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小区供暖换热站监控系统设计
熊新民 1，2，曹毅 2
（1，华中科技大学控制科学与工程系，湖北武汉，430074）
(2，河南工业大学电气工程学院，河南郑州 450007)

摘要：根据城市小区供暖恒温恒压的控制要求，采用计算机、工业智能前端模块、传感器和执行器，组成
一个温度和压力双重闭环结构的供暖控制系统，通过组态控制方法和 PI 控制策略，设计了组态画面和监控
程序，实现了对小区供暖系统温度、压力、流量参数的现场采集和实时调节，从而提高了供暖系统的控制
精度，改善了供暖效果。
关键词：供暖换热站，监控系统，控制策略，组态软件
中图分类号：TP272 文献标识码：B

0 引言
随着城市建设的迅速发展，我国北方地区冬季集中供暖成为城市现代化的必然选择。随
着供暖面积的不断扩大，如何科学有效地控制和管理供暖系统，提高供暖的经济效益和社会
效益，就是急需解决的重要课题。目前我国许多城市的集中供暖系统还只在一次主网由热力
公司进行集中监控，对居民小区的供暖热力站多半仍由人工看管，因此，二次供热管网的压
力和温度常常不能达到预期要求。为了改善这种状况，本文按照恒温恒压的供暖要求，设计
了一套小区供暖热力站监控系统。
1 小区供暖系统管网配置和功能分析
城市供暖通常是几个小区共用一个供暖换热站，每个小区都有一个独立的供暖回路。
尽管每个小区供暖的范围和规模可能不同，但其供暖系统的管网配置都是一样的。每个换热
站分别包括一次供暖回路和二次供暖回路，两者之间通过换热器实现热交换。供暖热源为经
过热力主管循环的一次高温热水，经过换热器对二次回水或冷水加热后，作为供给小区的二
次热水，经小区家庭取暖装置循环后变成二次回水。在一次高温热水从主网分支进入换热器
之前，加装有电动调节阀和一次热水流量测量变送器；为了给二次回路增压，在二次循环管
网中换热器之前加有变频器驱动的增压泵。由于供暖中必然存在少量水损，所以必须进行适
量补水。为此在增压泵之前和储水箱之间加有变频补水泵，以稳定二次供暖回路的压力。同
时在二次管网中还装有温度变送器和压力变送器。
为了便于控制和管理，小区换热站供暖系统的功能包括对集中供暖换热站的的一次高温
热水流量进行监测、记录和调节，对输送到小区的二次热水温度和压力进行监测和控制，并
且要求输送到小区的热水温度和压力能够基本保持稳定，对检测的数据能够进行记录、存储
和打印。如果联网，还可以实现网络监控和信息传输。
2 系统总体控制方案
本系统以计算机为核心，采用工业 I/O 模块，加上电动调节阀、变频水泵、流量变送器、
压力变送器、温度变送器、串行通讯转换模块及其它元器件构成。系统首先通过压力、温度
和流量变送器对现场信息进行采集并传送给前端 I/O