[发明专利]一种基于水工、热工平衡的换热站控制系统及方法

权利要求书

1.一种基于水工、热工平衡的换热站控制系统，其特征在于，该系统包括信息监测单元、无线传输单元、主控制器和水泵控制单元；所述信息监测单元通过无线传输单元与主控制器连接，信息监测单元用于监测二次网供、回水的温度、压力和流量，所述无线传输单元采用ZigBee协议，实现主控制器和信息监测单元之间数据、命令的双向通信；所述主控制器根据信息监测单元传来的检测数据，分析当前换热站的工作状态，以能耗指标为约束，采用能量优化控制方法，发出系统控制指令，协调系统各功能单元稳定运行；所述水泵控制单元与主控制器连接，其根据主控制器的控制指令，调节电机的运行状态，实现换热站系统热工、水工平衡及能量优化控制。

2.如权利要求1所述的一种基于水工、热工平衡的换热站控制系统，其特征在于，所述信息监测单元包括压力传感器、流量传感器、温度传感器、内含无线发送和接收器的微处理器以及信号处理电路；所述压力传感器、流量传感器、温度传感器分别用于检测二次网供、出水的压力、流量和温度；所述信号处理电路分别与压力传感器、流量传感器、温度传感器相连，用于完成对上述各种传感器信号的调理，以实现与微处理器的连接；所述微处理器与信号处理电路相连，用于控制与管理信息监测单元，以无线、多跳方式与无线传输单元相连。

3.如权利要求1所述的一种基于水工、热工平衡的换热站控制系统，其特征在于，所述无线传输单元包括内含无线发送和接收器的微处理器、USB接口电路和电源转换电路；所述微处理器分别与USB接口电路、电源转换电路相连，用于控制与管理信息监测单元，通过USB接口电路与主控制器的连接，由电源转换电路提供工作电压。

4.如权利要求1所述的一种基于水工、热工平衡的换热站控制系统，其特征在于，所述水泵控制单元包括接口电路、电机控制模块和变频调速模块；所述接口电路用于提供标准485总线接口，实现水泵控制单元与主控制器的连接；所述电机控制模块与接口电路连接，其用于水泵控制单元的控制与管理，接收来自主控制器发送的控制指令，将其转换成标准的4-20mA电流信号，并送入变频调速模块；所述变频调速模块与电机控制模块连接，其用于完成对系统补水泵、循环泵转速的控制，实现换热站水工、热工平衡控制。

5.基于权利要求1-4中任一项所述的一种基于水工、热工平衡的换热站控制系统的控制方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

步骤一、根据换热站供热面积及管网设计要求，以二次网供、回水的压力为参数，采用单闭环控制原理，建立换热站水工平衡控制系统模型；

步骤二、以换热系统能耗指标为约束，对二次网供、回水的温度和流量采用双环闭环控制，建立换热站热工平衡控制系统模型；

步骤三、通过信息监测单元获得当前二次网供、回水的压力值，主控制器根据步骤一的换热站水工平衡控制系统模型计算补水流量，输出与之对应的有效电信号，由485总线接口送入水泵控制单元的电机控制模块，电机控制模块将接收到的信号转换成标准的4-20mA电流信号，再送入变频调速模块；变频调速模块调整补水泵的工作状态，实现二次网恒压水路循环；

步骤四、通过信息监测单元获得当前二次网供、回水的温度和流量，主控制器根据步骤二的换热站热工平衡控制系统模型计算出循环水流量，将其转换成与之对应的有效电信号，由485总线接口送入水泵控制单元的电机控制模块，电机控制模块将接收到的信号转换成标准的4-20mA电流信号，再送入变频调速模块；变频调速模块调整循环水泵的工作状态，实现二次网热工平衡的调节，进而实现基于水工、热工平衡的换热站控制方法。