采用了研华工控机与功能丰富的创联天工组态软件作为组态监控软件。下位机控制采用了锅炉控制专用模块PLM。系统总体规划设计过程中，把系统分为四个模块：安全模块、数据采集模块、控制模块及帮助模块。根据系统模块设计需求，对上位监控系统进行了用户、设备及窗口组态，构造相应的实时数据库，通过编写系统驱动程序实现上位机和下位机之间的通讯，通过ADAM4520模块设计实现从RS-232到RS-485的转换，并且对锅炉控制方法进行了改进，实现手动/自动控制两种模式。该系统通过现场安装及测试，可以实时采集下位机数据，并且可以根据不同的区域对温度不同的要求，进行不同的锅炉控制。 该系统具有以下几个特点：节电、节能、运行费用低。据统计，采用这种智能节能供暖系统，小区采暖燃气消耗由原来的470吨降为250吨左右，节省了约220t。费用也相应降低40~50%，由原来的90万元降为50万元左右，节省了约40万；分区供暖，随意控温；控制系统界面直观，工人劳动强度低；具有比较好的扩充性，可维护性好，当需要增加取暖区域，或者新增功能，不会影响原来的数据导入，这样就节约了能源，降低了成本。 本系统在实际现场测试中运行稳定，实现了对锅炉采暖节能的自动监控，运行可靠和稳定。系统的构建思想和方法对于其它基于组态的自动化控制系统也有一定的借鉴意义。 【关键词】：供热系统 节能 天工组态 集散控制 实时监控
【学位授予单位】：北京工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2007
【分类号】：TU995
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 绪论8-16
• 1.1 课题背景、研究意义以及研究内容8-10
• 1.1.1 课题背景8
• 1.1.2 研究意义8-9
• 1.1.3 课题研究内容9-10
• 1.2 集中供热控制系统10-15
• 1.2.1 集中供热控制系统概念10-11
• 1.2.2 国内外集中供热控制系统现状11-14
• 1.2.3 计算机监控在集中供热控制系统中的应用14-15
• 1.3 本章小结15-16
• 第2章 系统总体设计16-22
• 2.1 背景概述16
• 2.1.1 小区供热基本状况16
• 2.1.2 小区供热设计目标16
• 2.2 系统方案设计16-19
• 2.2.1 工程对象16-17
• 2.2.2 系统总体设计思路17-19
• 2.2.3 系统模块化分层19
• 2.3 系统要求19
• 2.4 性能需求19-20
• 2.5 安全性需求20
• 2.6 数据保存需求20
• 2.7 系统功能分析20-21
• 2.8 本章小结21-22
• 第3章 系统详细设计22-55
• 3.1 组态软件22-26
• 3.1.1 组态软件概念22-23
• 3.1.2 组态软件发展23
• 3.1.3 组态软件在计算机监控系统中的作用23-24
• 3.1.4 天工组态介绍24-26
• 3.2 上下位机驱动26-34
• 3.2.1 通讯命令格式26-28
• 3.2.2 天工组态驱动开发28-34
• 3.3 锅炉控制系统模块结构34-37
• 3.3.1 中心控制柜35
• 3.3.2 实时数据库35
• 3.3.3 智能调节控制35-37
• 3.4 系统功能模块37-52
• 3.4.1 安全功能模块38-40
• 3.4.2 数据采集功能模块40-48
• 3.4.3 控制功能模块48-51
• 3.4.4 在线帮助51-52
• 3.5 系统节能经济效率52-53
• 3.6 本章小结53-55
• 结论55-56
• 参考文献56-59
• 攻读硕士学位期间所发表的学术论文59-60
• 致谢60

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