基于西門子智能控制系統(tǒng)及電動溫控閥等現(xiàn)場儀表產品的區(qū)域供熱控制解決方案---高效節(jié)能，安全可靠

西門子自動控制技術為區(qū)域供熱系統(tǒng)帶來革新性的控制解決方案

    在中國，區(qū)域供熱是供熱領域中最重要的一種能源使用方式。目前，已經有超過 300個城市采用這種供熱方式。受益于高效發(fā)電、熱電聯(lián)產和余熱回收，區(qū)域供熱成為熱能配送和末端供熱的環(huán)保選擇。以這樣的方式，每年可以減少數(shù)千噸的二氧化碳排放量。數(shù)十年的專業(yè)經驗以及和區(qū)域供熱領域中知名客戶的密切合作，使西門子成為卓越的區(qū)域供熱產品及解決方案供應商之一。基于這種能力，我們采用了創(chuàng)新性的技術對控制系統(tǒng)進行了全面的升級和開發(fā)，我們可以提供成熟的、可擴展的系統(tǒng)解決方案。我們的自動控制技術能幫您實現(xiàn)心中所想！

區(qū)域供熱解決方案

國內供熱系統(tǒng)的現(xiàn)狀

- 在中國，供熱系統(tǒng)的基本設計思路是在熱源側控制，絕大多數(shù)的供熱系統(tǒng)被設計成只滿足可靠性的基本需求；輸配及用戶側則很少考慮舒適性及其工作效率。
- 較高的運行費用及較大的系統(tǒng)失水量是眾多的熱力公司長期面臨的難題。
- 城市人口的迅速增長，供熱需求的急劇增加需要更大規(guī)模的供熱系統(tǒng)。供熱管網水力平衡問題的解決已迫在眉睫。
- 供熱能源利用率低，造成嚴重污染，不利于提高城市整體形象和未來發(fā)展。

區(qū)域能源系統(tǒng)的發(fā)展趨勢

    集中供熱是民生工程，節(jié)能工程，環(huán)保工程。熱力公司及供熱用戶的市場現(xiàn)狀正在發(fā)生著急劇的變化。
    首先，熱力公司經營主體的變化改變了所有權及經營模式，在日益激烈的競爭環(huán)境中，提高用戶的滿意度，提高系統(tǒng)運行效率，有效地降低運行費用，成為其經營的主導性原則。
    其次，國家十二五政策的調整及節(jié)能環(huán)保的要求，對熱力公司來說具有深遠的影響。低效率的小鍋爐采暖方式正在被清潔及有利于環(huán)保的熱電聯(lián)產所取代；熱電聯(lián)產中產生的余熱正在被用來提供房間的采暖及生活熱水，這也同時提高了燃料的綜合利用效率。
    第三，區(qū)域集中供熱實行用熱商品化、貨幣化，逐步實行按用熱量計量收費制度。用戶將可以自行決定何時使用熱能及其數(shù)量，熱力公司要隨時根據(jù)用戶的用熱量對熱源及熱網輸配系統(tǒng)作出相應地調整。
    最后，伴隨快速的經濟發(fā)展，大量新建住宅必須配套建設供熱設施，因此需大力提高供熱普及率。

供熱控制及計費系統(tǒng)將滿足以下需求：

供熱用戶側：
每個用戶供熱、計量及計費的獨立性，真正實現(xiàn)“按需供熱，按量收費”。在極限運行工況（系統(tǒng)供熱量過載），控制系統(tǒng)能迅速適應并提高效率。
換熱站側：
在保障提供用戶充足供熱量需求的前提下，自控系統(tǒng)會實現(xiàn)高效率的無人值守操作；在自控系統(tǒng)指導下的換熱站“小流量，大溫差”運行，有助于整體熱網輸配系統(tǒng)的平衡，同時提高換熱效率及減少運行費用。

換熱站自控系統(tǒng)的技術要求

    很明顯，建立、發(fā)展及運行區(qū)域供熱網絡，在硬件、軟件、產品及服務上，需符合供熱系統(tǒng)特定的要求。因此，自控系統(tǒng)的規(guī)劃及界定是非常重要的，它將影響系統(tǒng)的擴展性及供熱網絡操控的有效性。尤其是在決策投資一個新的自控系統(tǒng)，以下八點要素應被決策者重點考慮：

