一种基于DCS控制的用户型智慧供热系统及控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于DCS控制的用户型智慧供热系统及控制方法。该系统相较于传统的集中供热系统，在每户的供热总管路增设供热用户终端，该终端执行机构为电动调节阀，终端通过4G网络将用户设置以及调阀实时开度上传至公网。将供热首站及厂外换热站各自的设备信号接入就地的DCS控制柜，控制柜将信号上传至公网。热网调度中心通过将上位机接入公网的方式，接收来自供热用户终端以及DCS控制柜的信号，经过DCS控制软件的数据分析处理，将控制信号再通过公网传输至供热首站及厂外换热站的DCS控制柜。本发明专利技术将供暖系统的信息通过公网传输，使用DCS系统控制相关设备，实现热网的集中管理与调度。理与调度。理与调度。

【技术实现步骤摘要】
一种基于DCS控制的用户型智慧供热系统及控制方法


[0001]本专利技术属于火力发电厂的自动控制
，涉及一种基于DCS控制的用户型智慧供热系统及控制方法。

技术介绍

[0002]随着工业化城市化进程的推进，在能源需求逐步增加的同时产生的环境污染问题日益严峻，特别是在需要冬季长期供暖的北方地区，保证居民基本生活需求的同时需实现节能减排防雾治霾。作为污染大且热效率低的部分非集中供热方式已被逐步淘汰，由热电厂作为生产经营单位的集中供热系统在城市范围内获得了越来越广的应用。
[0003]主流的集中供热系统控制方案普遍采取综合调节的方式，即通过对供热首站或厂外换热站中循环泵及阀门等设备的控制，调节供热管网一次侧及二次侧的温度、压力、流量等参数，操作方式通常为运行人员就地控制或PLC自动控制。上述方案主要关注点为站内参数的调节，同时，在供热网络规模较大换热站多且分散时难以做到综合管理。对热网末端用户侧而言，供热量的需求与供给存在偏差，造成需求低谷时供给高，需求高峰时供给低的现象，不仅影响用户体验，也造成一定程度上的资源浪费。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种基于DCS控制的用户型智慧供热系统及控制方法，以解决现有技术中供热网络难以综合管理的问题。
[0005]为达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案予以实现：
[0006]一种基于DCS控制的用户型智慧供热系统，包括供热用户终端、供热首站DCS系统和厂外换热站DCS系统；供热用户终端、供热首站DCS系统和厂外换热站DCS系统共同连接至热网调度中心；
[0007]所述供热用户终端包括连接的终端处理器和电动调节阀，终端处理器连接有用户移动设备，热网调度中心从终端处理器采集电动调节阀开度，以及预设各个时段的电动调节阀开度；
[0008]所述供热首站DCS系统包括第一交换机，第一交换机通过第一DCS控制柜连接有供热首站设备；热网调度中心通过第一交换机和第一DCS控制柜采集供热首站设备的开关量和模拟量；热网调度中心通过第一交换机和第一DCS控制柜控制供热首站设备的开关量和模拟量；
[0009]所述厂外换热站DCS系统包括第二交换机，第二交换机通过第二DCS控制柜连接有换热站设备；热网调度中心通过第二交换机和第二DCS控制柜采集厂外换热站设备的模拟量和开关量；热网调度中心通过第二交换机和第二DCS控制柜控制厂外换热站设备输出热量；
[0010]所述热网调度中心通过汇总的每一个供热用户终端的电动调节阀开度、预设各个时段的电动调节阀开度，结合供热系统的热管网参数以及气温，计算获得供热系统的总热
量需求；所述热网调度中心根据总热量需求控制供热首站设备的开关量和模拟量，所述热网调度中心根据总热量需求控制厂外换热站设备的开关量和模拟量；
[0011]热网调度中心和终端处理器、热网调度中心和第一交换机、热网调度中心和第二交换机均通过公网交互信息。
[0012]本专利技术的进一步改进在于：
[0013]优选的，终端处理器通过蓝牙模块和用户移动设备连接。
[0014]优选的，终端处理器通过运营商物联网卡和热网调度中心连接。
[0015]优选的，每一个所述供热用户终端的运营商物联网卡具有唯一的IP。
[0016]优选的，所述第一交换机通过第一VPN防火墙网关接入公网。
[0017]优选的，所述第二交换机通过第二VPN防火墙网关接入公网。
[0018]优选的，若干个供热用户终端共属于同一个供暖区，每一个供暖区设置有一个厂外换热站DCS系统。
[0019]一种基于DCS控制的用户型智慧供热系统的控制方法，包括以下步骤：
[0020]步骤1，采集每一个供热用户终端的电动调节阀开度、预设各个时段的电动调节阀开度；
[0021]步骤2，采集供热首站设备的开关量和模拟量；
[0022]步骤3，采集每一个厂外换热站设备的开关量和模拟量；
[0023]步骤4，汇总每一个供热用户终端的电动调节阀开度，以及预设的各个时段电动调节阀开度，结合供热系统的热管网参数以及气温，计算获得热网系统的总热量需求；进一步的折算出供热首站设备热量需求，以及每一个厂外换热站的热量需求；依据供热首站设备热量需求控制供热首站设备的开关量和模拟量；依据每一个厂外换热站的热量需求控制厂外换热站设备的开关量和模拟量。
[0024]优选的，步骤4中，控制供热首站设备的开关量和模拟量为调节换热机组一次侧调阀开度以及二次侧循环泵转速。
[0025]优选的，步骤4中，控制厂外换热站设备的开关量和模拟量为调节换热机组一次侧调阀开度以及二次侧循环泵转速。
