一、 引言
    集中供热因具有节约能源和改善城市环境等方面的积极作用，而日益成为城市公用事业的一个重要组成部分，是国家大力推广的节能和环保措施。随着国民经济的飞速发展，我国的城市集中供热规模也不断扩大，科学的管理热力管网具有非常重大的经济和社会效益。
    换热站是连接供热站和用户极为重要的环节，不仅其工作的安全性、可靠性直接影响锅炉的安全性及供热质量，提高其工作效能的还具有十分重大的节能意义，目前换热站大都采用人工监控，一方面浪费人力；另一方面在出现事故隐患时操作人员难以发现，易造成设备事故。同时，各换热站都独立运行，难以达到供热系统整体最佳状态，易造成热力失衡，影响供热效果而造成能源的极大浪费。利用先进的工业自控技术、计算机技术、通讯技术构成的换热站及远程监控管理系统，对热力系统实施更科学、更规范的监控管理，提高中央调度室的监控能力，具有非常巨大的经济和社会效益。
二、系统简介
     本系统由以下几个部分构成（见系统构成示意图），现简介如下：
1、换热站的自动控制系统
该系统有换热站动力配电柜和检测控制系统构成，配电柜完成循环泵系统和补水系统的控制功能，具有手动和自动运行模式，也有工频和变频运行模式。检测控制系统完成换热站各个温度、湿度、压力、运行状态、故障状态等测量点的监测，控制调节阀、电机、变频器执行器件完成系统各状态下应该完成的动作。
换热站的运行程序独立存在于其控制系统PLC内，能够脱离上位机监控管理软件而独立运行，其运行参数可以通过中央控制室上位机监控管理系统来观察并实施调整。

系统构成示意图

2、各个换热站与中央调度室之间的通讯系统
各个换热站独立工作的同时，利用通讯系统将运行状态数据传给监控管理系统供参考，同时接受监控管理软件进行的运行参数调整。通讯系统可以有以下形式构成，图表显示的是各个不同的通讯系统不同的特点，用户可以根据换热站设施条件选择使用，如果条件满足，我们建议使用第四种以太网通讯方式。
通讯系统特点差异表
3、中央调度室的监控管理系统
中央调度室管理系统安装在中央调度室的工控机上，通过以太网和下位的换热站通讯模块相连，完成换热站运行与管理系统数据之间的数据交换，既可以监视各换热站的运行情况，也可以调整换热站的运行状态。
三、换热站
换热站一般由汽水换热器组成的换热系统、循环水泵组成的循环水系统、补水泵组成的补水系统来构成。在控制过程中，需要采集大量的物理量，如压力、温度、流量等模拟量参数。需要通过PLC对这些参数进行实时采集和处理。换热站的自动控制，即实现整个进汽和供水过程的全自动控制。
1、系统可以自动进行故障诊断，并在监控画面上显示各工况参数并控制设备运行状态。
2、根据本地的气候条件以及供热对象的特性，给出一条室外温度与二次供水温度之间的对应曲线。控制器可以通过这条曲线根据室外温度传感器测量的室外温度对一次供汽流量进行控制，以达到对二次供水温度的控制。此设计的特点在于能够通过室外温度对二次供水的温度进行控制，以达到节省能源，提高供热质量的目的。

3、在系统中增加晚间节能的设置，根据需要设置晚间供热温度。自控系统通过加入时间日程表的控制，实现一天当中不同时刻对应不同的温度。

4、PLC通过压力传感器和变频器来实现对二次供水压力的控制，当一台补水泵无法通过变频补水达到所要求的压力时，控制器可使另一台备用泵以工频的方式进行补水。最终实现更加智能化的恒压补水控制。

5、当前可编程控制器（PLC）是专为工业环境下应用而设计的工业控制计算机，已经成为电气控制系统中应用最为广泛的核心位置，它不仅能实现复杂的逻辑控制，还能完成各种顺序或定时的闭环控制功能，并且抗干扰能力强、可靠性高、稳定性好、体积小，能在恶劣环境下长时间、不间断运行，且编程简单，维护方便，并配有各类通讯接口与模块处理，可方便各级连接。
6、在换热站的控制系统中还发附加了安防系统的功能，在监测环境温湿度的同时，还可检测门窗、电源、电压、电流、地面水份、设备温度等安防信息，出现意外时，系统自动远程报警，达到无人值守基站的防护标准。
7、  换热站控制系统的调节系统采用PID调节控制，确保了进汽和供水的温度、压力准确稳定，使换热温度达到用户的要求，并对其故障实现实时报警和连锁启停切换控制。具体调节控制单元如下：
（1） 换热器二次供水温度调节控制回路
主要功能:通过控制换热器一次蒸汽管网入口蒸汽调节阀，实现换热器二次侧热水出口温度的自动控制。
（2）   换热器冷凝水水位调节控制回路
主要功能:通过控制换热器冷凝水排水调节阀，实现换热器冷凝水水位的自动控制。
（3） 补水流量调节控制回路
　　  主要功能:通过控制补水流量调节阀，实现二次回水压力的定压自动控制。
（4） 二次供水压力调节控制回路
　　主要功能:通过控制循环水泵变频器转速实现二次供水压力的定压自动控制。
（5）   二次回水压力自动控制回路
　　主要功能:通过控制疏水水泵变频器转速实现二次回水压力自动定压控制。
四、通讯系统
通讯系统建议采用以太网通讯，一般来讲这种通讯形式还容易实现，只需要拥有互联网接口即可，利用西门子以太网专用模块，使控制系统和上位机监控管理系统进行数据交换，实现实时监控，实时调整，是一种既经济又可靠的通讯系统。当然，当以太网不具备时，可以采取以上所列其他通讯方式，在此不再详述。
五、 管理系统
在中央控制室的上位机远程监控管理系统，该系统主要用于监控和调整各个换热站运行，包括以下几个方面的内容：
1、 工艺流程图：在画面中通过编程实现模拟显示整个换热站现场进汽供水的全过程，并且在换热器本体上实时显示了各路汽、水的温度与压力，以便于操作者能及时准确的掌握本体内的换热情况，能够对现场设备的故障进行实时诊断。
2、 报警记录：对于如进汽流量、供水压力等一些重要的模拟量输入参数进行实时报警，当处于监控下的任何一个变量超出预先设定的安全值时，报警灯就会立即闪烁，同时通过报警一览表对话框可以检查报警超出的范围以及错误的出处，并对此采取相应的措施。
3、 历史趋势：在此画面中除了实时显示变量的变化趋势，操作员还可以检查过去的过程数据记录，通过对过去历史趋势的比较进而可以对变量未来的发展趋势做进一步的预测。另外，还具有报警或变量记录档案库数据的运行报表。