系統(tǒng)的擴展性

    熱網監(jiān)控及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（SCADA）有能力增加或擴充至供熱系統(tǒng)的理想規(guī)模，換言之，它將能隨項目的進展，根據(jù)需要增加聯(lián)接的控制器及操作工作站數(shù)量。

系統(tǒng)的先進性

    先進的自控產品和系統(tǒng)的采用，是熱力公司的營利及提高客戶滿意度的保證。例如，換熱站通常是無人值守，當某些異常出現(xiàn)時，通過SCADA 系統(tǒng)以 SMS 方式通知，使維修人員能在最短的時間內到達現(xiàn)場，迅速進行維修和維護。這一切要在很短的時間內完成，讓用戶感覺不到供熱的中斷，可靠的供熱系統(tǒng)會提高用戶的滿意度并更愿意支付熱費。

通訊的多樣性

    SCADA 系統(tǒng)需有足夠的開放功能，這樣熱力公司可以選擇不同的通訊協(xié)議。通常熱力公司在發(fā)展的不同時期， 將采用多種通訊協(xié)議。

系統(tǒng)的標準性

    在結構（例如軟件平臺）和通訊（例如 TCP/lP）方面采用開放的標準提高了和其他系統(tǒng)的兼容性（數(shù)據(jù)交換或和第三方系統(tǒng)集成），同時提高了選擇使用不同通訊系統(tǒng)的靈活性。而且，開放的通訊接口意味著不同種類的控制器可以被集成到一個自控系統(tǒng)中。

系統(tǒng)的開放性

    熱源和熱網輸配系統(tǒng)的自控需要協(xié)調統(tǒng)一，步調一致，實現(xiàn)無縫連接。

系統(tǒng)的長期性

    這一系統(tǒng)將具備長期使用性和系統(tǒng)擴展性，因而保證其可用性和適用性，對保護投資者的利益至關重要。

系統(tǒng)的可靠性

    自控產品及系統(tǒng)的可靠性和有效性對于熱力公司的安全和效率是至關重要的。

系統(tǒng)的專家性

     熱源和熱網輸配系統(tǒng)應該在自控系統(tǒng)的指導下高效運行。通過對熱網輸配系統(tǒng)熱量及流量的控制，或者對于無人使用的建筑減少熱量供應，實現(xiàn)整個系統(tǒng)高效運行。

基于智能通訊的控制系統(tǒng)

多樣化應用

    通過智能菜單選擇不同的功能塊，Climatix DH 控制器能夠構建出一個最多配置四個供熱回路、三個前置調節(jié)器和兩個生活熱水回路的區(qū)域供熱站。功能塊可以靈活進行組合，實現(xiàn)豐富的應用。要做到這些并不需要專用的工具或者編程知識。對于 OEM 來說這點具有很高的靈活性，并且縮短開發(fā)周期和節(jié)約開發(fā)成本。調試參數(shù)表可以在不同控制器之間復制，節(jié)約調試時間。

成熟的控制算法

     功能塊構建于西門子樓宇科技成熟的控制算法基礎之上。和其他同類的自由編程的解決方案相比可節(jié)省高昂的開發(fā)和測試費用，因此可減少開發(fā)支出。

文本人機界面

    具體應用功能的操作很簡單，它根據(jù)使用者的需求進行設計。菜單文本有多種語言供選擇，也可以在標準菜單語言中增加新的語言，當然也能支持特殊字符或文字例如俄語或者漢語，這點可方便新市場的開發(fā)。需要的話我們可為 Climatix DH 選配觸摸屏。

服務工具

    使用 Scope 調試工具能夠實現(xiàn)在高度自動化的生產中進行參數(shù)設定。通過特殊功能，例如在線測試功能，能夠在現(xiàn)場進行功能測試。擴展模塊允許 OEM 以模塊化的模式進行供熱站開發(fā)和設備供應。在Climatix DH 主控制器中配置基礎功能模塊，而其他功能模塊的實現(xiàn)僅通過安裝擴展模塊達成。這樣的話，在工廠裝配接線完成的控制系統(tǒng)，到現(xiàn)場安裝時只需要增加不同的擴展模塊，通過簡單的總線連接即可實現(xiàn)功能擴展。因此，控制系統(tǒng)的成本就自動和具體的裝配等級相適應。