[0026]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0027]本专利技术公开了一种基于DCS控制的用户型智慧供热系统。该系统相较于传统的集中供热系统，在每户的供热总管路增设供热用户终端，该终端执行机构为电动调节阀，终端通过4G网络将用户设置以及调阀实时开度上传至公网。将供热首站及厂外换热站各自的设备信号接入就地的DCS控制柜，控制柜将信号上传至公网。热网调度中心通过将上位机接入公网的方式，接收来自供热用户终端以及DCS控制柜的信号，经过DCS控制软件的数据分析处理，将控制信号再通过公网传输至供热首站及厂外换热站的DCS控制柜。本专利技术将供暖系统的信息通过公网传输，使用DCS系统控制相关设备，实现热网的集中管理与调度。本专利技术在用户侧设供热用户终端，支持用户按需调节入户暖水流量，同时将用户相关信息发送至热网调度中心的DCS上位机。在保证本户供暖效果的同时为精确调控提供数据支持，达到节约能源和合理计费的目的。
[0028]本专利技术还公开了一种基于DCS控制的用户型智慧供热系统的控制方法，该控制方法结合供热量的主要影响因素，提出一种供热量计算方法。相较于传统换热机组的控制策
略，能够提供更为精准的设备运行参数。不仅关注站内参数的调节，同时保证用户的供暖需求。
附图说明
[0029]图1为本专利技术系统结构总图。
[0030]图2为本专利技术控制过程示意图。
[0031]其中，1
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第一供热用户终端；2
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第二供热用户终端；3
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第三供热用户终端；4
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第四供热用户终端；5
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第五供热用户终端；6
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第六供热用户终端；7
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第七供热用户终端；8
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第八供热用户终端；9
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第九供热用户终端；10
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第一厂外换热站设备；11
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第二厂外换热站设备；12
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第N厂外换热站设备；13
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供热首站设备。
具体实施方式
[0032]下面结合附图对本专利技术做进一步详细描述：
[0033]在本专利技术的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于DCS控制的用户型智慧供热系统，其特征在于，包括供热用户终端、供热首站DCS系统和厂外换热站DCS系统；供热用户终端、供热首站DCS系统和厂外换热站DCS系统共同连接至热网调度中心；所述供热用户终端包括连接的终端处理器和电动调节阀，终端处理器连接有用户移动设备，热网调度中心从终端处理器采集电动调节阀开度，以及预设各个时段的电动调节阀开度；所述供热首站DCS系统包括第一交换机，第一交换机通过第一DCS控制柜连接有供热首站设备；热网调度中心通过第一交换机和第一DCS控制柜采集供热首站设备的开关量和模拟量；热网调度中心通过第一交换机和第一DCS控制柜控制供热首站设备的开关量和模拟量；所述厂外换热站DCS系统包括第二交换机，第二交换机通过第二DCS控制柜连接有换热站设备；热网调度中心通过第二交换机和第二DCS控制柜采集厂外换热站设备的模拟量和开关量；热网调度中心通过第二交换机和第二DCS控制柜控制厂外换热站设备输出热量；所述热网调度中心通过汇总的每一个供热用户终端的电动调节阀开度、预设各个时段的电动调节阀开度，结合供热系统的热管网参数以及气温，计算获得供热系统的总热量需求；所述热网调度中心根据总热量需求控制供热首站设备的开关量和模拟量，所述热网调度中心根据总热量需求控制厂外换热站设备的开关量和模拟量；热网调度中心和终端处理器、热网调度中心和第一交换机、热网调度中心和第二交换机均通过公网交互信息。2.根据权利要求1所述的一种基于DCS控制的用户型智慧供热系统，其特征在于，终端处理器通过蓝牙模块和用户移动设备连接。3.根据权利要求1所述的一种基于DCS控制的用户型智慧供热系统，其特征在于，终端处理器通过运营商物联网卡和热网调度中心连接。4.根据权利要求3所述的一...

【专利技术属性】
技术研发人员：王嘉兴，王喆，桑永福，温荣斌，耿林霄，卢彬，
申请(专利权)人：华能集团技术创新中心有限公司，
类型：发明
国别省市：