信息交互需求持續(xù)增長

    我們的社會已經越來越習慣于通過電子媒體進行廣泛的信息交互，相應地在這方面對區(qū)域供熱的期望也在增加。這些期望涵蓋了從舒適度控制、更透明的能源消費顯示到熱能生產和消費間的聯(lián)網，再到故障報告等諸多方面?，F(xiàn)在在大型建筑中通信功能和建筑管理系統(tǒng)的融合已經是技術標準，不可或缺。而電網的發(fā)展（關鍵詞：智能電網）更可能增強這種要求，并且可能催生新的業(yè)務模式。這種發(fā)展趨勢將走向何方，現(xiàn)在在很多方面還都是不明朗的，但是一種可兼顧未來各種不同趨勢的技術其優(yōu)勢將十分明顯。西門子區(qū)域供熱控制器能在其具體使用范圍內滿足各種通信需求。

開放性協(xié)議

     在滿足聯(lián)網需求方面，Climatix DH 控制器的信息交互能力就顯得尤為重要，借助于這種能力既能夠使用熱力公司或者外部供應商現(xiàn)有的或者即將建立的通信網絡，同時又和建筑的自動化系統(tǒng)連成一體。系統(tǒng)使用諸如 BACnet、Modbus、M-Bus 和TCP/IP 之類的開放性標準協(xié)議。這點保證了客戶能和外部設備進行數(shù)據(jù)交換，也兼顧了未來所需的通信能力。

模塊化

    Climatix DH 的模塊化設計確保您不會錯過未來的流行功能，即使在今天還沒有通信需求。Climatix DH 最多允許通訊模塊選擇三個不同的開放性協(xié)議。因此您可以將建筑管理系統(tǒng)，例如西門子 DESIGO Insight，和 BACnet 進行融合，通過 M-Bus 讀取熱量表并且通過互聯(lián)網進行遠程維護。設備的后期升級隨時可進行。

突出特點

■ 多樣化應用，無需額外編程花費

■ 成熟的控制算法和聯(lián)網帶來更高的能源效率

■ 界面友好，操控簡單的人機用戶接口

■ 具前瞻性的通信能力

■ 模塊化帶來的投資安全性

成熟加創(chuàng)新 — RWD 控制器 &Climatix DH 控制器

 

能源效率

    西門子控制器的信息交互能力允許需求數(shù)據(jù)和能源生產數(shù)據(jù)進行交互，從而使得智能和高效的區(qū)域供熱網絡的建立成為可能。一系列的控制算法，例如將風和陽光的影響也考慮進去，將能夠提高個體建筑物的能源效率。您可在我公司控制器產品詳細文檔說明中找到關于此主題的其他設想。

投資安全性

    RWD 系列控制器能夠為新的或者現(xiàn)有設備提供成熟的解決方案。Climatix DH 則融合了成熟的解決方案和新構想，然后將其發(fā)展成下一代區(qū)域供熱控制系統(tǒng)。通信能力、可擴展性、簡單的操控以及靈活的應用只是其中的幾個特點。

    此外系統(tǒng)在多個方面保證了向下的兼容性。

對未來的投資具有可規(guī)劃性

    如果進行一項投資時不確定是否需要通信功能或者不清楚需要哪種通信功能，ClimatixDH 的模塊化結構允許在以后再加裝通信模塊。一個設備也可以在以后通過附加輸入/輸出模塊進行擴展。由于傳感器可自由選擇輸出信號也具有選擇性，所以 Climatix DH 控制器也能將現(xiàn)有設備提升到最新的技術水平。同樣，RWD標準應用控制器也可配套Modbus RTU 通訊模塊，實現(xiàn)對小型供熱機組的監(jiān)控。升級過程可逐步進行。

易操作性

    依照具體用途，不同的控制器系列使用不同的操作方案。RWD 系列產品的調溫按鍵便于居住者直接調到舒適的溫度。Climatix DH 則更進一步，在操作友好的菜單界面上直接提供文字提示。

服務和能效控制

    新的 Climatix DH 控制器具有內置的數(shù)據(jù)存儲功能。通過對獲取的數(shù)據(jù)進行分析可了解設備是否有達到期望的能效。此外出現(xiàn)故障時這些數(shù)據(jù)也有助于排查故障原因。

通信

    所有的西門子區(qū)域供熱控制器都能夠滿足其特定使用范圍的通信需求。在這方面所使用的是一致通用的開放性標準通信協(xié)議。這些保證了客戶能和外部設備進行數(shù)據(jù)交換，也兼顧了未來所需的通信能力。Climatix DH提供了幾種開放性協(xié)議供選擇。

西門子調節(jié)閥

    閥門和執(zhí)行器的類型和區(qū)域供熱的具體需求相適應。在這方面您將從我們的執(zhí)行器的安裝快捷性和安全性中獲益，并且分享我們作為領先的閥門和執(zhí)行器制造商所獲得的經驗。

高精度高速度地控制設備

    西門子的現(xiàn)場控制檢測設備完善了區(qū)域供熱應用的產品系列。該系列包括大小型區(qū)域供熱系統(tǒng)分站一次側和二次側應用的控制閥、執(zhí)行器和傳感器。具有高控制精度和反應速度的電磁閥可用于關鍵的生活熱水應用。

多樣化應用

    RWD 系列產品的應用功能已經可以滿足大部分熱力公司的需求。其中涉及供熱回路數(shù)量、類型和生活熱水處理方面的進一步需求，Climatix DH 采用了一種新的功能塊方案加以滿足。此創(chuàng)新的核心思想是，大部分設備上一個供熱回路的功能和其他供熱回路一樣，不同的只是供熱回路的數(shù)量和水力循環(huán)回路的數(shù)量、前置調節(jié)器和生活熱水回路。此功能塊構建于西門子建筑工程成熟的控制算法基礎之上。

高效滿足客戶期望

    Climatix DH 所具有的高度靈活性能夠使您在傳感器選擇、閥門和執(zhí)行器的控制信號以及和建筑管理系統(tǒng)的融合方面簡便快捷地滿足客戶的要求。

設備運行趨勢

    Scope 軟件能現(xiàn)場用趨勢圖表示溫度和閥門控制信號之間的關系。還能分析受控系統(tǒng)的表現(xiàn)，計算具體的最佳控制參數(shù) — 例如Kp 值，以便在系統(tǒng)更改后檢查其當前的運行表現(xiàn)。

突出特點

■ 借助于專門的控制算法和聯(lián)網實現(xiàn)能源效率

■ 具前瞻性的通信能力

■ 面向未來的投資

■ 用戶友好的操作性能

■ 按照運行趨勢和事件進行設備趨勢記錄

■ 控制精度高、反應速度快是

西門子換熱站自控系統(tǒng)的特殊功能

效率監(jiān)控

    根據(jù)規(guī)定的連接條件、回水溫度、流量和負載上限等參數(shù)可以安全地儲存在控制器中。此外還可對區(qū)域供熱站中的壓力和溫度全面監(jiān)控和記錄。這將使得熱力公司在異常變化的早期就能及時發(fā)現(xiàn)，保障了運營安全，也將減少用戶的費用并防止熱網受到不利因素影響而產生負面效應。

特殊功能

    熱力公司和用戶可根據(jù)某些建筑的特性，使用諸如地板采暖和防止熱網浪涌等特殊功能。如果必要的話，在室外溫度較低時，可以取消夜間經濟模式。

避免停運

    設備在較長時間停運后需要短時開啟泵和閥門，避免堵塞。熱網的壓力能夠根據(jù)需要自動保持穩(wěn)定。使用 ECO 功能可以減少頻繁啟停設備。

負載管理

    通過啟動和鎖定信號能夠優(yōu)化熱網中的能源分配。熱能將根據(jù)用戶的需求動態(tài)分配，促進熱能的優(yōu)化使用。優(yōu)化最優(yōu)啟/?？刂瓶蓪崿F(xiàn)在適合的時間進行供熱。根據(jù)需要控制器也可將外部因素考慮進去，例如風和日照等。這樣可提升房間舒適度和能源利用效率。

太陽能生活熱水

    供熱管網僅在冬季運行，利用太陽能進行夏季的生活熱水置備。此種方式可有效地降低運營成本。

電磁閥的主要特點

■ 安全復位、大推力、免維護是液壓執(zhí)行器的主要特點